Вопрос о том, как сделать прибор для измерения влажности воздуха, интересовал физиков испокон веков. В свое время такая проблема беспокоила также синоптиков. Сегодня же даже для обычных людей не менее важно обладать информацией об уровне влажности внутри помещений, где приходится жить, работать и просто проводить достаточно много времени.

Как влажность воздуха отражается на самочувствии?

Тело взрослого, сформировавшегося человека практически на 70% состоит из воды, а тело маленького ребенка и того больше, примерно на 90%. Согласно мнению специалистов, в течение суток человек должен потреблять не менее 2 литров обычной воды, что способствует поддержанию основных процессов функционирования организма.

Длительное нахождение в засушливой среде приводит к потере влаги кожей и как результат - к быстрому старению. Легкие человека высвобождают воздух, влажность которого составляет порядка 100%. Если при этом вдыхается слишком пересушенный воздух, его увлажнение в организме происходит за счет внутренних жидкостей. Длительное нахождение в таких условиях обязательно вызывает высыхание слизистых оболочек. Именно отсюда ощущение сухости во рту, пересыхание губ, заложенность носа, возникновение периодических мелких покашливаний, сопение и храп во время сна.

Аппаратура для измерения влажности воздуха

Существует целый ряд как специализированных, так и импровизированных приборов для измерения уровня влажности воздуха в помещениях. Среди наиболее распространенных специальных аппаратов следует выделить психрометры и гигрометры. Служат такие приборы единой цели, однако в основе их работы лежат кардинально отличные друг от друга принципы.

Если говорить об импровизированных способах измерения влажности, то здесь можно отметить возможность применения обычного стакана с водой или стандартного термометра, о чем более подробно будет рассказано далее.

Гигрометры

Гигрометр - прибор для измерения влажности воздуха, принцип работы которого позволяет выявить, как изменение показателей влажности отражается на отдельных телах и материях. В качестве яркого примера можно отметить волосной гигрометр, где в качестве средства для измерения выступает обезжиренный человеческий волос. Изменяя собственную длину, исходя из изменений показателей влажности, волос позволяет получать данные о необходимом показателе в пределах от 30 до 100%.

Широкое распространение также приобрел гигрометр пленочного типа. Такой прибор измерения влажности воздуха содержит крайне чувствительный к уровню влаги элемент в виде органической пленки. Существует также целый ряд других, более высокоточных гигрометров. Однако их применение в бытовых условиях может оказаться слишком дорогим удовольствием.

Психрометры

Достаточно широкое распространение в быту получил психрометрический метод вычисления показателей влажности. Если гигрометрический прибор для измерения влажности воздуха обычно демонстрирует отклонения в показателях на уровне порядка 5% в обе стороны, то в случае с психрометрами такие погрешности отсутствуют.

Простейшие психрометры обладают двумя датчиками - сухим и влажным. В то время как испарение воды приводит к охлаждению влажного датчика, сухой элемент психрометра фиксирует изменения в температуре окружающего пространства. Результатом измерений на основе данного принципа становится формирование необходимых показателей в специальном микропроцессорном приборе.

Таким образом, несложно понять, что психрометр - прибор для определения влажности воздуха, где главную роль играет регистрация показателей о разности температур на сухом и влажном датчиках.

Измерение влажности воздуха без применения аппаратуры

Существует довольно простой способ, при помощи которого можно получить достаточно объективные данные об уровне влажности в помещении. Причем для этого достаточно всего лишь наличия обычного стеклянного стакана с водой.

Чтобы измерить влажность, необходимо наполнить стакан холодной водой, после чего поместить емкость на несколько часов в холодильник, пока вода не остынет до температуры около 5 о С. Поставив стакан в помещении, в котором необходимо узнать уровень влажности, следует наблюдать за поверхностью стекла, обращая внимание на следующее:

• если стенки стакана вначале запотели, а затем быстро высохли на протяжении нескольких минут, в таком случае воздух в помещении сухой;
• сохранение эффекта запотевания стенок по истечении 5-10 минут после начала наблюдений свидетельствует о средней влажности воздуха;
• появление стекающих ручейков на стенках стакана говорит о высокой влажности.

