Kuidas psühromeeter töötab?

Psühromeeter on seade, mida kasutatakse õhu niiskuse mõõtmiseks. Selle saavutamiseks võrreldakse temperatuuri erinevust kuiva termomeetri ja niiske termomeetri pirni vahel, mis on aurustades osa niiskusest kaotanud.

Psühromeeter on vanamoodne hügromeeter, mis on seade niiskuse mõõtmiseks. See koosneb kahest termomeetri pirnist: märg pirn ja kuiv pirn. Kuiv pirn mõõdab ümbritseva õhu temperatuuri samamoodi nagu mis tahes majapidamises kasutatav termomeeter. Märg pirn on kaetud lapiga, tavaliselt puuvillaga, mida tuleb enne kasutamist veega niisutada.

Kui märg pirn on valmis, kiigutab teadlane psühromeetrit või laseb sellel sõltuvalt seadme konstruktsioonist paigal püsida, kuni märg pirn on lõpliku temperatuurini jahtunud. Siis, teades niiske ja kuiva temperatuuri erinevust atmosfäärirõhust oma asukohas, saab ta määrata õhu niiskuse.

Psühromeetri märjal pirnil oleva aurustumisjahutuse maht sõltub otseselt õhus oleva niiskuse hulgast. Kuivam õhk imab pirnist rohkem niiskust, jahutades omakorda seda rohkem. Niiskem õhk ei suuda pirnist nii palju vett imada, mistõttu temperatuur ei muutu nii palju. Teisisõnu, mida väiksem on niiske pirni temperatuuri muutus, seda niiskem on õhk.

Esimesed psühromeetrid ilmusid 1600. aastatel. Kuigi nende seadmete disain pole palju muutunud, on see tänapäeval digitaalsed versioonid on ka saadaval. Digitaalseade suudab korraga kuvada palju üksikasju atmosfääriolude kohta, sealhulgas õhuniiskus, õhutemperatuur, pinna temperatuur ja kastepunkt. Need seadmed vajavad aga enne kasutamist kohalike olude järgi kalibreerimiseks 20–30 minutit ning märja pirni andur võib kuivada pärast pikaajalist kasutamist.

Seetõttu ei ole vana hea manuaalne psühromeeter kaotanud oma ligitõmbavust, vaatamata sellele, et kasutaja nõuab natuke rohkem jalatööd. Pärast mõlema pirni temperatuuri lugemist peavad nad niiskuse lõpliku näidu saamiseks viitama psühromeetrilisele tabelile.

Psühromeetrilised graafikud võimaldavad teadlasel otsida psühromeetrist kuiva pirni ja niiske pirni temperatuuri ristumiskohta, et teada saada õhu soojusomadusi. See teave hõlmab järgmist:

• Suhteline niiskus: kui lähedal on õhk soovitavamale niiskusele.
  
• Kastepunkt: temperatuurid, mille juures õhus olev niiskus hakkab kondenseeruma.
• Entalpia: kui palju soojust sisaldab õhk BTU ühikutes naela kuiva õhu kohta.
• Niiskuse suhe: õhus olevad niiskuse kilod kuiva õhu naela kohta.
• Konkreetne maht: kui palju ruumi õhk võtab.
  

Ameerika Ühendriikide põllumajandusministeeriumi ilmabüroo avaldas oma esimesed psühromeetriliste andmete tabelid 1900. aastal. Selle asemel, et näidata temperatuuri ja niiskuse graafikuid, näitavad tabelid arvnäitajaid iga näidu paari kohta. 1915. aasta parandatud tabeliväljaanne oli 87 lehekülge pikk.

Ehkki psühromeetrid on tänapäeval mõnevõrra vanamoodsad, on nad siiski aeg-ajalt harjunud kalibreerige niisutajad, mis reguleerivad hoone õhukonditsioneeri ja kütte sisemist niiskust süsteemid. Varem kasutati hoone ventilatsioonisüsteemide projekteerimisel psühromeetreid.

Psühromeetreid on ajalooliselt kasutatud ka erinevates teadusharudes ja tänapäeval võivad õpilased õppida kasutage neid tööriistu ja tõlgendage psühromeetrilisi diagramme, isegi kui need pole enam andmete kogumise meetod. Näiteks meteoroloogid või keskkonnateadlased võivad õppida psühromeetreid kasutama atmosfääritingimuste mõõtmiseks võivad põllumajandusinsenerid, kes kavandavad spetsiifiliste niiskuse vajadustega ruume, näiteks kasvuhooneid või lautu kariloomad.