Системы вентиляции и кондиционирования
Назад

Прибор для измерения влажности воздуха в помещении

Опубликовано: 06.05.2020
Время на чтение: 9 мин
0
3

Гигрометр-психометр – что это такое?

Гигрометр, который мы привыкли видеть практически везде, где нормируется микроклимат, изобрел в конце 19 века немец Эрнест Август. Теперь меняется только дизайн этого стационарного прибора, но принцип остается тем же – два термометра (около 5 см межу ними), показания сухие и с учетом испарения влаги. Разница в температуре позволяет высчитать необходимый показатель – влажность в помещении.

Интересно! Расчет значения влажности можно производить по психрометрической таблице, по диаграмме или в он-лайн калькуляторе.

Принцип действия основан на том, что чем выше влажность воздуха и ниже температура, тем хуже испаряется вода в резервуаре под влажным термометром, и наоборот. Так как значения зависят от испарения влаги, поэтому этот тип гигрометров называется психрометрический. При влажности в 100% из резервуара вода совсем не будет испаряться, тогда применение гигрометра невозможно.

Сухой термометр гигрометр показывает фактическую температуру в помещении. Влажный показывает температуру окружающей среды с учетом испарения. Разность между показаниями двух термометров – относительная влажность.

Прибор для измерения влажности воздуха в помещении

Мокрый термометр погружен в стеклянную трубку с загибом на конце, куда доливается вода, желательно по качеству не ниже дистиллированной. От качества воды будет зависеть качество показаний, налет на термометре и долговечность фитиля. Фитиль – длинная полоска ткани (марля, батист, шифон), которая подает капиллярные потоки воды на нижнюю часть «мокрого термометра».

Фитиль нужно регулярно проверять, не забились ли поры в тканевой полоске. Старый и жесткий фитиль, потерявший способность впитывать воду, меняют на новый. Ткань для фитиля берут практически любую, главное правильно ее подготовить – прокипятить в содовом растворе, многократно выполоскать.

Приборы для измерения влажности воздуха

В состав воздуха всегда входят, помимо кислорода, азота и углекислого газа, водяные пары. Именно их содержание и предопределяет влажность.

В атмосферном воздухе всегда содержится водяной пар. Вопрос лишь в концентрации – это как раз и показывает параметр влажности.
В атмосферном воздухе всегда содержится водяной пар. Вопрос лишь в концентрации – это как раз и показывает параметр влажности.

Оперируют двумя показателями влажности, абсолютной и относительной.

  • Абсолютная влажность – это, по сути, «чистое» весовое содержание воды в определённом объеме воздуха. Стало быть, и измеряется в граммах на кубический метр. Иными словами – это плотность водяного пара.

Надо сказать, что такой параметр, с практической точки зрения – не слишком удобный, мало о чем говорящий неспециалисту. Поэтому для оценки влажности чаще используется ее относительный показатель. 

  • Относительная влажность, выраженная в процентах, сразу дает нужное представление. Именно на нее ориентируются при поддержании требуемого микроклимата в помещениях. Кстати, в сводках метеопрогнозов, да и вообще на «погодных» интернет-ресурсах также указывается именно относительная влажность.

Откуда берется этот показатель? Дело в том, что насыщение воздуха водяным паром не может проходить бесконечно. Существует определённые предел, насыщенное состояние, при котором начинается конденсация, то есть переход пара в жидкую форму. Важно то, что для разных показателей температур и атмосферного давления этот предел также имеет разные значения. Граница насыщения может выражаться в плотности насыщенного пара (г/м³) или его давлении (кПа или миллиметры ртутного столба).

Так вот, относительная влажность при текущей температуре показывает, сколько в процентах составляет отношение абсолютной влажности к возможной плотности насыщенных паров (или же отношение между текущим парциальным давлением водяного пара и равновесным давлением насыщенных паров ).

RH = 100 × p / p₀

RH — относительная влажность воздуха;

Предлагаем ознакомиться  По каким признакам выявляют отсутствие герметичности воздухопровода

p — парциальное давление водяных паров (кПа или мм рт. ст.);

p₀ — равновесное давление насыщенных паров при текущей температуре (также кПа или мм рт. ст.);

100 — коэффициент для перевода результата в процентное отображение.

