Hogyan működik a nedvességmérő

A páratartalom, a levegőben lévő vízgőz mértéke, az alapvető meteorológiában mért változók egyike. Valójában többféle páratartalom létezik, de a legtöbb ember a relatív páratartalomra gondol, amikor "páratartalomról" beszél. A relatív páratartalmat Perry Vegyészmérnökök kézikönyve meghatározza, mint "a részleges arányát a keverékben lévő vízgőz nyomása a telített vízgőznyomásig az előírtnál hőfok."

Más szavakkal, a relatív páratartalom közvetett módszer annak mérésére, hogy egy adott időben mennyi vízgőz van a levegőben, szemben azzal, hogy mennyi vízgőzt képes a levegő maximálisan megtartani. Százalékban fejezik ki. Amikor a relatív páratartalom eléri a 100 százalékot, a levegőben lévő vízgőz elkezd visszacsapódni folyékony vízbe: Esni fog.

A relatív páratartalom hasznos tudni, mert képet ad arról, hogy mennyire "nedves" a levegő. Az alacsony relatív páratartalom száraz bőrt, viszketést és szomjúságot okozhat. A magas relatív páratartalom miatt a hideg hőmérséklet hidegebbnek, a forró hőmérséklet pedig melegebbé válik. Ha nagyon meleg az idő, a magas páratartalom rontja a test izzadással való lehűlési képességét. A relatív páratartalom hatással van a kényes gépekre, például a számítógépes áramköri lapokra, valamint a mikroorganizmusok és gombák fejlődésére is. Az otthon belsejében a magas páratartalom növeli a penész kialakulásának esélyét, míg az alacsony páratartalom megkönnyíti az influenza vírus terjedését.

Mindezen okokból és még sok más miatt érdemes tisztában lenni a relatív páratartalommal. Összességében a páratartalom mérésére használt bármely eszközt higrométernek, nedvességmérőnek nevezzük.

Az egyik legpontosabb és legmodernebb típusú higrométert "hűtött tükör harmatpont higrométernek" nevezik. A tükör lehűlt, amelynek következtében a felületén kondenzáció keletkezik. Minél nagyobb a relatív páratartalom, annál több kondenzáció képződik. Ezt optikai érzékelővel mérik, amely érzékeli a tükör sima felületét eltorzító cseppeket. Ezek a higrométerek olyan elektronikus eszközök, amelyek megépítéséhez különleges szakértelem szükséges.

Az első ismert higrométert körülbelül 500 évvel ezelőtt találta ki Leonardo da Vinci. Arra az ötletre jutott, hogy lemérjen egy gyapjúgömböt, amelynek súlya a levegő nedvességétől függően változik. Ez nem volt túl hatékony tervezés, és sok időbe telik, mire a relatív páratartalmat pontosan meg lehet mérni.

Valamivel több mint 200 évvel ezelőtt egy Horace Bénédict de Saussure nevű tudós feltalált egy higrométert, amely egy hajszálat tartalmaz, emberekből vagy állatokból. A relatív páratartalomtól függően a haj nagyon kis mértékben zsugorodik vagy megnövekszik, magas páratartalom mellett tovább nő, alacsony páratartalom mellett pedig csökken. Ha a haj feszültség alatt áll, akkor ez a változás mérhető. Ezeket az úgynevezett "hajhigrométereket" ma is használják.

A legismertebb típusú higrométert "pszichrométernek" nevezik. (A pszichrometria egy olyan mérnöki terület, amely a gáz és gőz keverékeinek tulajdonságával foglalkozik. A "Psychro" görög gyökér, ami "hideget" jelent.) A pszichrométer két hőmérő párhuzamos használatával működik. Az egyik hőmérőt folyamatosan nedvesen tartják, ha valami nedves ruhával borítják. Amint a víz elpárolog a ruhából, elnyeli az energiát, és csökkenti a hőmérsékletet a közvetlen közelében. (Ugyanez az oka annak, hogy fürdőruhája hidegnek érzi magát, miután kiszállt egy medencéből vagy pezsgőfürdőből.) Ez A hőmérsékletesést a nedves hőmérő méri, amely alacsonyabb hőmérsékletet regisztrál, mint egyébként lenne.

A másik hőmérő szárazon marad és referenciaként szolgál. Méri a levegő tényleges hőmérsékletét. Ezután a relatív páratartalom kiszámítható a két hőmérő közötti hőmérséklet-különbségek mérésével. Ha a hőmérséklet-különbség alacsony, akkor a relatív páratartalomnak magasnak kell lennie, mert ez azt jelenti, hogy kevesebb víz képes erre párologjon el a nedves hőmérőt borító ruhából, ami viszont azt jelenti, hogy a levegőben már sok víz van azt. Hasonlóképpen, ha a hőmérséklet-különbség nagy, akkor a relatív páratartalomnak alacsonynak kell lennie, mivel több víz képes elpárologni a ruhából.

A pszichrométerek csak akkor hatékonyak, ha nagyon pontosan kalibrálják őket, és gyakran újra kell kalibrálni őket.