В чем разница между гигрометром и психрометром

Гигрометр и психрометр — это оба прибора для измерения влажности воздуха, однако они работают по различным принципам. Гигрометр измеряет относительную влажность напрямую, используя различные методы, такие как изменения проводимости или емкости в зависимости от влажности. Это позволяет быстро получать данные, которые могут быть полезны в быту и промышленности.

Психрометр, в свою очередь, включает два термометра: уг湿ный и сухой. Разница между их показателями позволяет вычислить влажность воздуха с использованием психрометрической формулы. Такой метод дает более точные результаты при высоких температурах и влажности, что делает психрометр предпочтительным в метеорологии и климатологии.

Измерение влажности воздуха — выбираем гигрометр и психометр

Уровень влажности воздуха определяется с помощью сенсоров, которые показывают результаты измерений и обеспечивают автоматическое управление влажностью. Выбор датчика зависит от необходимой точности и условий, в которых проводятся измерения.

Артур — это ваш персональный специалист в сфере инженерных технологий

ЧТО ТАКОЕ ГИГРОМЕТРЫ

Устройства для определения относительной влажности называют гигрометрами.

1. Гигрометры, предназначенные для измерения влажности, включают конденсационные, психометры, электролитические и сорбционные типы гигрометров.
2. Гигрометры, работающие на основе измерения электросопротивления и емкости, зависящих от влажности, такие как импедансные гигрометры.
3. Гигрометры, принцип действия которых основан на изменении размеров материалов в зависимости от влажности воздуха, например, механические гигрометры: волосяные или волоконные.

КАК ВЫБРАТЬ ГИГРОМЕТР

Часто используемые в быту и промышленности гигрометры:

• психометры;
• гигрометры с импедансной технологией.

ИМПЕДАНСНЫЕ ГИГРОМЕТРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

Относительная влажность определяется по изменению сопротивления и ёмкости. Чувствительный элемент изготовлен из гигроскопического материала, который изменяет свои свойства при колебаниях влажности.

Гигрометры с импедансным методом классифицируются на три категории:

 

резистивные; 

1. емкостные на основе полимерных диэлектриков;

 

2. емкостные на основе оксида алюминия.

 

Данные устройства способны измерять относительную влажность в пределах от 5 до 95% при температуре от –10 °C до +60 °C для бытовых моделей. В случае промышленных устройств максимальная температура эксплуатации может составлять +80 °C. Погрешность измерений варьируется от ±2 до ±5% в зависимости от типа датчиков.

Емкостные датчики могут выйти из строя при воздействии воды. Поэтому следует избегать прямого контакта жидкости с их чувствительной частью. Из-за этого такие датчики не подходят для длительного мониторинга влажности в помещениях, где уровень влажности составляет 80-95 %. Это может привести к накоплению влаги, а при низких температурах — к ее конденсации, что, в свою очередь, может вызвать неисправность датчика или ошибки в измерениях.

Еще избегайте контакта с горючими газами, содержащими растворимые в воде химические соединения, которые также могут повредить гигроскопичное вещество чувствительного элемента.

ПСИХОМЕТРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Метод психрометрии основан на сравнении температур сухого и влажного термометров. Один из термометров оснащён чувствительным элементом, обернутым марлей, смоченной дистиллированной водой. Температура влажного термометра всегда ниже, чем у сухого, из-за испарения влаги с поверхности фитиля. Чем ниже влажность воздуха, тем более активно происходит испарение, что приводит к снижению температуры увлажненного термометра.

Чаще всего психрометры применяются в системах кондиционирования, где гарантируется высокая влажность и температуры от +1 °C. Примеры применения включают холодильные камеры, помещения для созревания сыра, производства грибов и теплицы.

Измерения при температурах около 0 °C и ниже становятся сложными, поскольку необходимо контролировать, образовался ли на термометре лед или переохлажденная вода.

Достоверность показаний психрометра определяется его конструктивными особенностями (защита от радиации, адекватная скорость воздушного потока и так далее). При проведении измерений в условиях высоких температур может потребоваться проверка калибровки.

Чувствительность психрометра зависит исключительно от чувствительности его температурных датчиков. Эти датчики обеспечивают отличную чувствительность и высокую точность даже в условиях близости к насыщению, то есть в диапазоне, приближенном к 100% влажности воздуха, где использование большинства датчиков влажности, таких как емкостные, имеет свои ограничения.