Прибор для измерения влажности воздуха в помещении

RH = 100 × φ / φ₀

φ — абсолютная влажность воздуха (г/м³);

φ₀ — плотность насыщенного водяного пара при текущей температуре (г/м³).

Понятно, что показатели относительной влажности тесно взаимосвязаны с температурными параметрами. На этом, кстати, основывается и один из способов измерений, о чем пойдет речь ниже.

Относительная влажность — величина нестабильная, и ее показатели могут довольно ощутимо изменяться даже в течение одного дня. По-разному может складываться влажностный режим и в различных помещениях дома или квартиры. Но для того чтобы обеспечивать комфортный микроклимат, следует контролировать этот уровень и принимать адекватные меры к поддержанию его в оптимальном диапазоне.

На шкалах многих приборов для удобства сразу выделены оптимальные диапазоны и температуры, и влажности.
На шкалах многих приборов для удобства сразу выделены оптимальные диапазоны и температуры, и влажности.

Какой же уровень влажности принято считать оптимальным?

Действующими СНиП и СанПиН установлено, что в жилых помещениях оптимальным уровнем влажности зимой является показатель в 30 ÷ 45%, предельно допустимый – 60%. Летом эти показатели несколько меняются – на 30 ÷ 60% и 65% соответственно.

В других помещениях жилого дома или квартиры уровень влажности не регламентируется. Тем не менее, можно сделать несколько комментариев.

Физиологи утверждают, что минимальный предел в 30% слишком уж занижен – воздух явно будет отдавать некомфортной сухостью. Поэтому их рекомендация – поддерживать стабильный уровень влажности в границах 40 ÷ 60% вне зависимости от времени года.

Кроме того, 30% — это и явная нехватка атмосферной влаги для комнатных растений, если они содержатся в доме. Если даже не брать в расчет всякую экзотику, то для большинства культивируемых в наших условиях домашних цветов будет оптимальной влажность от 40 до 70%.

Есть специфика и у детских комнат. Ведущие специалисты в области педиатрии настаивают, что для детской комнаты оптимальным уровнем надо полагать влажность в 50÷60%. Это не допустит пересыхания слизистых оболочек носоглотки малыша при дыхании, предупредит развитие болезней. А для заболевшего ребенка влажность в комнате часто рекомендуют поднять даже до 70%.

Существует несколько типов приборов-гигрометров, позволяющих определять показатели влажности воздуха. Они могут серьезно отличаться принципом своего действия.

Так, различают:

  • Волосяные и пленочные измерители влажности;
  • Приборы психрометрического типа;
  • Конденсационные гигрометры;
  • Весовые;
  • Керамические и электролитические приборы;
  • Электронные гигрометры.

Не все из них применимы в бытовых условиях, но нескольких слов все рано и они заслуживают.

Волосяной гигрометр – один из «старожилов» в этом семействе приборов. Простота устройства и понятность принципа работы делают их востребованными и по сей день, хотя уже не в таких широких масштабах, как было ранее.

Устройство волосяного измерителя относительной влажности
Устройство волосяного измерителя относительной влажности

Прибор чаще всего имеет вертикально расположенный корпус (поз.1) или раму, довольно внушительной высоты. Сверху расположен подвес (поз. 2), к которому закреплен длинный обезжиренный волос (поз.3). На подвесе обычно имеется механизм точной регулировки натяжения волоса.

Вертикально расположенный волос перекинут витком через шкив (поз.4) и снизу натянут подвешенным грузиком (поз.5). К шкиву, в свою очередь, жестко закреплена стрелка (поз.6), указатель которой перемещается по дуге вдоль шкалы (поз.7) с нанесенными значениями относительной влажности в процентах.

Предлагаем ознакомиться  Как правильно подключить батарею отопления в квартире: схема подключения радиаторов, как подсоединить правильно, как подключать

Как это работает?

