Hur en fuktighetsmätare fungerar

Fuktighet, ett mått på vattenånga i luften, är en av de variabler som mäts i grundläggande meteorologi. Det finns faktiskt flera olika typer av fuktighet, men vad de flesta menar när de pratar om "fuktighet" är relativ luftfuktighet. Relativ luftfuktighet definieras av Perrys Chemical Engineers 'Handbook som "förhållandet mellan partiell vattenångans tryck i blandningen till det mättade ångtrycket hos vatten enligt föreskrivet temperatur."

Med andra ord är relativ fuktighet ett indirekt sätt att mäta hur mycket vattenånga som finns i luften vid en given tidpunkt, kontra hur mycket vattenånga luften kan hålla maximalt. Det uttrycks i procent. När den relativa luftfuktigheten blir 100 procent börjar vattenånga i luften kondensera tillbaka till flytande vatten: Det regnar.

Relativ luftfuktighet är bra att veta eftersom det ger en uppfattning om hur "våt" luften känns. Låg relativ luftfuktighet kan leda till torr hud, klåda och törstighet. Hög relativ luftfuktighet gör att kalla temperaturer känns kallare och varma temperaturer varmare. När vädret är mycket varmt försämrar hög luftfuktighet kroppens förmåga att svalna genom att svettas. Relativ luftfuktighet har också en inverkan på känsliga maskiner som datorkretskort och på utvecklingen av mikroorganismer och svampar. Inuti hemmet gör mögel större risk för att mögel utvecklas, medan låg luftfuktighet underlättar spridningen av influensavirus.

Av alla dessa skäl och mer är det bra att vara medveten om den relativa fuktigheten. Sammantaget kallas något av instrumenten som används för att mäta fuktighet som en hygrometer, en fuktighetsmätare.

En av de mest exakta och moderna typerna av hygrometer kallas en "kyld spegelduggpunktshygrometer." En spegel kyls, vilket gör att kondens bildas på ytan. Ju högre relativ luftfuktighet desto mer kondens bildas. Detta mäts med en optisk sensor som detekterar dropparna som förvränger spegelns släta yta. Dessa hygrometrar är elektroniska enheter som kräver specialkunskap för att bygga.

Den första kända hygrometern uppfanns för cirka 500 år sedan av Leonardo da Vinci. Han kom på tanken att väga en ullkula, vars vikt skulle förändras beroende på fukten i luften. Detta var inte en mycket effektiv design och det skulle ta lång tid innan relativ fuktighet kunde mätas exakt.

För drygt 200 år sedan uppfann en forskare som heter Horace Bénédict de Saussure en hygrometer som involverar en hårsträng från människor eller djur. Beroende på den relativa fuktigheten skulle håret krympa eller växa i längd med en mycket liten mängd, växa längre vid hög luftfuktighet och krympa vid låg luftfuktighet. När håret placeras under spänning kan denna förändring mätas. Dessa så kallade "hårhygrometrar" används fortfarande idag.

Den mest kända typen av hygrometer kallas en "psykrometer". (Psykrometri är ett teknikområde som berör egenskaperna hos blandningar av gas och ånga. "Psychro" är en grekisk rot som betyder "kall.") En psykrometer fungerar genom att använda två termometrar i tandem. En av termometrarna hålls kontinuerligt våta genom att täckas med något som en våt trasa. När vattnet avdunstar från trasan absorberar det energi och sänker temperaturen i omedelbar närhet. (Det är av samma anledning att din baddräkt känns kall efter att du har kommit ut ur en pool eller badtunna.) Detta temperaturfallet mäts av den våta termometern, som registrerar en lägre temperatur än den annars skulle.

Den andra termometern förblir torr och används som referens. Den mäter luftens faktiska temperatur. Den relativa fuktigheten kan sedan beräknas genom att mäta skillnaden i temperaturavläsningar mellan dessa två termometrar. Om temperaturskillnaden är låg måste den relativa luftfuktigheten vara hög, eftersom det betyder att mindre vatten kan avdunsta från trasan som täcker den våta termometern, vilket i sin tur innebär att luften redan har mycket vatten i Det. På samma sätt, om temperaturskillnaden är hög, måste den relativa luftfuktigheten vara låg, eftersom mer vatten kan avdunsta från trasan.

Psykrometrar är bara effektiva om de är mycket exakt kalibrerade och de måste kalibreras ofta.