Принцип работы гигрометра

Популярные виды приборов

Порядок и особенности измерения уровня влажности гигрометром зависят от вида используемого лабораторного оборудования. Такие приборы отличаются между собой устройством, принципом работы и рядом других параметров.

По конструкции гигрометры бывают механическими и электронными. Первые имеют циферблат со стрелкой, вторые – дисплей, на который выводится информация.

По принципу действия существуют такие типы приборов:

• пленочные;
• волосные;
• весовые;
• емкостные;
• резистивные;
• керамические;
• конденсационные;
• электролитические;
• психометрические.

Пленочные гигроскопы имеют циферблат со стрелкой. Датчиком выступает специальная пленка. Она состоит из органического материала и соединена со стрелкой.

Под воздействием перепада влажности атмосферного воздуха пленка изменяет свой размер. Это приводит к тому, что стрелка смещается в правую либо левую сторону, показывая результат на циферблате.

Преимущество волосного гигрометра состоит в его простой конструкции. Этот прибор можно использовать при определении влажности воздуха при температуре ниже нуля градусов

Основным элементом волосных приборов является натянутый на рамку со стрелкой обезжиренный человеческий или синтетический волос. Принцип работы устройства схож с пленочными видами гигрометров.

При изменении влажности меняется длина волоса. Это приводит к отклонению стрелки в определенную сторону.

Весовые гигроскопы используются для расчета абсолютной влажности. Они оснащены трубками с гигроскопическим материалом. При прохождении воздушной массы наполнитель впитывает влагу и увеличивается в весе.

Забор пробы осуществляется специальным насосом. Систему взвешивают перед закачкой воздуха и после нее. Абсолютную влажность высчитывают, основываясь на полученных показателях, объеме пропущенной воздушной массы.

Емкостные гигрометры имеют в своем составе оксидный конденсатор. Его емкость изменяется в зависимости от концентрации влаги в воздухе. Такие модели необходимо периодически подвергать калибровке. Это связано с тем, что со временем емкость детектора снижается, что сказывается на точности измерения.

Резистивные гигроскопы работают по принципу изменения уровня влажности в зависимости от электрического сопротивления солей и полимеров. Керамические приборы состоят из циферблата со стрелкой. Датчиком выступает особая керамическая смесь (глина, кремний). Ее электролитическое сопротивление зависит от уровня влажности.

Керамические гигрометры показывают исключительно уровень влажности. Дополнительных функций в них нет. Но они точны и позволяют следить за изменением микроклимата в помещении

Приборы конденсационного типа еще называются гигрометрами Ламбрехта. Принцип действия оборудования базируется на использовании встроенного зеркала. Температура этого элемента изменяется вместе с температурой атмосферного воздуха.

Основным элементом электролитических приборов выступает стеклянная, полистирольная либо другая изоляционная пластина, покрытая слоем электролита. В зависимости от концентрации влаги в воздушной среде изменяется сопротивление электролита.

Конденсационный гигрометр отличается высокой точностью. Но для бытового использования он мало подходит из-за определенных сложностей использования

Психометрические гигрометры измеряют влажность атмосферного воздуха на основе понижения температуры смоченного тела. Они состоят из двух термометров: сухого и увлажненного.

Также оснащается прибор питателем – стеклянной колбой, которая заполняется водой. Расчет проводится исследователем самостоятельно. Помогает определить относительную влажность воздуха гигрометром таблица, прилагаемая к устройству.

Помимо приборов, существуют альтернативные способы измерения влажности. Подробнее – читайте далее.

Для чего нужно измерение влажности воздуха в помещении

Избыточная, или недостаточная влажность оказывает губительное влияние на ценные фолианты, мебель, картины, иные компоненты интерьера

Чрезмерное количество влаги в совокупности с теплом создают комфортные условия для жизнедеятельности, бактерий, грибков, плесени. В такой среде активизируются процессы коррозии, способные разрушить металлические изделия, вывести из строя дорогие электронные гаджеты. Перепады упомянутых параметров провоцируют появление трещин в деревянных изделиях, деформации оконных и дверных блоков. Сухость ухудшает функциональность клеевых соединений.