Натуральный волос очень чутко реагирует на изменение влажности. А именно: при ее увеличении он несколько удлиняется и, наоборот, если атмосфера сухая, стремится уменьшиться. Это колебание длины, за счет того, что волос постоянно натянут и перекинут витком через шкив (блок), приводит к небольшому проворачиванию самого шкива – про часовой стрелке при удлинении и против – при укорачивании волоса. Соединенная со шкивом стрелка показывает на шкале текущее значение относительной влажности.

К достоинствам такой схемы относят следующее:

  • Прибор показывает очень высокую чувствительность и скорость реакции на изменение внешних условий.
  • Схема проста и наглядна, не требует каких-то дополнительных действий или вычислений.
  • Прибор способен работать в широком диапазоне показателей влажности – от 20 и до 80%.

Недостатки тоже имеются:

  • Прибор – довольно «нежный», и требует, по вполне понятным причинам, крайне бережного обхождения.
  • Не всем понравится «простоватая» форма классического волосяного гигрометра для размещения в жилой комнате Хотя, как знать, судя по фотографиям интерьеров, он порой становится неплохим оригинальным дополнением к общей отделке помещения. Кроме того, можно отыскать и вполне симпатичную настольную модель, антикварную или же выполненную «под старину».
Волосяные гигрометры – настенного и настольного исполнения.
Волосяные гигрометры – настенного и настольного исполнения.
  • Основной недостаток – у таких приборов довольно высокая погрешность показаний, в районе 10%.

Главным образом именно по последней указанной причине, волосяные гигрометры в наше время «сняты с вооружения», хотя и продолжают верно служить своим хозяевам. И даже пользуются определенным спросом.

Год выпуска не указан, но, судя по шрифту и тексту, этот антикварный волосяной гигрометр увидел свет еще до революции 1917 года.
Год выпуска не указан, но, судя по шрифту и тексту, этот антикварный волосяной гигрометр увидел свет еще до революции 1917 года.

Кстати, волосяные гигрометры могут иметь и вполне компактные размеры – их заключают в довольно тонкий цилиндрический корпус с круглой шкалой на фасаде. Правда, за счет потери и так не выдающейся точности.

У пленочных гигрометров – очень похожий принцип устройства и действия. Только в качестве чувствительного элемента используется органическая мембрана, изменяющая свой размер в зависимости от изменения уровня влажности.

Устройство пленочного (мембранного) гигрометра – очень схоже с волосяным. И принцип действия – аналогичен.
Устройство пленочного (мембранного) гигрометра – очень схоже с волосяным. И принцип действия – аналогичен.

Достоинства и недостатки мембранных гигрометров тоже мало отличаются от волосяных приборов измерения влажности. А встречаются они по нынешним временам – еще реже.

Прибор для измерения влажности воздуха в помещении

Всем известно, что испарение воды сопровождается поглощением энергии – поверхность, с которой происходит испарение, охлаждается. А интенсивность испарения, понятно, зависит и от температуры, и от текущего парциального давления содержащихся в воздухе водяных паров. Одним словом, от текущей влажности воздуха. На этом построен очень точный алгоритм определения относительной влажности с использованием специфичного прибора – психрометра.

Различают психрометры Августа и Ассмана.

Для начала – широко распространенные психрометры Августа.

Устройство психрометра Августа – ничего сложного и никакой механики
Устройство психрометра Августа – ничего сложного и никакой механики

Устроен прибор несложно. Это два расположенных на штативе (на панели) неподалёку друг от друга идентичных жидкостных термометра (ртутных или спиртовых). Но один из них имеет открытую колбу, то есть показывает реальную температуру в помещении. А колба второго находится в увлажненном состоянии – она укутана в тканевый мешочек, другой конец которого погружен в емкость с водой. Вода капиллярно перемещается по такому «фитилю», и тем самым происходит постоянное увлажнение колбы.

Понятно, что показания термометра с влажной колбой должны быть несколько ниже, чем у сухого.

Постоянно запотевшие окна – это явный признак повышенной влажности. Надо принимать меры!