Измерение влажности с помощью термометра

Достаточно эффективный прибор для измерения влажности воздуха - обычный термометр. Использование термометра с данной целью является своеобразным копированием принципа действия психрометров.

Для начала при помощи стандартного ртутного термометра фиксируется температура воздуха в помещении, а затем его головку плотно оборачивают влажной марлей либо кусочком мокрой ваты. Через 10 минут отмечаются новые показатели температуры.

Чтобы узнать влажность в процентах, из данных о температуре на термометре в «сухом» состоянии вычитается температура «мокрого» термометра.

Поддержание баланса влажности на практике

Теоретические знания об измерении влажности в средине помещений важны. Однако для тех, кто столкнулся с необходимостью поддержания «здорового» баланса сухости и влажности воздушного пространства, требуется все же практика.

Чтобы контролировать влажностные условия в собственном доме, достаточно приобрести эффективный прибор для измерения влажности воздуха в помещении. Сейчас такая задача не составляет проблем. Наиболее популярными в последние годы являются электронные аппараты для вычисления влажности с внешними и внутренними датчиками. Внешний датчик помещается за окно, в то время как корпус прибора остается внутри. Это позволяет получать объективные данные насчет показателей влажности как внутри помещения, так и снаружи.

При желании можно потратиться на покупку психрометра или гигрометра. Однако нельзя назвать такой вариант уж слишком экономичным. Стоимость того или иного прибора здесь во многом будет зависеть от точности показателей и доступных диапазонов измерения.

В итоге наиболее эффективным может стать приобретение специального увлажнителя воздуха, который, помимо своей основной задачи, способен фиксировать необходимые показатели в помещении.

Содержание влаги в воздушном пространстве является наиболее значимым показателем комфортности проживания в помещении. Зимой этот параметр не должен опускаться ниже 40%. В летний период оптимальное значение составляет 65%-70%. При наличии слишком большой или недостаточной увлажнённости ухудшается тепловой обмен в организме человека, снижается иммунитет. Это, в свою очередь, может привести к возникновению различных заболеваний. Прибор для определения влажности воздуха в помещении позволяет контролировать состав воздушных масс и своевременно проводить мероприятия по оптимизации микроклимата.

Разновидности гигрометров

Для получения точных данных о содержании влаги в воздухе используются специальные устройства. Наиболее простой конструкцией обладает гигрометр. Различают следующие виды измерительных приборов:

• волосные;
• плёночные;
• электролитические;
• весовые;
• керамические;
• конденсационные.

При измерениях применяются различные методы определения влажности. Волосные устройства используются для определения относительной влажности. В их состав входит металлическая рамка, на которую натягивается обезжиренный волос. Его длина меняется при изменении процентного содержания влаги. Основой плёночных приборов является органическая плёнка. Она способна растягиваться или сжиматься при увеличении и уменьшении влажности. Весовое устройство содержит U-образные трубки. В них закладывается гигроскопический состав. С помощью специального насоса в конструкцию втягиваются воздушные массы. В процессе измерения учитывается вес системы и объём поступающего воздуха. Данное приспособление используется для определения абсолютного показателя.

Основным элементом электролитического гигрометра является специальная пластинка. На её поверхность наносится гигроскопическое электролитическое покрытие – хлористый литий. При изменении состава воздушных масс изменяется сопротивление электролита. Недостатком этой конструкции является влияние температуры на проводимые измерения. Контроль влажности в помещении может проводиться с помощью керамического устройства. В его состав входит твёрдая керамическая масса, изменяющая своё сопротивление при увеличении или уменьшении увлажнённости.

В процессе измерений с использованием конденсационного устройства определяется точка росы. Этот прибор содержит охлаждаемое металлическое зеркальце, на котором осуществляется конденсация влаги. Фиксация необходимых параметров проводится при помощи оптических или электрических элементов и термометра для измерения температуры зеркального покрытия.