Для правильного определения влажности воздуха по психрометру рекомендуется подвешивать психрометр на высоте 1,5 м от пола, перед установкой проверить правильность показаний термометров, расположение термометров в помещении должно быть таким образом, чтобы обеспечивалось свободное обдувание воздухом. Расстояние между термометрами должно быть не менее 4 см. Чувствительный элемент влажного термометра должен быть плотно обернут без складок хлопчатобумажной тканью— марли, батиста, муслина, обладающих максимальной всасывающей способностью и закрывать чувствительный элемент и максимальную площадь поверхности датчика.

Под "влажным" сенсором располагается контейнер с жидкостью, в который опускают увлажняющую ткань, закрывающую сенсор. Контейнер может быть выполнен из нержавеющей стали, оцинкованного металла, термостойкого пластика, стекла или любого другого устойчивого к эксплуатационным условиям материала, не выделяющего токсичных веществ.

Гигрометр для домашнего использования: обзор разновидностей и свойств

Уровень влажности в атмосфере представляет собой один из ключевых факторов, оказывающих влияние на различные аспекты жизни человека. Для определения этого показателя применяется специализированный инструмент – гигрометр; на самом деле, это не единичное устройство, а целая группа приборов с разнообразными конструкциями, способными измерять влажность как воздуха, так и других газов. Рассмотрим, почему важно знать уровень влажности, какие типы гигрометров применяются в повседневной жизни и в других отраслях, а также что следует учитывать при их использовании.

О назначении гигрометра

Кроме того, существуют многофункциональные устройства, оснащенные термометром – термогигрометры, которые способны измерять уровень влажности и температуру в помещении. Это дополнение оправдано, поскольку температура воздуха в значительной мере может сказаться на точности работы гигрометра.

Влажность и температуру контролируют в следующих локациях:

• В промышленных секторах, таких как химическая, фармацевтическая, деревообрабатывающая отрасли и других, практикуется использование высокоточных приборов. Это обусловлено тем, что влажность оказывает значительное влияние на технологические процессы и итоговый результат: качество продукции и ее срок хранения. Чем более аккуратный гигрометр, тем лучше возможно регулирование условий производства.
• На складах, где поддержание нужных параметров воздуха критически важно для оптимального сохранения сырья, товаров, материалов и продовольствия.
• В процессе медицинских и лабораторных экспериментов.
• В экспозициях музеев и их запасниках.
• В сельском хозяйстве, как в животноводстве, так и в растениеводстве (инкубаторы, теплицы).
• В домашней обстановке.

Почему важно знать влажность воздуха в доме

Уровень влажности в жилом пространстве (будь то дом или квартира) является переменной величиной; он колеблется в зависимости от времени года, погодных условий на улице, а также начала или завершения отопительного сезона. Дополнительно, локальные изменения влажности могут наблюдаться, когда в помещении сушат одежду, принимают душ, занимаются зимними заготовками или используют дополнительные обогревательные устройства.

Качество микроклимата в помещениях во многом определяется уровнем влажности. Хотя этот показатель может значительно варьироваться в зависимости от внешних условий, существует такое понятие, как нормальная влажность. Для жилых помещений нормальным считается диапазон относительной влажности от 30% до 60%, а оптимальным значением считается 40-45%.

Процентное содержание указывает на объем водяного пара, присутствующего в атмосфере. При достижении влажности в 100% (что чаще всего наблюдается в тропических регионах) воздух насыщается максимальным (для данной температуры) количеством водяного пара. В таких условиях, если вода разлита на полу, она не сможет испариться.

Важно контролировать уровень влажности в помещении, так как как её недостаток, так и избыток могут со временем вызвать следующие отрицательные эффекты:

• Люди с хроническими заболеваниями и домашние животные могут испытывать ухудшение здоровья.
• Здоровые члены семьи становятся более подверженными вирусным и бактериальным инфекциям, их работоспособность снижается, а также могут возникать аллергические реакции.
• Слишком влажный воздух способствует образованию плесени на мебели, книгах и одежде, а Вызывает появление характерного затхлого запаха, что негативно сказывается на отделке интерьера.
• Сухой микроклимат может привести к гибели комнатных растений, не adapted к таким условиям. В условиях низкой влажности древесина мебели может трескаться, а обои могут пересохнуть и отойти от стен.