Снятые одновременно показания температуры с обоих термометров позволяют войти в психрометрическую таблицу, которая очень часто располагается на фасадной панели прибора. Пересечение строки с текущей температурой в помещении и столбца с разницей температур по двум термометрам («сухая» минус «мокрая») покажет значение относительной влажности воздуха в комнате.

Предлагаем ознакомиться  Автоматический спускник воздуха системы отопления принцип работы
Пример психрометрической таблицы – ее значения рассчитываются по специальным формулам.
Пример психрометрической таблицы – ее значения рассчитываются по специальным формулам.

Способ расчёта – очень точный, базирующийся на основополагающих законах физики. Правда, по большому счету, прилагаемая в единичном экземпляре таблица все же не учитывает возможное движение воздуха и показатель атмосферного давления, а там тоже есть зависимость. То есть, даже если предположить, что перемещения воздуха в помещении практически нет (сквозняк во время измерений отсутствует), при пользовании таблицей, составленной, скорее всего, для нормального уровня атмосферного давления, возможны определенные погрешности. Но для бытового применения они, долдно быть, не будут носить принципиального характера.

Это тоже психрометры, причем слева – явно антикварная модель
Это тоже психрометры, причем слева – явно антикварная модель

Психрометры ВИТ

Существует две разновидности данного психрометра, ВИТ-1 предназначен для помещений с температурой 5-25°С, ВИТ-2 – 20-40°С. Если в помещении нет возможности регулировать температуру (кондиционер, вентиляция), то гигрометр ВИТ 1 применяют в прохладное время года, а гигрометр ВИТ 2 – в жаркое. Если же есть регулировка температурного режима, то круглогодично подойдет ВИТ-1, так как большинство нормативных документов рекомендует температурный режим 20-25°С.

Гигрометр психрометрический вит представляет собой пластиковый корпус- подставку, на котором размещены два термометра, влажный и сухой. Оба термометра заполнены подкрашенным раствором, поэтому вопрос об ртутном загрязнении закрыт. Шкала состоит из подкрашенного толуола. Для удобства, там же, на пластиковой подставке, расположена полная шкала расчета влажности по разности температур (психрометрическая таблица).

Пластиковый корпус, стеклянные трубки термометров являются первой причиной, почему гигрометр требует бережного отношения. Также важно соблюдать условия эксплуатации, тогда прибор прослужит не один десяток лет, пока не выгорит красная жидкость в термометрах.

Правила безопасного применения гигрометра ВИТ:

  • Не подвергать механическим воздействиям (не бросать, не наступать, не бить, тому подобное). Обратное приведет к разрушению пластика, стекла, после чего можно будет заменить или починить испорченный элемент, но снова придется проводить поверку прибора. Стоимость покупки запчастей плюс поверка по стоимости будет равно как новый психометрический гигрометр с заводской поверкой.
  • Не разрушать шкалу термометров. Находящийся внутри трубок крашений толуол является ядовитым химическим веществом. Если же бой произошел, остатки, осколки быстро собрать в герметичный пакет или емкость и выбросить, а помещении очень сильно проветрить, поверхности протереть горячей водой с соблюдением правил безопасности (перчатки, маска, очки). Руки, слизистые, а также загрязнения вымыть с мылом.
  • Не подвергать воздействию агрессивных веществ. Нельзя протирать или окунать, обрызгивать или поливать прибор химическими жидкостями или абразивными смесями.
  • Не подвергать нагреву или охлаждению выше шкалы прибора. Гигрометр психрометрический ВИТ 1 нельзя охлаждать ниже 5°С или нагревать выше 25°С (критически – выше 45°), а гигрометр психрометрический ВИТ 2 – нижняя норма 20°С, верхняя – 45°С (критичный нагрев выше 60°С). В обратном случае столб расширяющейся жидкости внутри термометра выйдет вне границ, а после возвращения к нормальной температуре разорвется на несколько отрезков, что автоматически выводит гигрометр из эксплуатации.

Важно! Можно попробовать несколько раз быстро нагреть и охладить мокрый термометр, например, под потоком воды. Обычно это помогает соединить измерительную шкалу.

, , , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector