Электронные гигрометры: как работают и как выбрать. Гигрометр как определить влажность.

Следует отметить, что точность механических гигрометров, как правило, оставляет желать лучшего. Это связано с тем, что их погрешность может достигать 5-8%. Поэтому для повышения точности измерений крайне важно откалибровать прибор перед первым использованием. Для этой процедуры вам понадобится эталонный гигрометр, который будет указывать точные значения влажности.

Как высчитать влажность на гигрометре: руководство по использованию приборов + примеры расчетов

Оптимальный микроклимат в помещениях имеет первостепенное значение. Научные исследования доказали, что уровень влажности в воздухе оказывает существенное влияние на общее состояние здоровья человека. Поддержание нормального уровня влажности служит большим подспорьем для создания комфортных условий жизни. Вы согласны с этим?

Гигрометры — это приборы, предназначенные для измерения влажности воздуха. Они различаются как по принципу своего функционирования, так и по конструктивным особенностям. Некоторые модели способны автоматически определять влажность, в то время как другие требуют от пользователя выполнения самостоятельных операций и расчетов. Учитывая, что работа с различными типами гигрометров может быть сложной, полезно разобраться в том, как правильно рассчитать влажность воздуха с их помощью.

В следующей части статьи мы рассмотрим различные типы гигрометров, объясним их принцип работы и предоставим рекомендации по выбору наиболее подходящего прибора.

Для чего нужны гигрометры?

Гигрометр представляет собой специализированный прибор, который используется для измерения относительной или абсолютной влажности воздуха или различных газов. Его также нередко называют гигроскопом.

Само слово «гигрометр» происходит от греческого языка и состоит из двух частей: «hygros», что переводится как «жидкость», и «metreo», означающий «измерять». Использование подобных приборов актуально как в домашних условиях, так и в различных отраслях промышленности.

Влажность, вместе с температурой, является ключевым показателем, влияющим на микроклимат. Специалисты рекомендуют поддерживать уровень влажности в пределах нормы, так как для каждого типа помещений существуют свои оптимальные значения. Это имеет большое значение как для здоровья человека, так и для сохранности различных предметов, конструкций и даже продуктов питания.

При слишком высокой влажности воздух становится идеальной средой для размножения грибков и вирусов. Это может привести к гниению овощей и фруктов, образованию плесени на стенах и даже повреждению электроприборов, металлических конструкций и бумажных материалов. Также стоит отметить, что и химический состав медицинских препаратов может пострадать от переизбытка влаги.

С другой стороны, слишком низкая влажность может негативно сказаться на здоровье, так как она ослабляет защитные свойства слизистых оболочек, увеличивая предрасположенность людей к различным вирусам и инфекциям.

Также недостаток влажности может ухудшить качество и безопасность продуктов питания, так как они теряют свои питательные свойства и быстро увядают. Создание оптимального микроклимата имеет особую важность в процессе строительных и ремонтных работ, особенно при использовании строительных растворов.

На сегодняшний день существует множество видов гигрометров с различной точностью измерений. При выборе прибора следует учитывать область его применения.

Чтобы поддерживать уровень влажности на необходимом уровне, стоит регулярно производить замеры и принимать соответствующие меры в случае достижений критических значений.

Гигрометры находят применение в разнообразных сферах, таких как:

пищевой промышленности;
торговле;
животноводстве;
растениеводстве;
фармацевтической промышленности;
тепличном и коммунальном хозяйстве;
строительстве и многих других областях.

Несмотря на свою полезность, гигрометры не получили широкого распространения в бытовых условиях. Их намного чаще применяют на метеорологических станциях и в контролирующих службах.

Тем не менее, важно регулярно контролировать уровень влажности в таких учреждениях, как больницы, детские сады и школы. Приобрести такой прибор для домашнего использования также стоит, так как поддержание влажности в желаемом диапазоне значительно улучшит качество жизни.

Немного истории

Первый в истории гигрометр был создан в переходный период между 15 и 16 веками благодаря стараниям итальянского художника и изобретателя Леонардо да Винчи. Этот прибор представлял собой шкалу и вертикальный циферблат со стрелкой, на который помещались два шара одинакового веса — один восковой, а другой хлопковый. С увеличением влажности хлопок становился все более обводненным и тяжелым, в итоге будущее соотношение весов влияло на стрелку.

После этого стрелка перемещалась на несколько делений от нулевой точки, чтобы определить уровень влажности.

Прошло три века, прежде чем швейцарский ученый Гораций Бенедикт (1740-1799) создал волосяной гигрометр, основываясь на способности отрезанного волоса изменять свою длину в зависимости от уровня влажности. Стрелка гигрометра была чувствительна к длине волоса и перемещалась по шкале. Данный прибор мог измерять влажность в диапазоне от 30 до 100 %. За 500 лет гигрометры эволюционировали от простых шкал до современных электронных приборов, завоевавших любовь широкой публики.