Контроль микроклимата важен не только в жилых помещениях. Гигрометр, который измеряет уровень влажности, необходим в бане, теплице и погребе (особенно для хранения вина). Его также рекомендуют использовать в мастерской, где хранятся пиломатериалы, и в кладовой, где находятся продукты.

Виды гигрометров

Человек научился определять влажность более двухсот лет назад. Официальным изобретателем этого полезного прибора считается швейцарский естествоиспытатель Соссюр Opac Бенедикт, живший в Швейцарии (1740—1799).

С момента появления различных устройств для определения уровня влажности, что обусловлено техническим прогрессом и развитием технологий, было создано множество моделей. Современные приборы варьируются по своему типу и функциональности. Каждый из них функционирует согласно уникальным принципам, которые зависят от характеристик используемых материалов.

Волосные

Обезжиренный человеческий волос имеет способность изменять свою длину в зависимости от уровня влажности в воздухе. Это физическое свойство стало основой для создания волосного гигрометра, который обладает следующими характеристиками:

• Принцип действия. Устройство состоит из гибкой металлической конструкции, на которой натянут волос. При изменении длины волоса в любую сторону это колебание передается стрелке. Стрелка движется по шкале, указывая значение относительной влажности.
• Сфера использования. Прибор применяется в местах, где высокая точность измерений не требуется, как в жилых, так и в производственных помещениях.
• Ограничения. Данный метод позволяет определять влажность в диапазоне от 30 до 100%. В условиях с низкой влажностью длина волоса изменяется незначительно, что не позволяет прибору фиксировать результат.
• Плюсы и минусы. К преимуществам устройства можно отнести его простоту, тогда как к недостаткам относится ограниченная точность и чувствительность к изменению положения, а также к ударам или потрясываниям.

Весовые

Прибор представляет собой систему, состоящую из последовательно соединенных U-образных трубок, насоса и измерительной шкалы. Трубки заполнены гигроскопическим веществом, которое отлично поглощает влагу из воздуха. Устройство, масса которого известна, функционирует следующим образом:

• Сначала через трубки проходит определенный объем воздуха, после чего система взвешивается.
• Зная, как изменилась масса и объем воздуха, с помощью специальных формул рассчитывают абсолютную влажность.
• К достоинствам весовых гигрометров относится высокая точность, однако они не удобны для регулярного использования.
• Это устройство не подходит для домашнего использования, его основная область применения – лаборатории.

Пленочные

Чувствительным элементом пленочных моделей служит мембрана из органической пленки. В зависимости от уровня влаги пленка деформируется (меняется размер), ее центр смещается, и смещение фиксируется стрелкой через систему рычагов.

Пленочный гигрометр, как и волосной, обладает преимуществом измерения влажности при низких температурах. Оба этих прибора требуют регулярной калибровки. Процесс калибровки включает в себя размещение устройства в среде с заранее известным уровнем влажности, после чего его показания корректируются в соответствии с этой влажностью с помощью откалиброванного прибора.

В итоге различие в показаниях помогает устранить, а значения становятся точными и для других условий. Калибровку также можно выполнить, используя данные более точного устройства, например, психрометра.

Конденсационные

Функционирование этого гигрометра основано на измерении точки росы. Прибор включает в себя следующие компоненты:

• Маленькое металлическое зеркало, которое охлаждается.
• Система для его охлаждения.
• Термометр для контроля температуры зеркала.
• Устройство, которое фиксирует момент образования конденсата на металлической поверхности. Этот момент определяется по рассеянию светового потока, а само устройство может быть оптическим или электрическим.

Металлическое зеркало охлаждается до температуры, существенно ниже точки росы. Затем охлаждение прекращается, и металл постепенно начинает нагреваться. При достижении точки росы на поверхности образуется влага (конденсат из воздуха). Разница в значениях температуры в начале и в конце процесса служит основой для определения уровня влажности.