Волосяной комнатный гигрометр

Волосяной комнатный гигрометр производит определение показателей влажности в пределах 30-80%. В состав измерительного устройства входят следующие элементы:

• металлическая рамка для крепления человеческого волоса;
• шкала, с помощью которой проводятся измерения;
• предварительно обезжиренный волосяной стержень;
• стрелка для снятия показаний;
• шкив, через который перебрасывается один с концов волоса. На другом конце закрепляется грузик.

Этот прибор для измерения относительной влажности воздуха определяет необходимые параметры с помощью человеческого волоса. Он крепится на металлическую рамку. Волосяной стержень укорачивается или удлиняется при снижении и увеличении увлажнённости воздушных масс. Происходит ослабление или возрастание его натяжения. Шкив начинает вращаться. Связанная с ним стрелка двигается и останавливается на определённом значении измерительной шкалы. Таким образом, осуществляется измерение точных показателей.

Этот тип измерительной конструкции имеет значительные преимущества по сравнению с другими приборами. На результаты измерений не влияет температура в помещении. Этим недостатком обладают электролитические модели. При работе не используется электрическая энергия. В основе его функционирования лежат механические процессы.

Весовой тип конструкции

При ответе на вопрос, каким прибором измеряют влажность воздуха в абсолютном соотношении, следует рассмотреть весовой вид измерительного устройства. С помощью него определяют абсолютную величину содержания влаги — количество водяных паров, присутствующее в 1 м3 воздушных масс. В состав конструкции входят:

• U-образные трубки, образующие единую конструкцию;
• гигроскопический материал для поглощения влаги из воздуха;
• насос для забора воздуха.

В измерительную систему засасывается необходимое количество воздушных масс из определённой точки пространства. Рассчитывается масса конструкции до проведения забора и после него. Для получения окончательного результата определяют объём поступившего воздуха. С помощью полученных данных, проведя несложные математические действия, вычисляют абсолютный показатель влажности.

Использование конденсационного устройства

Для получения максимально точных значений содержания влаги используется анализатор влажности конденсационного типа. Это устройство состоит из следующих частей:

• металлического корпуса;
• термометра;
• кольца;
• груши;
• прокладки для теплоизоляции;
• специального зеркальца.

Прибор анализирует конденсат, который скапливается на поверхности зеркального покрытия. Зеркало охлаждают и направляют на него узкий световой поток. На нём появляется влага. С помощью электронного термометра, который устанавливается под зеркалом, определяют величину относительного значения влажности. В состав большинства современных моделей входит электронный дисплей, на котором высвечиваются измеряемые показатели. Повешенная точность измерений достигается за счёт особого принципа действия устройства. К преимуществам этих приборов можно отнести:

• минимальную погрешность;
• стабильную работу;
• продолжительный срок эксплуатации;
• широкий диапазон измерений.

Измерители влажности с электронным устройством

Прибор, измеряющий влажность воздуха, на основе изменения концентрации используемого электролитического покрытия называется электронным гигрометром. В измерительной конструкции применяется автоматический подогрев. С помощью него определяется точка росы. В качестве электролита обычно используется хлорид натрия. Это вещество тонко реагирует на состав воздуха. Его сопротивление повышается или становится меньше при изменении влажности. На работу практически не оказывает влияние значения температурных показателей в помещении. Конструкция обладает повышенной точностью измерений и маленькой погрешностью.

Различают несколько видов электронных устройств:

• приборы для определения воздушной проводимости. С помощью них измеряются абсолютные показатели. Чтобы рассчитать относительный показатель следует измерить значение температуры;
• принцип действия оптоэлектронных конструкций основывается на определении точки росы. Для этого используется охлаждённое зеркало. Его предварительно охлаждают, а потом медленно нагревают;
• в резистивных устройствах применяется свойство определённых видов солей и полимеров менять свою проводимость при изменении содержания влаги в воздушных массах;
• работа ёмкостных приборов основана на способности полимерных конденсаторов увеличивать или уменьшать свою ёмкость при увеличении или уменьшения увлажнённости.

