Jak działa miernik wilgotności

Wilgotność, miara pary wodnej w powietrzu, jest jedną ze zmiennych mierzonych w podstawowej meteorologii. W rzeczywistości istnieje kilka różnych rodzajów wilgotności, ale większość ludzi, mówiąc o „wilgotności”, ma na myśli wilgotność względną. Wilgotność względna jest zdefiniowana w podręczniku Perry's Chemical Engineers' Handbook jako „stosunek częściowej ciśnienie pary wodnej w mieszaninie do ciśnienia pary nasyconej wody przy przepisowym temperatura."

Innymi słowy, wilgotność względna jest pośrednim sposobem mierzenia, ile pary wodnej znajduje się w powietrzu w danym czasie, w porównaniu do tego, ile pary wodnej może pomieścić maksymalnie powietrze. Jest wyrażony w procentach. Kiedy wilgotność względna osiągnie 100 procent, para wodna w powietrzu zaczyna się z powrotem kondensować w ciekłą wodę: będzie padać.

Wilgotność względna jest przydatna, ponieważ daje wyobrażenie o tym, jak „mokre” jest powietrze. Niska wilgotność względna może prowadzić do wysuszenia skóry, swędzenia i pragnienia. Wysoka wilgotność względna sprawia, że ​​niskie temperatury wydają się zimniejsze, a gorące cieplejsze. Kiedy pogoda jest bardzo gorąca, wysoka wilgotność osłabia zdolność organizmu do schładzania się poprzez pocenie się. Wilgotność względna ma również wpływ na delikatne maszyny, takie jak płytki drukowane komputerowe oraz na rozwój mikroorganizmów i grzybów. W domu wysoka wilgotność zwiększa prawdopodobieństwo rozwoju pleśni, a niska wilgotność ułatwia rozprzestrzenianie się wirusa grypy.

Z tych wszystkich powodów i nie tylko, warto zdawać sobie sprawę z wilgotności względnej. Łącznie każdy przyrząd używany do pomiaru wilgotności jest określany jako higrometr, miernik wilgotności.

Jednym z najbardziej precyzyjnych i nowoczesnych typów higrometrów jest „chłodzony higrometr lustrzany punktu rosy”. Lustro jest schładzane, co powoduje kondensację pary wodnej na jego powierzchni. Im wyższa wilgotność względna, tym więcej kondensacji. Jest to mierzone za pomocą czujnika optycznego, który wykrywa kropelki zniekształcające gładką powierzchnię lustra. Te higrometry są urządzeniami elektronicznymi, których budowa wymaga specjalistycznej wiedzy.

Pierwszy znany higrometr został wynaleziony około 500 lat temu przez Leonarda da Vinci. Wpadł na pomysł zważenia kłębka wełny, którego waga zmieniałaby się w zależności od wilgotności powietrza. Nie był to zbyt skuteczny projekt i upłynie dużo czasu, zanim będzie można dokładnie zmierzyć wilgotność względną.

Nieco ponad 200 lat temu naukowiec Horace Bénédict de Saussure wynalazł higrometr obejmujący pasmo włosów od ludzi lub zwierząt. W zależności od wilgotności względnej włosy kurczą się lub wydłużają o bardzo małą ilość, rosną dłużej przy wysokiej wilgotności i kurczą się przy niskiej wilgotności. Kiedy włosy są napięte, można tę zmianę zmierzyć. Te tak zwane „higrometry do włosów” są nadal używane.

Najbardziej znanym rodzajem higrometru jest „psychrometr”. (Psychrotria to dziedzina inżynierii zajmująca się właściwościami mieszanin gazu i pary. „Psychro” to grecki rdzeń, który oznacza „zimny”.) Psychrometr działa poprzez użycie dwóch termometrów w tandemie. Jeden z termometrów jest stale mokry przez przykrycie czymś w rodzaju mokrej szmatki. Gdy woda odparowuje z tkaniny, pochłania energię, obniżając temperaturę w bezpośrednim sąsiedztwie. (To ten sam powód, dla którego twój strój kąpielowy jest zimny po wyjściu z basenu lub wanny z hydromasażem). spadek temperatury mierzony jest termometrem mokrym, który rejestruje niższą temperaturę niż w innym przypadku by.

Drugi termometr pozostaje suchy i służy jako punkt odniesienia. Mierzy rzeczywistą temperaturę powietrza. Wilgotność względną można następnie obliczyć, mierząc różnicę odczytów temperatury między tymi dwoma termometrami. Jeśli różnica temperatur jest niewielka, to wilgotność względna musi być wysoka, ponieważ oznacza to, że mniej wody jest w stanie odparowuje z tkaniny zakrywającej wilgotny termometr, co z kolei oznacza, że ​​w powietrzu jest już dużo wody water to. Podobnie, jeśli różnica temperatur jest duża, wilgotność względna musi być niska, ponieważ z tkaniny może odparować więcej wody.

Psychrometry są skuteczne tylko wtedy, gdy są bardzo dokładnie skalibrowane i muszą być często ponownie kalibrowane.