Данный метод позволяет выяснить точку росы, а на ее основе рассчитать как абсолютную, так и относительную влажность не только для воздуха, но и для других газовых сред. В современных конденсационных гигрометрах функцию охлаждения выполняет полупроводниковый элемент, а измерение температуры металла производится с помощью датчика (например, термометра сопротивления или полупроводникового терморезистора).

Керамические

Основой керамических моделей служит твердый и пористый керамический элемент, через который проходит электрический ток. С увеличением (уменьшением) влажности воздуха электрическое сопротивление керамики снижается (возрастает), что фиксируется системой и передается на шкалу.

Видео описание

О том, как функционируют устройства для измерения влажности, смотрите в следующем видео:

Электронные (цифровые)

Современные электронные гигрометры представляют собой удобные устройства для измерения влажности в домашних условиях. Часто их предлагают в комплекте с часами, термометром и барометром, образуя так называемые домашние метеостанции. Следует отметить, что метеостанции бывают не только электронными (работающими от электрической сети или батареек), но и механическими (аналоговыми).

Электронные устройства отличаются своими принципами работы, к примеру:

• Емкостные модели определяют емкость конденсатора, изменяющуюся в зависимости от поглощенной влаги. Их преимуществом является то, что их показания в значительной степени не зависят от температуры, однако со временем точность может снижаться из-за старения элементов. Такие модели могут использоваться, например, для измерения влажности в таблетках.
• Оптоэлектронные гигрометры работают по принципу измерения точки росы.
• Пьезоэлектрические устройства состоят из пьезоэлектрической пластины, которая покрыта слоем материала, способного поглощать влагу. При повышении влажности в воздухе пленка поглощает воду, увеличивая свою массу, что приводит к снижению частоты механических колебаний пластины. Автоматически поддерживаются колебания в данной системе.
• Резистивные (кондуктометрические) устройства основаны на свойствах определенных электропроводящих полимеров (или гигроскопичных солей), которые реагируют на изменения влажности изменением своего уровня электропроводности.

Электронные модели обладают следующими свойствами:

• Высокая точность измерений (погрешность ниже, чем у других типов). Калибровка остается стабильной в процессе использования.
• Точность замеров не зависит от внешней температуры, так как измеряется абсолютная влажность (для получения относительной необходимо знать температуру).
• Электронные гигрометры имеют небольшие размеры, их легко переносить из одной комнаты в другую. Результаты отображаются на экране.

Видео описание

В следующем видео мы сравним различные модели гигрометров:

Психрометрические

Психрометр (психрометрический гигрометр) используется для определения относительной влажности, однако его конструкция отличается от гигрометров. Гигрометры отслеживают изменения физико-химических характеристик веществ при колебаниях влажности и имеют широкий спектр конструкционных решений, тогда как психрометры более просты по своей конструкции. Они имеют следующие особенности:

• Устройство включает два термометра (датчика температуры): один остается сухим, а другой предварительно смачивается водой.
• Измерение влажности происходит косвенным способом: температура смоченного датчика понижается, и расчеты выполняются на основе психрометрической формулы (представленной в виде таблицы), учитывающей разницу температур между сухим и смоченным термометром.
• Психрометры хорошо защищены от различных внешних факторов, что делает их надежными в использовании. Кроме того, они обеспечивают высокую точность измерения влажности.
• В отличие от гигрометров, популярно используемых в домашних условиях, психрометры более распространены в медицинской сфере и на производственных объектах.

Видео описание

В следующем видео будет представлен психрометрический гигрометр:

Параметры и правила использования

Гигрометр, показывая уровень влажности воздуха в помещении (относительная влажность), выражает результаты в процентах (%). Абсолютная влажность, в свою очередь, измеряется граммами на кубометр объема.

При выборе гигрометра для использования в домашних условиях стоит учитывать следующие параметры:

• Легкость в использовании. Здесь лидируют электронные модели, которые сразу готовы к использованию, не требуя настройки, дополнительных замеров и расчетов.
• Точность измерений. Чем ниже погрешность прибора, тем более точно он определяет уровень влажности.
• Дополнительные характеристики. Важно учитывать температурный диапазон, на который рассчитан аппарат, а также его срок службы.
• Сопротивление к нагреванию и степень защиты от влаги и пыли. При покупке гигрометра для бани или сауны убедитесь, что максимальная температура, которую может выдержать устройство, составляет не менее 120℃.
• Дополнительные функции. Многие устройства предлагают различные полезные опции, такие как термометр, календарь, часы, будильник и встроенная система для хранения данных.

