Kā darbojas mitruma mērītājs

Mitrums, ūdens tvaiku mērs gaisā, ir viens no mainīgajiem, ko mēra pamata meteoroloģijā. Faktiski ir vairāki dažādi mitruma veidi, bet tas, ko lielākā daļa cilvēku domā, runājot par "mitrumu", ir relatīvais mitrums. Relatīvais mitrums Perija Ķīmisko inženieru rokasgrāmatā ir definēts kā "daļēja attiecība ūdens tvaiku spiediens maisījumā līdz piesātinātajam ūdens tvaika spiedienam pie noteiktā temperatūra."

Citiem vārdiem sakot, relatīvais mitrums ir netiešs veids, kā noteikt, cik daudz ūdens tvaiku noteiktā laikā ir gaisā, salīdzinot ar to, cik daudz ūdens tvaiku var uzturēt maksimāli. To izsaka procentos. Kad relatīvais mitrums sasniedz 100 procentus, ūdens tvaiki gaisā sāk kondensēties šķidrā ūdenī: Līs.

Relatīvais mitrums ir noderīgs, jo tas dod priekšstatu par to, cik "slapjš" gaiss jūtas. Zems relatīvais mitrums var izraisīt sausu ādu, niezi un slāpes. Augsts relatīvais mitrums ļauj aukstai temperatūrai justies vēsākai un karstai. Ja laiks ir ļoti karsts, augsts mitrums pasliktina ķermeņa spēju atdzist, svīstot. Relatīvais mitrums ietekmē arī smalkas iekārtas, piemēram, datoru shēmas plates, kā arī mikroorganismu un sēnīšu attīstību. Mājas iekšienē augsts mitrums palielina miltrasas veidošanās iespēju, savukārt zems mitrums atvieglo gripas vīrusa izplatīšanos.

Visu šo un vēl vairāk iemeslu dēļ ir lietderīgi apzināties relatīvo mitrumu. Kopumā jebkuru no instrumentiem, ko izmanto mitruma mērīšanai, sauc par higrometru, mitruma mērītāju.

Vienu no precīzākajiem un modernākajiem higrometra veidiem sauc par "atdzesētu spoguļa rasas punkta higrometru". Spogulis ir atdzesēts, kas uz tā virsmas rada kondensātu. Jo augstāks relatīvais mitrums, jo vairāk veidojas kondensāts. To mēra, izmantojot optisko sensoru, kas nosaka pilienus, kas deformē spoguļa gludo virsmu. Šie higrometri ir elektroniskas ierīces, kuru izgatavošanai nepieciešama īpaša pieredze.

Pirmo zināmo higrometru pirms aptuveni 500 gadiem izgudroja Leonardo da Vinči. Viņš nāca klajā ar ideju nosvērt vilnas bumbu, kuras svars mainītos atkarībā no gaisa mitruma. Tas nebija pārāk efektīvs dizains, un paies ilgs laiks, līdz relatīvo mitrumu var precīzi izmērīt.

Pirms nedaudz vairāk kā 200 gadiem zinātnieks Horace Benédict de Saussure izgudroja cilvēku vai dzīvnieku higrometru, kurā iesaistīta matu šķipsna. Atkarībā no relatīvā mitruma, mati sarautos vai izaugtu garumā par ļoti nelielu daudzumu, augot ilgāk augstā mitrumā un saraujoties zemā mitrumā. Kad mati ir sasprindzināti, šīs izmaiņas var izmērīt. Šie tā dēvētie "matu higrometri" tiek izmantoti arī mūsdienās.

Vispazīstamākais higrometra veids tiek saukts par "psihrometru". (Psihometrija ir inženierzinātņu joma, kas saistīta ar gāzes un tvaiku maisījumu īpašībām. "Psychro" ir grieķu sakne, kas nozīmē "auksts".) Psihrometrs darbojas, tandēmā izmantojot divus termometrus. Viens no termometriem tiek nepārtraukti turēts slapjš, pārklāts ar kaut ko līdzīgu mitrai drānai. Kad ūdens iztvaiko no auduma, tas absorbē enerģiju, pazeminot temperatūru tiešā tuvumā. (Tas pats iemesls, kāpēc jūsu peldkostīms jūtas auksts pēc izkāpšanas no peldbaseina vai burbuļvannas.) Tas temperatūras kritumu mēra ar mitru termometru, kas reģistrē zemāku temperatūru nekā citādi būtu.

Otrs termometrs paliek sauss un tiek izmantots kā atsauce. Tas mēra faktisko gaisa temperatūru. Relatīvo mitrumu var aprēķināt, izmērot temperatūras rādījumu starpību starp šiem diviem termometriem. Ja temperatūras starpība ir zema, tad relatīvajam mitrumam jābūt lielam, jo ​​tas nozīmē, ka mazāk ūdens spēj iztvaicē no drānas, kas nosedz mitru termometru, kas savukārt nozīmē, ka gaisā jau ir daudz ūdens to. Tāpat, ja temperatūras starpība ir augsta, tad relatīvajam mitrumam jābūt zemam, jo ​​no auduma vairāk var iztvaikot ūdens.

Psihometri ir efektīvi tikai tad, ja tie ir ļoti precīzi kalibrēti, un tie bieži jāpārkalibrē.