Kaip veikia drėgmės matuoklis

Drėgmė - vandens garų ore matas - yra vienas iš kintamųjų, matuojamų pagrindinėje meteorologijoje. Iš tikrųjų yra keletas skirtingų rūšių drėgmės, tačiau tai, ką dauguma žmonių kalba kalbėdami apie „drėgmę“, yra santykinė drėgmė. Santykinę drėgmę Perry's Chemijos inžinierių vadove apibrėžia kaip „dalelės santykį mišinio vandens garų slėgis iki prisotinto vandens garų slėgio nustatytu temperatūra. "

Kitaip tariant, santykinė oro drėgmė yra netiesioginis būdas nustatyti, kiek vandens garų yra ore tam tikru metu, palyginti su tuo, kiek vandens garų maksimaliai gali išlaikyti oras. Jis išreiškiamas procentais. Kai santykinė drėgmė pasiekia 100 proc., Ore esantys vandens garai pradeda kondensuotis atgal į skystą vandenį: Lietus.

Santykinę drėgmę yra naudinga žinoti, nes tai leidžia suprasti, koks „drėgnas“ oras jaučiasi. Dėl mažos santykinės drėgmės oda gali išsausėti, atsirasti niežulys ir troškulys. Dėl didelės santykinės drėgmės šalta temperatūra jaučiasi šaltesnė, o karšta - karštesnė. Kai oras labai karštas, dėl didelės drėgmės prakaituojama organizmo galimybė atvėsti. Santykinė drėgmė taip pat turi įtakos subtilioms mašinoms, tokioms kaip kompiuterių plokštės, ir mikroorganizmų bei grybelių vystymuisi. Būsto viduje dėl didelės drėgmės padidėja miltligės išsivystymas, o dėl mažos drėgmės palengvėja gripo viruso plitimas.

Dėl visų šių ir kitų priežasčių naudinga žinoti apie santykinę drėgmę. Bendrai tariant, bet kuris prietaisas, naudojamas drėgmei matuoti, vadinamas higrometru, drėgmės matuokliu.

Vienas tiksliausių ir moderniausių higrometro tipų yra vadinamas „atvėsinto veidrodžio rasos taško higrometru“. Veidrodis atšaldomas, dėl kurio ant jo paviršiaus susidaro kondensatas. Kuo didesnis santykinis oro drėgnumas, tuo daugiau susidaro kondensatas. Tai matuojama naudojant optinį jutiklį, kuris nustato lašelius, iškraipančius lygų veidrodžio paviršių. Šie higrometrai yra elektroniniai prietaisai, kuriems sukurti reikalinga speciali patirtis.

Pirmąjį žinomą higrometrą maždaug prieš 500 metų išrado Leonardo da Vinci. Jis sugalvojo pasverti vilnos rutulį, kurio svoris keisis priklausomai nuo oro drėgmės. Tai nebuvo labai efektyvus dizainas, todėl praeis daug laiko, kol bus galima tiksliai išmatuoti santykinę drėgmę.

Prieš kiek daugiau nei 200 metų mokslininkas, vardu Horace'as Bénédictas de Saussure'as, išrado higrometrą, kuriame buvo žmonių ar gyvūnų plaukų sruoga. Priklausomai nuo santykinės drėgmės, plaukai susitrauktų arba pailgėtų labai mažu kiekiu, ilgiau augdami esant aukštai drėgmei ir susitraukdami esant mažai drėgmei. Kai plaukai yra įtempti, šį pokytį galima išmatuoti. Šie vadinamieji „plaukų higrometrai“ naudojami iki šiol.

Labiausiai žinomas higrometro tipas vadinamas „psichrometru“. (Psichrometrija yra inžinerijos sritis, susijusi su dujų ir garų mišinių savybėmis. „Psychro“ yra graikų šaknis, reiškiantis „šaltis“.) Psichrometras veikia kartu naudodamas du termometrus. Vienas iš termometrų yra nuolat laikomas drėgnas, padengtas kažkuo panašiu į šlapią šluostę. Vandeniui garuojant iš audinio, jis sugeria energiją ir sumažina temperatūrą artimoje aplinkoje. (Tai ta pati priežastis, dėl kurios jūsų maudymosi kostiumėlis jaučiasi šaltas, kai išlipate iš baseino ar kubilo.) Tai temperatūros kritimas matuojamas šlapiuoju termometru, kuris užfiksuoja žemesnę temperatūrą nei kitaip būtų.

Kitas termometras lieka sausas ir naudojamas kaip atskaitos taškas. Jis matuoja tikrąją oro temperatūrą. Tuomet santykinę drėgmę galima apskaičiuoti matuojant šių dviejų termometrų temperatūros rodmenų skirtumą. Jei temperatūrų skirtumas yra mažas, santykinė oro drėgmė turi būti didelė, nes tai reiškia, kad mažiau vandens sugeba išgarinkite iš drėgną termometrą dengiančios audinio, o tai savo ruožtu reiškia, kad ore jau yra daug vandens tai. Panašiai, jei temperatūrų skirtumas yra didelis, santykinė oro drėgmė turi būti maža, nes iš audinio gali išgaruoti daugiau vandens.

Psichrometrai yra veiksmingi tik tada, kai jie yra labai tiksliai sukalibruoti ir juos reikia dažnai perkalibruoti.