Кроме электронных гигрометров, которые просты в эксплуатации, в быту применяются механические, конденсационные и психометрические приборы. Чтобы узнать, как пользоваться гигрометром, можно проконсультироваться у продавца или изучить паспорт с инструкцией.

Точность ваших измерений и полученных результатов напрямую зависит от того, насколько строго вы соблюдаете инструкции. В данном руководстве содержится важная информация о том, как использовать оборудование, в том числе:

• Методы правильного измерения влажности.
• Необходимые меры предосторожности, которые следует принимать во время измерений. Например, нельзя подвергать приборы сильным ударам, перегревать (для некоторых моделей) и очищать шкалу с помощью растворителей.
• Рекомендации по уходу за измерительными устройствами.

Видео описание

В следующем видеоролике речь пойдет о гигрометре для бани:

Коротко о главном

Уровень влажности имеет значительное значение для создания комфортного микроклимата в жилом помещении. Существует множество типов устройств, предназначенных для мониторинга этого показателя, однако для домашних нужд наиболее подходящими являются электронные варианты. Они отличаются высокой точностью, широким диапазоном измеряемых значений, удобным отображением информации и дополнительными функциями.

Термометры и измерительные приборы в ассортименте Техмос

Введение: ★ Термометры

В данной статье мы обсудим разнообразные типы термометров и гигрометров, их принцип работы, а также ознакомим вас с менее известными приборами измерения влажности и температуры, такими как психрометры, современные метеостанции, спиртометры и устройства для определения плотности жидкости (ареометры).

Мы все осведомлены о том, что термометр используется для измерения температуры, но многие до сих пор полагают, что основная часть из них состоит из ртути. Даже стандартные бытовые термометры (комнатные) часто ассоциируются с ртутью. Повреждение или разрушение таких приборов может представлять опасность для здоровья.

Важно отметить, что в нашем ассортименте отсутствуют ртутные термометры и градусники — все представленные модели безртутные (спиртовые). Если в будущем появятся термометры для измерения температуры тела, то это будут безопасные электронные или инфракрасные модели.

В случае, если вы случайно разбили ртутный градусник, мы расскажем о необходимых действиях в отдельной статье.

Термометры

Термометры можно классифицировать на несколько категорий:

• в зависимости от назначения и температурного диапазона
• термометры для помещений — от 0°С до +50°С
• термометры для окон — от -70°С до +50°С
• водяные термометры — от 0°С до +50°С
• термометры для кухни — от 0°С до 300°С
• термометры для бань — от 0°С до +140°С
• термометры для холодильников или подвалов — от -30°С до +50°С
• термометры для садоводов

Жидкостные термометры

— это те, которые идут с колбой-капилляром внутри. В колбе находится жидкость, которая от нагрева расширяеся, а от холода — наоборот снижается в объеме.

Основными компонентами таких жидкостей обычно выступают метилкарбитол (метиловый спирт — CH3(OCH2CH2)2OH), который более привычен как "спиртовой раствор". В некоторых случаях в качестве добавки используется керосин. Оба эти вещества, по сравнению с ртутью, являются условно безопасными.

Преимущества:

• относительно быстрая реакция на колебания температуры
• различная точность: шаг измерения колеблется от 0,5°C до 2°C

Недостатки:

Стекло, из которого сделан термометр и его колба/капилляр, можно разбить при неаккуратном обращении

Примеры термометров для использования в помещениях:

Механические термометры

Существуют несколько типов биметаллических термометров:

• действуют на основе "упругой деформации": в таких термометрах применяются две соединенные пластины с различным "коэффициентом линейного расширения". Когда температура изменяется в ту или иную сторону (плюс или минус), одна из металлических полосок изгибается, что приводит к перемещению откалиброванной стрелки на шкале термометра
• существуют также термометры с металлической пружиной: процесс аналогичен — в зависимости от температуры пружина либо расклинивается, либо сжимается, что вызывает перемещение стрелки по установленной шкале.