Устройство и принцип работы

Построение простейшего электронного гигрометра включает корпус, дисплей, батареи и специальную электролитическую пластину из хлорида лития. Принцип работы состоит в том, что низкое напряжение проходит через слой электролита и поступает на индикатор. С повышением влажности электрические характеристики изменяются, и эта информация моментально фиксируется и отображается на цифровом дисплее.

Кроме измерения влажности, многие электронные гигрометры также оснащены температурным датчиком, который способен точно измерять температуру как в помещении, так и на улице. Информация постоянно обновляется в реальном времени и представляется на дисплее.

Легкость восприятия информации на дисплее делает этот прибор доступным и удобным в использовании для большинства пользователей.

Плюсы и минусы

Электронные гигрометры достаточно популярны и обладают множеством неоспоримых преимуществ по сравнению с другими типами гигрометров. Среди плюсов можно выделить:

высокую точность измерений температуры и влажности;
широкий диапазон измерений;
мгновенное обновление значений при изменении условий;
возможность определения температуры как в помещении, так и на улице;
крупные цифры на дисплее, удобные для людей пожилого возраста;
удобство управления и отсутствие необходимости в сложной подготовке перед использованием;
низкое энергопотребление, благодаря чему надолго хватает заряда батареек;
широкий рабочий диапазон температур от -30 до 60 градусов;
современное дизайнерское решение.

Однако, есть и определенные недостатки. К ним относятся необходимость периодической замены батареек, ухудшение качества отображаемых значений при низком заряде, короткая длина кабеля для выносного температурного зонда и, что важно, 20% ограничение нижнего предела влажности для большинства бытовых моделей.

Сфера использования

В различных областях необходимо тщательно контролировать уровень влажности и поддерживать его в допустимых пределах. Объем применения гигрометров зависит от их точности и типа. Простые модели могут успешно использоваться в домах, тогда как более сложные и точные приборы более применимы в промышленности.

В сельском хозяйстве: в животноводстве, для выращивания растений (в теплицах, парниках и оранжереях);
На пищевых производственных предприятиях;
В фармацевтической отрасли;
В научных лабораториях;
На метеорологических станциях;
При проведении отделочных работ и в строительстве;
В складских помещениях;
В медицинских учреждениях, таких как поликлиники и больницы;
В образовательных и дошкольных учреждениях — детских садах и школах;
В торговых точках;
В химической промышленности;
В сфере жилищно-коммунального хозяйства;
В офисных помещениях;
В жилых инсталляциях: например, в квартирах многоэтажных зданий, загородных коттеджах, индивидуальных домах.

Виды гигрометров

Хотя все гигрометры предназначены для измерения влажности воздуха, они отличаются по принципу работы, конструкции и различным функциям. В зависимости от уровня автоматизации различают механические и электронные устройства. Первые отличаются простотой конструкции и отображают результаты на шкале. Электронные приборы являются более сложными устройствами с цифровым дисплеем и большим набором функций. Рассмотрим более подробно все существующие виды.

Психрометрические

Психрометр, хотя и часто называется гигрометром, на самом деле является прибором, который измеряет влажность по особой методике. Этот тип оборудования был разработан немецким ученым Эрнестом Августом в конце XIX века.

Психрометрический гигрометр имеет два термометра, заполненных ртутью (это может также быть спирт или толуол). Один из термометров — сухой; он фиксирует точную температуру. Второй термометр называется жидкостным и обладает утолщением, в которое собирается влага. Это утолщение помещено в матерчатую трубку, называемую фитилем, которая впитывает воду. Свободный конец фитиля помещают в сосуд, содержащий дистиллированную воду.

Асбестовый шнур: применение, свойства и характеристики, ГОСТ. Шнур асбестовый для чего?

Температуры, показываемые двумя термометрами, различаются, так как температурное значение жидкостью уменьшается под воздействием испарения воды. Разница в температурах служит для расчета относительной влажности воздуха или газов.

Весовые

Весовые гигрометры определяют абсолютную влажность. Они строятся на основе системы трубок, заполненных гигроскопичным материалом, который активно впитывает влагу. Через все трубки проходит определенное количество воздуха, который подается из заранее определенного места с помощью насоса. Таким образом, воздух проходит через трубки, и при этом гигроскопичный материал интенсивно поглощает воду. Полученные результаты измеряются по весу до и после проведения измерений, что позволяет определить массу поглощенной воды и, соответственно, уровень влажности.