Недостаточная или избыточная влажность в помещении может явиться причиной ухудшения здоровья. Устройства, с помощью которых измеряется содержание влаги, дают возможность следить за составом воздуха и не допускать возникновения неблагоприятных микроклиматических условий.

Влажность – не температура или время. При ее измерении существуют некоторые нюансы. Поэтому прежде чем отправляться в магазин за желанным приборчиком, тему стоит немного изучить. Для начала надо разобраться в основных понятиях. Влажность воздуха бывает абсолютной и относительной. Абсолютная – это плотность в воздухе водяного пара. При различной температуре эта величина будет неодинаковой. А вот относительная влажность воздуха – это именно то, о чем постоянно говорят в прогнозе погоды и метеосводках. Выражаясь простым языком, эта величина показывает, какого количества влаги не хватает воздуху до момента, когда начнется ее конденсация. Именно прибор для определения относительной влажности воздуха и нужен для детской комнаты, офиса или другого бытового использования.

Гигрометры

Прибор, измеряющий влажность воздуха, называется гигрометром. Сегодня в магазинах чаще всего можно встретить электронные гигрометры различных модификаций. Для детской комнаты и простого систематического контроля за влажностью в доме, такого приборчика может быть вполне достаточно, тем более что и цена у него приемлемая. Однако высокой точностью показания такого гигрометра не отличаются. Иногда они могут давать погрешность в пределах 20%.

Механический гигрометр будет стоить дороже электронного, но зато и работать станет точней. Устройство представляет собой шкалу со стрелкой. Существуют волосяные и пленочные модификации такого прибора. В первой на изменения влажности воздуха реагирует длинный женский волос, соединенный с прибором учета. В пленочном гигрометре роль измерительного элемента играет специальная тонкая пленка. Однако следует учитывать, что оба гигрометра будут давать довольно точные сведения при низких температурах, а вот в жару их показания могут искажаться.

Психрометр

Наиболее точным прибором для определения относительной влажности воздуха при различных температурах является психрометр. В основу его работы положена разница между температурой на двух шкалах термометра – сухом и влажном. Правда, для получения результата, придется приложить некоторые усилия: смочить ткань водой, поместить в прибор и подождать некоторое время, а потом еще вычислить ответ по специальной таблице. Однако если вы ищите действительно достоверные данные о влажности и колебания в 15-20% вас не удовлетворяют, покупайте именно психрометр с двумя шкалами. Он вас не подведет.

Гигрометр . Точку росы определяют с помощью прибора, называемого конденсационным гигрометром. Гигрометр представляет собой металлическую коробку, передняя стенка которой хорошо отполирована.

Коробка окружена полированным кольцом, отделенным от нее теплоизолирующей прокладкой. Коробка соединена с резиновой грушей. Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость - эфир и вставляют термометр.

Продувая через коробку воздух с помощью груши, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки. Это и есть точка росы, так как появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным.

Определение точки росы - наиболее точный способ измерения относительной влажности.

Гигрометр волосяной предназначен для измерения относительной влажности воздуха в пределах от 30% до 100%.Гигрометр волосяной (рис. 1) состоит из металлической рамы 1 , вдоль которой натянут обезжиренный человеческий волос 2 . Свободный нижний конец волоса с легким грузом перекинут через шкив 3 , соединенный со стрелкой 4 , которая перемещается по шкале. На раме укреплена шкала с делениями 5 , по которой в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха.

Деления, соответствующие десяткам, оцифрованы. Цена каждого деления шкалы соответствует 1% относительной влажности. Вверху рамки имеется регулировочный винт 6 , который позволяет при проверке прибора устанавливать стрелку на любое деление шкалы. Принцип действия волосяного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину с изменением влажности воздуха.