Отдельно следует отметить прямой ущерб, который может быть нанесен здоровью. Летом при высокой влажности в комнате применение вентилятора/кондиционера может вызвать простудные заболевания. Зимой при недостатке влаги в морозном воздухе осушаются слизистые оболочки. Это нарушает работоспособность защитных систем организма человека. Дополнительной неприятностью является ухудшение внешнего вида и физиологического состояния волос, кожных покровов.

Здесь перечислена небольшая часть реальных проблем. Но этого достаточно, чтобы понять необходимость точного контроля важнейших параметров. Что измеряет гигрометр? Уровень влажности. Для полноты оценки необходимо знать также значение температуры. Ниже рассказано о том, как применяют комбинированные приборы. Однако основной темой статьи является изучение технологий проверки содержания воды в атмосфере помещения.

Лучшие электронные гигрометры

В данной категории гигрометров мы не смогли выбрать одного-единственного победителя. Первое место заняли сразу два устройства, оставив позади 8 производителей измерителей влажности воздуха. Каждый из них имеет собственные отличительные особенности и дополнительный функционал.

Мегеон 20207

Мегеон 20207 – настольный гигрометр, способный измерять влажность воздуха и температуру внутри помещения. Все показатели одновременно выводятся на большой дисплей, изменения отображаются достаточно оперативно. Помимо заявленных возможностей, прибор имеет дополнительные функции: часы, будильник, календарь. Одно устройство способно заменить большое количество приборов на вашей прикроватной тумбе. Он работает от батарейки ААА, напряжение 1,5 В.

Достоинства

• Приятный внешний вид;
• Небольшой габаритный размер;
• Точное отображение показаний;
• Удобно лежит в руке;
• Одного комплекта батареек хватает на год работы.

Недостатки

• Большие отрицательные температуры не отображаются на датчике при заявленном диапазоне от -50 С;
• Нет подставки, неудобно устанавливать гигрометр на нижнюю кромку;
• Нет подсветки.

Xiaomi Mijia Hygrometer Bluetooth

Это самый дорогостоящий прибор в нашем рейтинге. Гигрометр Xiaomi удобен в применении и легко помещается в руке. Точность измерений достигает 100% – это проверено многими пользователями и отражено в их отзывах. Гигрометр работает полностью в автономном режиме, отлично держит заряд. По заверениям разработчиков, одного элемента питания хватит на год работы. Информация обновляется в режиме текущего времени, это явное преимущество в сравнении с предыдущими моделями.

Достоинства

• Современный дизайн;
• Простая настройка;
• Синхронизация со смартфоном;
• Магнитное крепление;
• Низкий уровень потребления заряда.

Недостатки

• Отсутствие часов;
• Нет подсветки.

Из представленных в ТОПе это самый современный гигрометр, так как имеется возможность удаленно следить за показателями в режиме реального времени с мобильного телефона.

Советы: как измерить влажность помещения

Определить уровень влажности в помещении можно несколькими способами:

• с использованием гигрометра. Это самый лёгкий и быстрый вариант, отличающийся высокой точностью результатов;
• при помощи стакана с водой. В стеклянную ёмкость заливают холодную жидкость и остужают её до 3-5 градусов. Стакан ставят в комнате, на значительном расстоянии от батарей и ждут результата. Если запотевшие стенки высыхают через 10 минут, то влажность в помещении достаточно низкая. В норме конденсат будет длительное время оставаться на стекле, не испаряясь;
• с применением термометра. Обычным ртутным прибором замеряют температуру воздуха. Головку термометра обматывают смоченной ватой и оставляют на 10 минут. Полученные данные вычитают из показаний сухого прибора. Итоговое число сверяют с таблицей Ассмана и определяют показатель влажности в комнате.

