Wie funktioniert ein Psychrometer?

Ein Psychrometer ist ein Gerät zur Messung der Luftfeuchtigkeit. Dies wird erreicht, indem der Temperaturunterschied zwischen einer trockenen Thermometerkugel und einer nassen Thermometerkugel verglichen wird, die durch Verdunstung einen Teil ihrer Feuchtigkeit verloren hat.

Ein Psychrometer ist eine altmodische Art von Hygrometer, das ein Gerät zur Messung der Luftfeuchtigkeit ist. Es besteht aus zwei Thermometerkugeln: einer Feuchtkugel und einer Trockenkugel. Die Trockenkugel misst die Umgebungslufttemperatur wie jedes Haushaltsthermometer. Die Feuchtkugel wird mit einem Tuch, meist Baumwolle, bedeckt, das vor Gebrauch mit Wasser angefeuchtet werden muss.

Ist die Feuchtkugel fertig, schwenkt der Wissenschaftler das Psychrometer entweder oder lässt es je nach Geräteausführung stehen, bis die Feuchtkugel auf ihre Endtemperatur abgekühlt ist. Dann kann sie die Luftfeuchtigkeit bestimmen, indem sie den Unterschied zwischen den nassen und trockenen Temperaturen und dem Luftdruck an ihrem Standort kennt.

Das Ausmaß der Verdunstungskühlung an der Feuchtkugel des Psychrometers hängt direkt von der Feuchtigkeitsmenge der Luft ab. Trockenere Luft nimmt mehr Feuchtigkeit aus der Glühbirne auf und kühlt sie dadurch stärker ab. Wetterluft kann nicht so viel Wasser aus der Glühbirne aufnehmen, daher ändert sich die Temperatur nicht so stark. Mit anderen Worten, je kleiner die Änderung der Feuchtkugeltemperatur ist, desto feuchter ist die Luft.

Die ersten Psychrometer erschienen im 17. Jahrhundert. Während sich das Design dieser Geräte nicht viel geändert hat, ist es heute digitale Versionen sind ebenfalls vorhanden. Ein digitales Gerät kann viele Details über atmosphärische Bedingungen auf einmal anzeigen, einschließlich Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Oberflächentemperatur und Taupunkt. Diese Geräte benötigen jedoch 20 bis 30 Minuten, um sich vor der Verwendung auf die lokalen Bedingungen zu kalibrieren, und der Feuchtkugelsensor kann austrocknen, wenn er längere Zeit nicht verwendet wird.

Daher hat das gute, altmodische manuelle Psychrometer nicht an Attraktivität verloren, obwohl dem Benutzer etwas mehr Beinarbeit abverlangt wird. Nach dem Ablesen beider Glühbirnentemperaturen müssen sie sich für die endgültige Luftfeuchtigkeitsmessung auf ein psychrometrisches Diagramm beziehen.

Psychrometrische Diagramme ermöglichen es einem Wissenschaftler, den Schnittpunkt der Trockenkugel- und Feuchtkugeltemperaturen des Psychrometers nachzuschlagen, um mehr über die thermischen Eigenschaften der Luft zu erfahren. Diese Informationen umfassen:

• Relative Luftfeuchtigkeit: Wie nahe die Luft einer wünschenswerteren Luftfeuchtigkeit ist.
  
• Taupunkt: Die Temperaturen, bei denen die in der Luft vorhandene Feuchtigkeit zu kondensieren beginnt.
• Enthalpie: Wie viel Wärme die Luft in Einheiten von BTU pro Pfund trockener Luft enthält.
• Feuchtigkeitsverhältnis: Pfund Feuchtigkeit in der Luft pro Pfund trockene Luft.
• Spezifisches Volumen: Wie viel Platz die Luft einnimmt.
  

Das Weather Bureau des US-Landwirtschaftsministeriums veröffentlichte 1900 seine ersten Tabellen mit psychrometrischen Daten. Anstatt die Temperatur im Verhältnis zur Luftfeuchtigkeit darzustellen, zeigen die Tabellen numerische Daten für jedes Messpaar. Eine 1915 überarbeitete Ausgabe der Tabellen war 87 Seiten lang.

Obwohl Psychrometer heute etwas altmodisch sind, werden sie gelegentlich immer noch daran gewöhnt Hygrostate kalibrieren, die die interne Feuchtigkeit der Gebäudeklimatisierung und -heizung regeln Systeme. In der Vergangenheit wurden Psychrometer bei der Planung von Gebäudelüftungssystemen verwendet.

Psychrometer wurden auch historisch in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen verwendet, und Studenten können heute lernen, wie man Verwenden Sie diese Tools und interpretieren Sie psychrometrische Diagramme, auch wenn sie nicht mehr die bevorzugte Methode zur Datenerfassung sind. Meteorologen oder Umweltwissenschaftler können beispielsweise lernen, mit Psychrometern atmosphärische Bedingungen zu messen, da measure könnten Agraringenieure sein, die Räume mit spezifischen Feuchtigkeitsanforderungen entwerfen, wie Gewächshäuser oder Scheunen für Vieh.