Волосные

Основной компонент волосяного гигрометра — это натуральный или синтетический человеческий волос. Для обеспечения надежных измерений такой волос сначала обезжиривают, а затем натягивают на рамку с установленным на ней стрелочным указателем. При изменении влажности длина волоса изменяется, поскольку он поглощает влагу из воздуха. Это приводит к отклонению стрелки, которая указывает соответствующее значение на шкале.

Плёночные

Принцип работы плёночных гигрометров схож с принципом работы волосяных гигрометров. В этом случае для определения влажности используется специальная пленка из органического материала. Пленка реагирует на изменения уровня влажности, изменяя свои размеры при абсорбции влаги, что приводит к перемещению указателя по градуированной шкале.

Механические

Механические модели, которые также иногда называются керамическими, работают с использованием специальной твердой или пористой массы, состоящей из керамики (например, кремния или глины) и оксидов металлов. Это смесь характеризуется определенным электролитическим сопротивлением, которое зависит от уровня влажности. Результаты выводятся стрелкой на циферблате прибора.

Чем отличается гигрометр от психрометра

Гигрометр и психрометр имеют общее назначение, однако их принципы работы и области применения различаются. Гигрометр измеряет физические и химические параметры различных веществ, в том числе газов и воздуха, а также может быть использован для анализа определенных твердых тел. Например, емкостные приборы подойдут для определения уровня влаги в таблетках. Психрометры, в свою очередь, имеют более простую конструкцию, и их результаты основаны на разнице температур, контекстуально связанном с испарением воды.

Гидрометры обладают большей функциональностью и применяются гораздо шире по сравнению с психрометрами. Тем не менее, последние отличаются высокой точностью и порой используются для верификации результатов, полученных с помощью гигрометров. Измерения мониторов на базе психрометра могут служить стандартом для проведения анализа.

Таблица показаний аппарата

Классические механические термометры определяют абсолютную влажность, основываясь на разнице между показаниями двух термометров — сухого и мокрого. Все значения представлены на психрометрической диаграмме:

Значения на сухом термометре, °C	Численная разность между показаниями сухого и мокрого термометров
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Искомый параметр – относительная влажность, %
12,0	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11	—
13,0	100	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14,0	100	89	79	70	60	51	42	34	25	17	9
15,0	100	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12
16,0	100	90	81	71	62	54	46	37	30	32	15
17,0	100	90	81	72	64	55	47	39	32	24	17
18,0	100	91	82	73	65	56	49	41	34	37	20
19,0	100	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22
20,0	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24
21,0	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26
22,0	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28
23,0	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30
24,0	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31
25,0	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33

Эти значения соответствуют стандартам ГОСТ и приведены для справочных целей, позволяя пользователям точно определить относительную влажность в условиях, где нет современного электронного прибора, способного автоматически считывать показания.

Гигрометры на основе психрометрической диаграммы сейчас, как правило, применяются только в лабораторных условиях или для образовательных целей.

Нормы показателей влажности

Пошаговая инструкция по применению

Некоторые современные гигрометры работают без необходимости участия пользователя, так как процесс измерения автоматизирован.

Профессиональные и высокоточые лабораторные приборы, наоборот, могут потребовать привлечения специалистов, так как они имеют особые требования к работе, что немаловажно для получения точных данных измерений.

Ниже представлена пошаговая инструкция по применению различных категорий механических и электронных гигрометров, доступных на рынке.

Волосяной

Синтетический или натуральный волос натягивается между верхней опорой штатива прибора и пружиной поворотной стрелки.
С инструмента метрологического назначения снимается стопор, предоставляющий возможность свободного хода стрелки.
С изменением уровня влажности в помещениях волос либо удлиняется, либо укорачивается.
Действие пружинного механизма приводит в движение стрелку, которая начинает отклоняться.
В результате отклонения стрелки, она указывает на нужное деление на градуированной шкале, размещенной по треку движения детали.
Согласно фактическому уровню влажности как в помещении, так и снаружи, стрелка гигрометра потянет указатель на значения в пределах от 30% до 80%, после чего эти данные фиксируются в журнале.

Глаза боятся, а руки делают, или чем легко и просто отмыть водоэмульсионную краску. Чем отмыть водоэмульсионную краску?

Посмотрите видео об особенностях использования данного прибора:

Плёночный

Принцип работы плёночного гигрометра сродни описанному выше.
Сверхтонкая плёнка реагирует на даже небольшие изменения влажности в оточении, тем самым также заставляя стрелку гигрометра отклоняться от своей вертикали и фиксироваться на измерительной шкале.
Плёнка должна быть натянута между двумя или тремя плоскими зажимами, установленных на раме, после чего прибор размещается в центре комнаты.
Следует оставить гигрометр неподвижным на период от 2 до 6 часов.
В процессе натягивания пленки стрелка отклоняется до тех пор, пока не займет окончательное положение, что соответствует фактическому уровню относительной влажности воздуха, после чего эти показатели могут быть официально считаны и зарегистрированы.
Учитывая, что деятельность такого прибора основана на физических изменениях свойств вещества, рекомендуется дождаться минимум суток для полной остановки стрелки.