Не стоит слишком доверять народным методам измерения влажности, так как они имеют низкую точность и служат только определяющим фактором в необходимости приобретения специализированного оборудования.

Принцип работы и виды устройств

Работа гигрометров основана на вариациях физических параметров различных материалов. При изменении количества паров в воздухе, меняются свойства: плотность, вес, длина и другие рабочие параметры веществ. Регистрируя изменения физических характеристик материалов, можно делать выводы о количестве паров в воздухе.

Волосной и пленочный влагомеры

Простейшие механизмы приборов, анализируя физические свойства материалов, позволяют безошибочно определить количество паров в воздухе.

Волосное устройство состоит из синтетического обезжиренного волоса, основания со шкалой, стрелки и шкива. При увеличении или уменьшении паров, сила натяжения волоса меняется, шкив проворачивается, меняя положение стрелки на шкале со значениями.

Раритетные и эксклюзивные модели волосных гигрометров действуют исключительно по законам механики, поэтому не требуют внешнего источника питания

Такой измеритель действует в диапазоне от 30 до 80%. Сейчас он практически не используется, поскольку существуют другие модели, имеющие больший диапазон работы.

В пленочном влагомере в качестве чувствительного элемента выступает органическая пленка, присоединенная к шкиву. При изменении показателя влажности, усиливается или уменьшается натяжение пленки, что приводит к движению шкива, который меняет угол наклона стрелки.

Указатель двигается по дугообразному циферблату, показывая процент влажности воздуха в помещении.

Оба механизма действуют по законам механики, поэтому могут точно измерить влагу в помещениях, где держится низкая температура, до 0 °С.

Весовой и конденсационный измерители

С помощью весового гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха. Такое устройство используется для лабораторных опытов, поэтому для домашнего использования в помещениях не подойдет.

Конденсационный измеритель резюмирует наиболее точные данные. Конструкция такого прибора состоит из плоской поверхности, на которой оседает влага, термометра, определяющего момент образования конденсата и пучка света, улавливающего появление первого конденсата. Рабочий диапазон измерителя от 0 до 100%.

Конденсационный прибор имеет большие габариты. Для приведения устройства в действие, применяется резиновая груша, поэтому такие влагомеры используются только в лабораториях

Данные механизмы генерируют результаты с высокой точностью, что необходимо для исследований, но не в качестве домашних измерителей влажности воздуха.

Механический и электрический приборы

Механический или керамический влагомер работает посредством электрического сопротивления массы. Поскольку в составе керамической массы содержится кремний и каолин с частицами металла, полученная смесь меняет сопротивление после изменения влажности воздуха.

За счет этого при различном содержании пара, стрелка на приборе меняет положение, отражая влажность воздуха.

Данный механизм работы позволяет делать керамические приборы компактными, поэтому они пользуются спросом для измерения влажности воздуха в быту.

Электронный или комнатный гигрометр – современный высокоскоростной прибор для определения влажности воздуха в помещении.

В конструкции могут быть использованы следующие принципы действия:

• измерение электропроводности окружающего воздуха;
• оптоэлектронный метод, с измерением точки росы;
• измерение электрического сопротивления полимеров и солей;
• анализ емкости конденсата.

Цифровой влагомер работает при помощи микросхем, поэтому расчеты производятся в течение нескольких секунд, а выходные данные имеют минимальную погрешность.

Точные показания электронного гигрометра возможны при отсутствии сквозняка. Некоторые модели допускают колебания до 2 м/с, чтобы это учесть, необходимо предварительно ознакомиться с технической документацией

При определении влажности воздуха устройствами данного типа, необходимо учитывать температуру окружающей среды. Малейшие отклонения от стационарных условий влияют на конечные показатели, поэтому перед непосредственным измерением уличные двери должны быть закрыты в течение 15 минут.

