Kuidas niiskuse mõõtur töötab

Niiskus, õhus oleva veeauru mõõt, on üks põhimeteoroloogias mõõdetud muutujaid. Õhuniiskust on tegelikult mitu erinevat tüüpi, kuid see, mida enamik inimesi mõtleb "niiskusest" rääkides, on suhteline niiskus. Suhteline õhuniiskus on Perry keemiainseneride käsiraamatus määratletud kui "osakaalu suhe segus oleva veeauru rõhk kuni vee küllastunud aururõhuni etteantud temperatuuril temperatuur. "

Teisisõnu, suhteline õhuniiskus on kaudne viis mõõta, kui palju veeauru on õhus antud aja jooksul, võrreldes sellega, kui palju veeauru õhk maksimaalselt mahutab. Seda väljendatakse protsentides. Kui suhteline õhuniiskus on 100 protsenti, hakkab õhus olev veeaur kondenseeruma tagasi vedelasse vette: vihma sajab.

Suhtelist õhuniiskust on kasulik teada, sest see annab aimu, kui "märg" õhk end tunneb. Madal suhteline õhuniiskus võib põhjustada naha kuivust, sügelust ja janu. Kõrge suhteline õhuniiskus muudab külma temperatuuri külmemaks ja kuumaks. Kui ilm on väga kuum, kahjustab kõrge õhuniiskus keha higistamise abil jahtumisvõimet. Suhteline õhuniiskus mõjutab ka õrnaid masinaid nagu arvuti trükkplaate ning mikroorganismide ja seente arengut. Kodu sees muudab kõrge õhuniiskus hallituse tekkimise tõenäolisemaks, samas kui madal õhuniiskus hõlbustab gripiviiruse levikut.

Kõigil neil ja muudel põhjustel on kasulik olla teadlik suhtelisest õhuniiskusest. Kõiki niiskuse mõõtmiseks kasutatavaid instrumente nimetatakse hügromeetriks, niiskusemõõturiks.

Üht kõige täpsemat ja kaasaegsemat tüüpi hügromeetrit nimetatakse "jahutatud peegli kastepunkti hügromeetriks". Peegel on jahutatud, mis põhjustab selle pinnale kondenseerumise tekkimist. Mida suurem on suhteline õhuniiskus, seda rohkem moodustub kondensaat. Selle mõõtmiseks kasutatakse optilist andurit, mis tuvastab peegli siledat pinda moonutavad tilgad. Need hügromeetrid on elektroonilised seadmed, mille ehitamiseks on vaja eriteadmisi.

Esimese teadaoleva hügromeetri leiutas umbes 500 aastat tagasi Leonardo da Vinci. Ta käis välja idee kaaluda villakera, mille kaal muutuks sõltuvalt õhuniiskusest. See ei olnud eriti efektiivne disain ja suhtelise õhuniiskuse täpseks mõõtmiseks kulub palju aega.

Veidi rohkem kui 200 aastat tagasi leiutas Horace Bénédict de Saussure-nimeline teadlane hügromeetri, mis hõlmas juuksekarva inimestelt või loomadelt. Sõltuvalt suhtelisest õhuniiskusest tõmbuksid juuksed kokku või kasvaksid väga väikese koguse võrra, kasvades kauem kõrge õhuniiskuse korral ja kahanedes madala niiskuse korral. Kui juuksed on pinge all, saab seda muutust mõõta. Neid nn juuste hügromeetreid kasutatakse tänapäevalgi.

Kõige tuntumat hügromeetri tüüpi nimetatakse "psühromeetriks". (Psühromeetria on insenerivaldkond, mis tegeleb gaasi ja auru segude omadustega. "Psychro" on kreeka juur, mis tähendab "külm".) Psühromeeter töötab kahe termomeetri samaaegsel kasutamisel. Ühte termomeetrit hoitakse pidevalt märjana, kattes märja lapiga. Kui vesi lapist aurustub, neelab see energiat, alandades temperatuuri vahetus läheduses. (See on samal põhjusel, et teie ujumistrikoo tunneb pärast basseinist või mullivannist väljumist külma.) See temperatuuri langust mõõdetakse märja termomeetriga, mis registreerib madalama temperatuuri kui muidu oleks.

Teine termomeeter jääb kuivaks ja seda kasutatakse võrdlusena. See mõõdab õhu tegelikku temperatuuri. Seejärel saab suhtelise õhuniiskuse arvutada, mõõtes nende kahe termomeetri temperatuuri näitude erinevust. Kui temperatuuride vahe on väike, peab suhteline õhuniiskus olema kõrge, sest see tähendab, et vähem vett suudab aurustage niisket termomeetrit katvast riidest, mis omakorda tähendab, et õhus on juba palju vett sees seda. Samamoodi, kui temperatuuride vahe on suur, peab suhteline õhuniiskus olema madal, kuna riidest saab aurustuda rohkem vett.

Psühromeetrid on efektiivsed ainult siis, kui need on väga täpselt kalibreeritud ja neid tuleb sageli uuesti kalibreerida.