При уменьшении или увеличении влажности воздуха длина волоса меняется. Под действием этого изменения шкив поворачивается, и конец стрелки перемещается вдоль шкалы, показывая относительную влажность воздуха. Во время демонстрации гигрометр укрепляется вертикально в лапке универсального штатива или вешается на стену. Прибор должен находиться на уровне глаз работающего с ним.

В месте установки гигрометра должны отсутствовать вибрации, источники тепла или холода. Работающий с гигрометром должен находиться от него на расстоянии нормальной видимости отметок шкалы и остерегаться дышать на него во время отсчетов. Проверяют положение стрелки. Если стрелка смещена относительно «0 », то при помощи регулировочного винта устанавливают ее на «0 ».

По шкале в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха. Цена деления шкалы соответствует 1%. При снятии показаний глаз работающего должен находиться на уровне вертикальной касательной к стрелке так, чтобы отметка шкалы в точке отсчета была видима прямолинейной.

Психрометр . Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду.

Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлажается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем меньше разность показаний термометра.

При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур термометров с помощью специальных таблиц, называемых психрометрическими (приложение), можно определить относительную влажность воздуха. Психрометрами обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.

">

1.4«Природные » индикаторы влажности воздуха

Блестящий синоптик – лягушка. Любой, кто захочет, может обзавестись таким «живым » барометром. Сначала нужно сделать маленькую деревянную лесенку. И опустить её в стеклянную банку с водой. Затем поймать лягушку (травяную, остромордую или озёрную) и посадить её в банку.

Через некоторое время, когда животное придёт в себя, можно начинать наблюдения. Если лягушка поднимается по лесенке, ждите плохой погоды, спускается – погода будет переменной, барахтается на поверхности воды – тепло, солнечно, сухо. Предсказания всегда точны. Дело в том, что у лягушки кожа очень легко испаряет влагу.

В сухой атмосфере кожа быстро обезвоживается, поэтому лягушка перед сухой погодой сидит в воде. В сырую погоду, когда собирается дождь, она вылезает на поверхность – обезвоживание теперь ей не грозит.

Чудесными синоптиками являются многие птицы. Постоянно находясь в атмосфере, непосредственно испытывая на себе воздействие всех происходящих в воздушном океане изменений, птицы в течение веков приобрели высокую чувствительность к изменению атмосферного давления, к уменьшению освещённости (тонкие, прозрачные облака, ослабляющие солнечный свет, - предвестники ненастья), к скоплению в атмосфере электричества перед грозой и т. д. И, что особенно важно, птицы реагируют на все метеорологические изменения заранее. Это находит отражение в их пении, криках, поведении и ежегодных сроках прилёта.

О приближении дождя заблаговременно сигнализируют человеку муравьи и пчёлы. Первые старательно закрывают входы в муравейник, вторые сидят в ульях и гудят. Мухи и осы перед ненастьем стремятся залететь в помещение, даже в кабины автомобилей. Хорошо предчувствуют грозу бабочки-крапивницы.

Если в ясную погоду они ищут укрытия в защищённых от ветра местах, в пучках сухих веток, дуплах деревьев, то это значит, что через несколько часов можно ожидать грозу. Но если поздно вечером сильно трещат кузнечики, наутро наступит хороший день. Вьющиеся в воздухе столбом комары и мошки обычно тоже предвещают хорошую, ясную погоду.

Некоторые насекомые позволяют нам предугадывать погоду и на более длительный срок. Чем выше к осени муравьиные кучи, тем суровее будет зима. На холодную зиму пчёлы залепляют леток, оставляя в нём еле заметное отверстие, а к тёплой зиме он остаётся открытым.

К изменениям влажности воздуха и её температуры, чувствительны также и растения. Так, благодаря наблюдательности человека установлено: если берёза раньше ольхи листья выкинет, будет лето ведренное, а если ольха первая распустится, холод и дожди замучают. Если на лугах, на лесных полянах и среди кустов в первой половине апреля распускаются золотисто-жёлтые цветки первоцветов (примулы), баранчиков, то нужно ждать первых тёплых дней.