Кроме температурных колебаний на работу устройств влияет близость нагревательных приборов. Поэтому при размещении гигрометров любого типа учитывайте близость радиаторов и размещайте их на противоположной стене или столике, расположенном на значительном расстоянии от обогревателей.

Инструкция по применению

Чтобы понять, как пользоваться термоприбором, необходимо изучить инструкцию по эксплуатации. Начинать стоит с распаковки инструмента и сопоставления с имеющимся паспортом. Дистиллированная вода отсутствует, ее набирают в резервуар сразу после того, как достали термооборудование. Основание легко снимается. Питатель потребуется опустить в емкость с жидкостью

Важно, чтобы запаянный конец был снизу. После питатель устанавливают на отведенное ему место, расстояние от термометра до отверстия питателя должно быть 2 сантиметра, но фитиль касаться его не должен

В рабочем положении фитиль должен быть хорошо смочен водой. Устанавливают инструмент на ровную поверхность.

Пользуясь данными представленной таблицы, важно поддержать требуемую скорость испарения влаги, то есть потоков, воздействующих на прибор. Измеряют скорость перед тем, как собираются узнать уровень относительной влажности

Для этого используется крыльчатый анемометр У5. Значения, которые будут получены, потребуется округлить до десятых. Важное значение имеет межповерочный интервал.

Во время работы с психрометром учитывают показания двух термометров

Важно, чтобы шкала относительно глаз смотрящего находилась прямолинейно. Нельзя дышать на прибор, от этого показания будут неточными

В первую очередь определяют десятые доли имеющегося градуса, затем целые. Полученный результат прибавляют к поправкам в паспорте. После считают разницу. Относительная влажность определяется по пересечению температуры, что демонстрирует сухой термометр, и полученной разницы. В остальном принцип использования схож с ВИТ-1. Когда нет в паспорте поправок, делают линейное интерполирование по приблизительным значениям.

При разрушении питателя потребуется его заменить. Все остатки необходимо полностью удалить. В паспорте четко прописаны действия в случае, если жидкости разольются из колб.

Чтобы психрометр работал стабильно, он должен быть постоянно наполнен дистиллированной водой. При снижении уровня воду доливают после того, как получили показания или за 30 минут до использования термоприбора. Допускается использование кипяченой воды, но только экспозиция должна составлять не менее 15 минут. Перед тем как наполнить питатель жидкостью, ее остужают до комнатной температуры. Чтобы показания были точными, фитиль потребуется содержать в чистоте во влажном состоянии. Если он загрязняется, то его меняют. Резервуар обязательно протирают ватой, смоченной в теплой воде.

Длина фитиля не менее 6 сантиметров. Свободный конец должен быть 7 мм. Затянуть фитиль можно с помощью нитки. Петля делается наверху и внизу резервуара. Точные показания будут только в том случае, когда фитиль плотно облегает колбу.

Если диаметр резервуара шире отреза, тогда фитиль сшивают. Высота шва после обрезки не должна быть более 1 сантиметра и 5 миллиметров. После выпуска с завода прибор необходимо проверять раз в 24 месяца.

Механические гигрометры

Самые дешевые и простые из них – волосяные гигрометры. В них для снятия показаний берется обычный волос либо сосновая стружка. Его крепят на рамку и к стрелке прибора. Волос меняет длину с изменением влажности, двигая за собой по шкале стрелку (стружка способна раскручиваться либо скручиваться). Прибором не проведешь точных измерений, но для домашнего применения он вполне подходит.

В весовых гигрометрах используется несколько трубок с активным гигроскопическим веществом, соединенных воедино. При протягивании через контур отмеренной порции воздуха, часть влаги из него поглощается. Воспользовавшись массой трубочной системы «до» и «после» протягиваемого объема, а также проведя необходимые математические вычисления, можно определить требуемое абсолютное значение. Чтобы минимизировать ошибки в вычислениях, модель лучше использовать в лабораториях.