Конденсационный, или весовой

На поверхности зеркала внутри прибора происходит образование конденсата, который реагирует на изменения температуры в помещении.
Для обнуления прибора необходимо использовать резиновую грушу, которая удаляет капли влаги с зеркала, возвращая стрелку в вертикальное исходное положение.
После установки откалиброванного и обнуленного гигрометра в помещении, по мере изменения температуры между зеркалом и окружающей средой на зеркале образуются капельки конденсата или кристаллы льда.
Количество образующегося конденсата влияет на отклонение стрелки в направление опредёленного значения, указывающего на относительную влажность воздуха.
Как и в предыдущих подходах, значения фиксируются в журнале и анализируются в сочетании с предыдущими значениями для определения необходимости корректировки.

Сложности и ошибки в измерениях

При работе с различными типами гигрометров новички и неопытные пользователи могут столкнуться с такими распространенными ошибками и трудностями:

Непроведенная калибровка или поверка любого из доступных на рынке приборов, независимо от категории и конструкции, станет причиной ложных показаний, непригодных для дальнейшего использования.
Отсутствие увлажненной ваты для погружного термометра может привести к неверным показаниям, тем самым не позволит корректно рассчитать относительную влажность.
Физическое старение капроновой нити или пленки может повлиять на точные результаты волосяного или пленочного гигрометра — показания также могут быть неверными.
Разряженные батареи способны повлиять на работу электронного гигрометра, показывая ошибочные результаты.
Пыль или жировые отложения на зеркале конденсационного гигрометра могут сбить его настройки, требуя обслуживания и калибровки прибора.
Ошибки в расчетах при определении относительной влажности – перед тем как начать работу, правильно записывайте формулы, предотвращая возможность использования неверных данных.

Чтобы избежать подобных ошибок, настоятельно рекомендуется внимательно изучить инструкцию с параллельным ознакомлением со значениями приборов, а также прослушать обучающие материалы, которые специалисты выкладывают в открытый доступ в интернете.

TFA 45.2033

Германия является страной-производителем. Данный прибор представляет собой механический тип в круглом формате. На корпусе присутствует латунное кольцо и информационная шкала, разделенная на зоны комфорта. Диапазон измерений включает влажность от 0% до 100% и температуру от -15 до +55 °C. Устройство также оснащено возможностью настенного монтажа.

Преимущества данного прибора:

доступная цена;
простота в эксплуатации;
вариант настенного крепления.

Однако имеется и недостаток:

При попадании прямых солнечных лучей на прибор показатели могут быть недостоверными.

Какой гигрометр лучше?

Выбор типа гигрометра, который нужно приобрести для контроля влажности, зависит от назначения, типа помещения и частоты измерений. Для складов, производственных помещений, школ и медицинских учреждений лучше всего подойдет высокоточный гигрометр, обеспечивающий надежные результаты.

Для наземного использования хорошим решением будет механический или электронный гигрометр, которые можно легко приобрести в магазинах товаров для дома. Разнообразие конструкций и моделей позволит выбрать прибор, который гармонично впишется в интерьер вашего помещения.

Модели психрометров, содержащие толуол, не рекомендуются для использования в домах с присутствием детей и домашних животных, так как в случае случайного повреждения прибора это может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья.

Механический гигроскоп становится оптимальным выбором для контроля влажности в жилище. Цена на него более высокая, чем на электронные модели, однако именно механические устройства не обладают множеством дополнительных функций, что может быть плюсом для пользователей, ищущих простоту.

Чтобы сэкономить, вы также можете рассмотреть возможность изготовления собственного измерителя влажности. Вопрос, как это сделать, рассматривается в отдельных материалах.

Зачем нужно измерять влажность воздуха?

Слишком высокая или низкая влажность воздуха может привести к сбоям в работе разных устройств и приборов, а также вызвать различные проблемы со здоровьем. Существуют оптимальные уровни влажности, необходимые для роста растений и животных, а также для протекания процессов, таких как брожение, играющего важную роль в пищевой промышленности.

Избыточная влажность может привести к образованию плесени и грибков, а также порче мебели и продуктов питания. Чрезмерная сухость воздуха, со своей стороны, может вызывать заболевания кожи, аллергию и проблемы с дыханием, такие как астма.