Белые шапки медоносных цветков рябины – точный предвестник изменения погоды к надёжному теплу. На установление тёплой погоды также указывает весеннее сокодвижение у берёзы, клёна и других деревьев.

Появление на поверхности воды в прудах, озёрах и реках широких зелёных листьев белой кувшинки знаменует конец заморозков. Обильное выделение капель жидкости на широких пластинках листьев конского каштана обычно предвещает наступление длительного дождливого периода.

Таких растений-барометров в природе немереное количество. Добавьте к этому сотни своеобразных растений – гигрометров, индикаторов температуры, флюгеров, компасов, сотни чудесных синоптиков – птиц, рыб, насекомых.

Мысленно войдите в этот мир живой инструментальной метеорологии, и перед вами предстанут тысячи оригинальных, мастерски созданных природой механизмов, чутко реагирующих на различные изменения природы.

Комфортное пребывание в квартире возможно после обеспечения комфортного микроклимата, пригодного для жилых помещений. Климатические условия в комнате зависят от температуры и влажности воздуха, поэтому эти показатели необходимо тщательно контролировать при помощи специальных приборов.

Так, для определения температуры в помещении используется термометр, а прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр. Принцип работы термометра знаком каждому, а как работает влагомер, и как выбрать подходящий вариант, знают далеко не все.

Давайте вместе разберемся с существующими видами этих приборов и особенностями их работы в этом материале. Также давайте поговорим о правилах выбора подходящего гигрометра.

Узнать количество влаги можно с помощью подручных средств: зажженной свечи, еловой шишки, стаканом воды или состоянием листьев домашнего влаголюбивого растения. Такие методы используются давно, но они определяют только приблизительные значения.

Точные показания можно вывести обычным термометром. Этот способ долгий и не очень удобный, так как требует соблюдения определенных инструкций, без которых полученные данные имеют существенную погрешность.

Современные влагомеры безопасны и гармонично вписываются в интерьер. Поэтому могут использоваться в любой комнате, для создания комфортного микроклимата

Для объективного измерения водяных паров в воздухе, используются специальные приборы, преобразующие данные о температуре и концентрации паров.

К таким устройствам относятся:

1. Гигрометры.
2. Психрометры.

Приборы с разным принципом работы показывают значения с различной долей погрешности. Некоторые из устройств выдают точные данные о содержании влаги в воздухе, другие допускают погрешность.

Существуют приборы, регистрирующие абсолютные значения, есть измерители, отражающие относительную величину. Поэтому перед выбором гигрометра необходимо изучить принцип работы устройств и учесть условия, в которых будет использоваться прибор.

Абсолютная величина отражает вес водяных паров в кубическом метре воздуха. Значение обозначается в граммах, килограммах на метр в кубе. Такая величина ничего не скажет обычному человеку, поэтому за единицу измерения принято считать относительную влажность воздуха.

Относительная влажность – это соотношение пара и воздуха. Максимально возможное количество пара в воздухе – 100%, остальные значения выводятся относительно максимальной величины.

Во влагонаполненных помещениях диапазон рабочих значений может достигать 100%. Чем шире размах значений, улавливаемых прибором, тем выше цена на него. Поэтому, при выборе гаджета для спален, холла и чердачного пространства можно остановить выбор на устройствах с малым диапазоном значений.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике речь пойдет о принципах работы стационарных психрометров, будет приведено сравнение полученных результатов с показателями цифровых гигрометров:

Оптимальная влажность воздуха в комнатах уменьшает риск возникновения хронических заболеваний, облегчает симптомы течения существующих бронхолегочных болезней, снижает проявление аллергических реакций.

Количество влаги в воздухе влияет на работоспособность, внешность и здоровье человека. Поэтому измерение водяного пара в помещении должно стать полезной привычкой в каждой семье .

У вас остались вопросы по выбору гигрометра? Или хотите дополнить нашу публикацию полезными замечаниями? Пишите свои комментарии под этим материалом.

Если у вас дома есть гигрометр и вы хотите рассказать о его плюсах и минусах, напишите об этом внизу под статьей.