Как измерить влажность воздуха в домашних условиях с помощью психрометра

Психрометры предназначены для определения показателя относительной влажности. Прибор функционирует за счет физических свойств жидкости, в частности, ее способности испаряться. В процессе этого возникает разница между температурными показаниями влажного и сухого термометра. Жидкостью во время испарения теряется часть энергии, из-за чего происходит снижение температуры. Это изменение улавливает термометр.

Конструкция психрометра состоит из пары спиртовых или ртутных психрометров. Во время испарения жидкости происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже уровень влажности воздуха, тем быстрее испаряется жидкость. В свою очередь, чем суше воздух, тем меньше температурный показатель, отображаемый мокрым термометров. За счет этого и возникает разница между показаниями.

Конструкция психрометра

Некоторым психрометрическим гигрометрам нужны определенные температурные условия. Например, максимально низкий допустимый показатель для зимы составляет -15°С, для лета максимально высокая граница температуры равна 40°С. Диапазон измерений зависит от температуры, таблицу влажности воздуха с показателями окружающей среды можно использовать в качестве ориентира.

Диапазон измерений по таблице влажности воздуха:

Температура воздух, ºС	Допустимый диапазон, %
от 20 до 23	от 54 до 90
от 24 до 26	от 40 до 90
от 27 до 40	от 20 до 90

Уровень влажности воздуха в комнате: как измерить количество водяного пара

Процесс измерения влажности с помощью психрометра очень прост. Помимо этого значения устройство измеряет еще и температурный параметр. Как правило, вместе со спиртовыми термометрами, закрепленными на пластиковой основе, производитель размещает психрометрическую таблицу относительной влажности воздуха, которая позволяет прочитать показания.

Существует одно важное условие, обеспечивающее точную работу приспособления. Психрометр крайне чувствителен к сквознякам, поэтому рекомендуется создать условия, при которых скорость перемещения воздушных масс в комнате не должна быть более 1 м/сек., иначе разница в показаниях, взятых с термометров, окажется намного больше, чем в действительности, что приведет к получению неточного результата

Современный дизайн прибора для измерения влажности воздуха

Психрометрическая таблица влажности воздуха используется для расшифровки показаний психрометра. В первом столбце размещаются температурные показатели сухого термометра. Первая строка отображает разницу, возникающую в процессе измерения между показаниями обоих термометров. Чтобы получить фактический уровень относительной влажности, нужно взять значение, которое образуется на пересечении соответствующего параметра из первого столбца и первой строки.

Психрометр Ассмана – улучшенная модификация устройства, которая более точно выполняет измерения и не боится сквозняков, поскольку его термометры находятся под защитой от теплового воздействия и прямого попадания солнечных лучей благодаря металлическому корпусу.

Психрометрическая таблица

5 БРИГ+ ПБ-14 Гигрометр

Раньше, такие или похожие приборы висели практически во всех квартирах, а сегодня уже являются раритетами. Найти на рынке настоящий ретро гигрометр не только очень сложно, но и придется выложить за него кругленькую сумму. Но есть вариант проще. Российская компания Бриг, выпускает измерительные приборы уже более 50 лет, и именно их гигрометры украшали стены квартир и домов в прошлом. Конечно, технологии изготовления изменились. Появились новые материалы и методы производства, но неизменным остались два наиболее важных аспекта: точность измерения и внешняя привлекательность.

Данный гигрометр выполнен в нарочитом ретро стиле. Минимум пластика и чужеродных элементов. Только натуральное дерево и латунь. Именно так эти приборы выпускались раньше, отсюда и довольно высокая стоимость. Да, гигрометр дорогой, по сравнению с другими моделями, но в данном случае это скорее элемент интерьера, нежели измерительный прибор, хотя этот параметр у него на самом высоком уровне.

На что смотреть при покупке?