Преимущества:

• аналогичны преимуществам жидкостных термометров
• устойчивый корпус: при случайном падении не нарушается ни структура, ни точность измерений

Недостатки:

чуть выше, чем у жидкостных моделей

Термогигрометры и психрометры

— это просто "термометр + гигрометр" (измеритель относительной влажности воздуха) в одном приборе.

Принцип работы термометра уже был описан ранее — в этом аспекте различий нет, однако гигрометр определяет уровень относительной влажности.

Важно помнить, что как цифровые, так и "аналоговые" гигрометры для домашнего использования имеют погрешность в пределах ± 2-5% в измерении относительной влажности. Для бытовых нужд этого, как правило, более чем достаточно. Для получения точных данных о влажности пригоден только психрометр — о нём будет сказано немного позже.

Чем вам пригодится гигрометр, а точнее знание относительной влажности воздуха:

Первоначально необходимо ознакомиться с нормативами и СНиПами, согласно которым нормальным значением относительной влажности в помещении признается диапазон от 45% до 60%

Превышение влажности или слишком сухой воздух — чем опасно?

• Если уровень влажности в помещении превышает 60-70%, это может способствовать возникновению плесени, грибков и, как следствие, простудных заболеваний, аллергий и т.п. В последствии это может привести к бронхиальной астме и туберкулёзу. Это особенно критично для здоровья детей, особенно для младенцев.
• Показатели ниже 30% могут негативно сказаться на состоянии кожи и глаз. Из-за пересушивания носоглотка и ротовая полость становятся уязвимыми, что может привести к заболеваниям верхних дыхательных путей или обострению хронических заболеваний (бронхит, астма, фарингит).

Совет: Как сделать воздух более влажным?

Самый простой, но не всегда возможный — мокрое полотенце на разогретую радиаторную батарею. Но лучше для этого использовать специальные увлажнители воздуха

Психрометры

Измерение уровня влажности воздуха с помощью психрометра производится на основе различий показаний двух термометров: сухого и влажного. Влажный термометр помещен в небольшой колпачок с водой, что позволяет испарению регулировать его показания.

Примеры известных психрометров:

Инструкции по их использованию можно найти на страницах самих психрометров. На практике требуется простая арифметика и таблица, где указаны необходимые параметры: разница в значениях мокрого и сухого термометров при заданной температуре позволяет вычислить наиболее точное значение относительной влажности воздуха.

Кому полезны психрометры:

• тем, кто ищет точные данные о температуре и влажности
• лицам, чьи цифровые или аналоговые "гигрометры" выдают неверные показания
• для мониторинга роста растений, которые требуют определенного уровня влажности
• для складов для хранения продуктов, мебели и иных товаров, где поддержание влажностного режима — залог сохранности материалов.
• необходим в детских садах и других организациях, где важна строгая соответствие требованиям ГОСТ и СНиП.

Метеостанции

Метеорологические станции представляют собой современные цифровые устройства, которые предоставляют полные данные о температуре и влажности. В более совершенных вариантах часто встроены часы, будильник и индикаторы атмосферного давления.

Есть также метеостанции, которые могут выдавать краткосрочный прогноз погоды и на индикаторе показывать историю показаний по одному из измерений: температура, влажность, давление.

Существуют также некоторые модели метеостанций, которые позволяют подключать дополнительные внешние датчики в количестве от одного до трех-четырех.

Например, можно установить один датчик в другой комнате (к примеру, в детской), второй — на улице, а третий уже интегрирован непосредственно в саму метеостанцию.

Таким образом, у вас будет возможность следить за тремя показаниями, что поможет вовремя одеться на улицу, активировать увлажнитель воздуха в детской или, наоборот, включить осушитель в главной комнате.

Кухонные термометры

Это отдельная категория термометров для измерения или температуры мяса (или любого другого продукта), или для замера температуры духовки, или и для того и другого.

Термометры, которые часто называются "термощупами", используют простую технологию — биметаллический элемент, служащий индикатором температуры. На ряде моделей присутствуют указания на типы мяса: куриное, свиное, говядина, что значительно упрощает определение нужной температуры для готовности:

• ? +65. +72°C — говядина готова
• ? +76. +78°C — телятина готова
• ? +80. +82°C — баранина готова
• ? +84. +85°C — свинина готова
• ? +89. +90°C — курица готова