Хигрометър (психрометър): какво е и как се измерва относителната влажност

Открийте как работи хигрометър (психрометър) и как точно се измерва относителната влажност — принципи, примерни изчисления и практични съвети за точни показания.

Хигрометърът е метеорологичен уред, който се използва за измерване на влажността на въздуха. Най-често срещаните механични и традиционни хигрометри работят чрез материал, който привлича влагата и променя свойствата си в зависимост от степента на хидратиране. Сред инструментите за практически измервания на относителната влажност една от класическите разновидности е психрометърът (хигрометър с две крушки).

Какво представлява психрометърът

Психрометърът има две крушки (или два термометъра): суха крушка и мокра крушка. И двете крушки са като обикновени термометри, но една от тях е обвита с влажен плат (мокра кърпа), който се поддържа навлажнен. Когато въздухът преминава покрай мократа крушка, водата по нея се изпарява и охлажда крушката. В резултат температурите на двете крушки се различават: температурата на мократа крушка винаги е по-ниска или равна на тази на сухата крушка.

От какво зависи разликата в температурите

• При висока относителна влажност изпарението е бавно, разликата между температурите на сухата и мократа крушка е малка.
• При ниска относителна влажност изпарението е бързо, мократа крушка се охлажда значително и разликата е голяма.

Как се определя относителната влажност

След като се измерят температурите на двете крушки, разликата (т.нар. разлика на крушките) се използва за определяне на относителната влажност. Това може да стане с помощта на:

• психрометрична таблица или диаграма (psychrometric chart);
• формули и емпирични уравнения (зависят и от атмосферното налягане);
• онлайн калкулатори и специализирани електронни устройства.

Относителната влажност е съотношение между действителното количество водна пара в въздуха и максималното количество, което въздухът може да задържи при дадена температура. Най-често се представя като процент (%).

Пример

Примерът в оригиналния текст: 30˚C (суха крушка) и 20˚C (мокра крушка) дава приблизително ~40% относителна влажност. Това число е ориентировъчно: точната стойност зависи и от атмосферното налягане и от точната формула/таблица, която използвате. За правилно изчисление е най-добре да се използва психрометрична таблица или калкулатор.

Видове психрометри и алтернативи

• Слинг-психрометър (ръчно въртящ се) — трябва да се върти или размахва, за да се осигури въздушен поток около крушките.
• Аспириран (вентилиран) психрометър — има вентилатор, който осигурява постоянен и контролируем въздушен поток; дава по-точни и бързи резултати.
• Електронни хигрометри — използват сензори (капацитивни, резистивни, термисторни и др.) и често дават директно показание на RH и точка на оросяване.
• Космически и оптични методи — за специализирани приложения.

Практически насоки за измерване с психрометър

• Подгответе мократа кърпа: използвайте чиста вода, подсигурете добра подготовка на платното около крушката.
• Осигурете постоянен въздушен поток — при слинг-психрометър въртете достатъчно време (обикновено 1–3 минути) или използвайте аспиратор.
• Отчетете и двете температури бързо и точно.
• Използвайте подходяща таблица/калкулатор, съобразена с височината/налягането, ако е необходимо.
• Пазете уреда от директна слънчева радиация, топлинни източници и източници на влага, които биха изкривили измерването.

Къде се използва измерването на влажност

Измерването на относителната влажност е важно за метеорологията, отоплително-вентилационните (HVAC) системи, оранжерии и земеделие, производство и съхранение на храни, музеи и архиви, лаборатории и индустриални процеси, както и за комфорта в жилищни и офис помещения.

Калибриране и поддръжка

За да бъдат точни измерванията, инструментите трябва да се калибрират периодично. При психрометрите това включва проверка на термометрите, подмяна или измиване на мократа кърпа, проверка на механичните части и, при електронните сензори, калибриране спрямо сертифициран източник или стандартни влажностни условия.

С достатъчно внимание при подготовката и избора на подходящ уред, психрометърът остава надежден и лесен за използване метод за определяне на относителната влажност в полеви и лабораторни условия.

Психометър за прашка

Психрометърът с прашка работи, когато ученият върти два термометъра във въздуха - един обикновен и един с мокра кърпа около него. Сухият термометър измерва температурата на въздуха. Мокрият термометър измерва точката на оросяване, тъй като мократа кърпа се охлажда, докато термометърът се върти. Тъй като водата върху кърпата се изпарява, поради латентната топлина, която е загубата на топлинна енергия, когато материята преминава през фазова промяна, кърпата се охлажда. След това термометърът измерва температурата на плата. В крайна сметка количеството вода, погълнато от кърпата, съвпада с количеството вода, погълнато от въздуха, или с влажността на въздуха. Когато това се случи, температурата се стабилизира. След това ученият поглежда към таблицата, за да намери точката на оросяване според температурата на въздуха и влажността, измерена с мократа луковица.

Психрометър с прашка за използване на открито

Въпроси и отговори

В: Какво представлява хигрометърът?

В: Как работи хигрометърът?

В: Какво е относителна влажност?

В: Как се изчислява относителната влажност?

В: Какво показва малката разлика между температурите на крушките?

В: Какво показва голямата разлика в температурата?

В: Колко лампички има хигрометърът?

Търсене по буква