К комнатным моделям приборов для измерения количества влаги в воздухе, относятся механические и электронные гигрометры. Они имеют компактную конструкцию, безопасны для окружающих и выдают минимальную погрешность в расчетах. Для поддержания дизайнерской мысли, современные устройства имеют лаконичный дизайн.

Критерий #1 — принцип работы

Механические и цифровые гигрометры имеют ряд преимуществ, которые могут повлиять на выбор прибора.

К плюсам механических моделей влагомеров можно отнести то, что:

• работа прибора не зависит от внешних источников питания;
• они просты в использовании, поскольку требуется минимальная дополнительная подстройка необходимых рабочих параметров;
• стоимость механического гигрометра, несколько ниже электронного.

Цифровые модели выполняются в виде складных, портативных гаджетов.

Кроме этого к преимуществам электронных моделей относятся:

• высокая скорость выдачи результата;
• меньшая погрешность показаний, по сравнению с механическим прибором;
• выходные данные подлежат дальнейшей обработке, в связи с наличием встроенной внутренней памяти.

Некоторые электронные влагомеры совмещают в себе сразу несколько приборов: гигрометр, часы, календарь, термометр, барометр, измеритель точки росы. Поэтому, если устройство выполняет несколько климатических функций – это стационарная метеостанция.

Некоторые влагомеры имеют встроенную систему оповещения, которая срабатывает, когда уровень пара снижается или повышается до отметки в 30 и 60%. Такой прибор должен быть в домах, где климатические условия региона, предполагают повышенную влажность или сухость воздуха

Для комфорта ребенка и родителей гигрометр может быть встроен в радионяню. Такой прибор имеет большой функционал и систему оповещения.

Самые последние модели оснащаются Wi-Fi модулем, для вывода на экран сведений о погоде в регионе, посредством получения данных через сеть Интернет.

Современные модели гигрометров рассчитаны на определенную специфику работы, поэтому для того чтобы точно измерить влажность воздуха в комнате, квартире или других помещениях необходимо понимать, как будет использоваться прибор. Тогда купленный влагомер будет полностью соответствовать необходимым требованиям.

Критерий #2 — диапазон влажности

Оптимальная влажность воздуха определяется назначением помещений. В спальнях, гостиной нормальные значения влагомера от 20 до 80%. Возле балкона, в холле, чердаке и на кухне от 10 до 90%. Подробнее о нормах влажности воздуха в квартире рекомендуем прочесть в этом материале.

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.

При покупке гигрометра изучите рабочие характеристики, указанные в паспорте изделия

Важно, чтобы параметры прибора, включали верхние значения диапазона предполагаемых рабочих температур. Для некоторых влагомеров важен максимальный порог нагрева

Так, прибор для бани или сауны должен включать в диапазон рабочих температур значения до 120 °С. Поэтому в помещения, где температура и влажность могут достигать довольно высоких значений следует приобретать специальные приборы для измерения паров в воздухе

Для некоторых влагомеров важен максимальный порог нагрева. Так, прибор для бани или сауны должен включать в диапазон рабочих температур значения до 120 °С. Поэтому в помещения, где температура и влажность могут достигать довольно высоких значений следует приобретать специальные приборы для измерения паров в воздухе.

Критерий #3 — точность измерения

Для оборудования специальных хранилищ, требуются приборы с наименьшей погрешностью показаний.

Так, в домашней винотеке влажность циркулируемого воздуха должна держаться на уровне 65-75%, а содержание паров воды в библиотеке не должно быть ниже 50 и выше 60%.

Поэтому, для измерения влаги в воздухе в таких помещениях, следует использовать психрометр или высокоточный электронный гигрометр, который измеряет количество водяных паров путем изменения электропроводности воздуха.

Погрешность психрометра колеблется в пределах от 1 до 5%, погрешность цифрового устройства от 5 до 10%. Поэтому они могут быть использованы в помещениях, где влажность воздуха должна придерживаться точно заданных значений

Если уровень влажности не соответствует нормам, но понадобится прибор для его повышения – увлажнитель воздуха.