เครื่องวัดความชื้นทำงานอย่างไร

ความชื้น การวัดไอน้ำในอากาศเป็นหนึ่งในตัวแปรที่วัดในอุตุนิยมวิทยาพื้นฐาน ความชื้นมีหลายประเภท แต่คนส่วนใหญ่หมายถึงความชื้นสัมพัทธ์ ความชื้นสัมพัทธ์ถูกกำหนดโดยคู่มือวิศวกรเคมีของ Perry เป็น "อัตราส่วนของบางส่วน ความดันของไอน้ำในส่วนผสมต่อความดันไออิ่มตัวของน้ำตามที่กำหนด อุณหภูมิ."

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความชื้นสัมพัทธ์เป็นวิธีการทางอ้อมในการวัดปริมาณไอน้ำในอากาศ ณ เวลาที่กำหนด เทียบกับปริมาณไอน้ำในอากาศที่กักเก็บได้สูงสุด มันแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์สูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ไอน้ำในอากาศจะเริ่มควบแน่นกลับเป็นน้ำของเหลว: ฝนจะตก

ความชื้นสัมพัทธ์มีประโยชน์ที่จะทราบเพราะจะช่วยให้ทราบว่าอากาศรู้สึก "เปียก" อย่างไร ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำอาจทำให้ผิวแห้ง คัน และกระหายน้ำ ความชื้นสัมพัทธ์สูงทำให้อุณหภูมิเย็นรู้สึกเย็นขึ้นและอุณหภูมิร้อนขึ้น เมื่ออากาศร้อนจัด ความชื้นสูงจะทำให้ร่างกายเย็นลงจากการขับเหงื่อ ความชื้นสัมพัทธ์ยังมีผลกระทบต่อเครื่องจักรที่ละเอียดอ่อน เช่น แผงวงจรคอมพิวเตอร์ และต่อการพัฒนาของจุลินทรีย์และเชื้อรา ภายในบ้าน ความชื้นสูงทำให้โรคราน้ำค้างมีโอกาสเกิดมากขึ้น ในขณะที่ความชื้นต่ำช่วยให้การแพร่กระจายของไวรัสไข้หวัดใหญ่ง่ายขึ้น

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ทั้งหมด และอื่นๆ คุณควรระวังความชื้นสัมพัทธ์ด้วย เรียกรวมกันว่าเครื่องมือใด ๆ ที่ใช้ในการวัดความชื้นเรียกว่าไฮโกรมิเตอร์หรือเครื่องวัดความชื้น

ไฮโกรมิเตอร์ที่แม่นยำและทันสมัยที่สุดชนิดหนึ่งเรียกว่า "cooled mirror dew point hygrometer" กระจกถูกทำให้เย็นลง ซึ่งทำให้เกิดการควบแน่นบนผิวกระจก ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์สูงเท่าใด การควบแน่นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งวัดโดยใช้เซ็นเซอร์ออปติคัลที่ตรวจจับหยดน้ำที่บิดเบือนพื้นผิวเรียบของกระจก ไฮโกรมิเตอร์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการความเชี่ยวชาญพิเศษในการสร้าง

ไฮโกรมิเตอร์ที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อประมาณ 500 ปีที่แล้วโดย Leonardo da Vinci เขาเกิดความคิดที่จะชั่งน้ำหนักลูกบอลขนสัตว์ ซึ่งน้ำหนักจะเปลี่ยนไปตามความชื้นในอากาศ การออกแบบนี้ไม่มีประสิทธิภาพมากนัก และคงจะต้องใช้เวลานานกว่าจะวัดความชื้นสัมพัทธ์ได้อย่างแม่นยำ

เมื่อ 200 กว่าปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ชื่อ Horace Bénédict de Saussure ได้ประดิษฐ์ไฮโกรมิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับเส้นผมของมนุษย์หรือสัตว์ ขึ้นอยู่กับความชื้นสัมพัทธ์ ขนจะหดหรือยาวขึ้นได้เพียงเล็กน้อย ขึ้นนานขึ้นในที่ที่มีความชื้นสูงและหดตัวในที่ที่มีความชื้นต่ำ เมื่อวางผมภายใต้แรงตึง การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถวัดได้ เหล่านี้เรียกว่า "ไฮโกรมิเตอร์ผม" ยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้

ไฮโกรมิเตอร์ที่รู้จักกันดีที่สุดเรียกว่า "ไซโครมิเตอร์" (ไซโครเมทรีเป็นสาขาวิชาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของส่วนผสมของก๊าซและไอระเหย "Psychro" เป็นรากภาษากรีกที่แปลว่า "เย็น") ไซโครมิเตอร์ทำงานโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์สองตัวควบคู่กัน เทอร์โมมิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งถูกทำให้เปียกอย่างต่อเนื่องโดยคลุมด้วยผ้าเปียก เมื่อน้ำระเหยออกจากผ้า จะดูดซับพลังงาน ทำให้อุณหภูมิในบริเวณใกล้เคียงลดลง (เป็นเหตุผลเดียวกับที่ชุดว่ายน้ำของคุณรู้สึกเย็นหลังจากที่คุณลงจากสระว่ายน้ำหรืออ่างน้ำร้อน) นี่ อุณหภูมิที่ลดลงวัดโดยเทอร์โมมิเตอร์แบบเปียกซึ่งบันทึกอุณหภูมิที่ต่ำกว่าอย่างอื่น จะ

เทอร์โมมิเตอร์อื่นๆ จะแห้งและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง มันวัดอุณหภูมิที่แท้จริงของอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์สามารถคำนวณได้โดยการวัดความแตกต่างในการอ่านค่าอุณหภูมิระหว่างเทอร์โมมิเตอร์สองตัวนี้ ถ้าความแตกต่างของอุณหภูมิต่ำ ความชื้นสัมพัทธ์ต้องสูง เพราะหมายความว่าน้ำสามารถไหลได้น้อยลง ระเหยออกจากผ้าที่ปิดเทอร์โมมิเตอร์แบบเปียก ซึ่งหมายความว่าในอากาศมีน้ำมากอยู่แล้ว มัน. ในทำนองเดียวกัน หากอุณหภูมิแตกต่างกันสูง ความชื้นสัมพัทธ์จะต้องต่ำ เนื่องจากน้ำสามารถระเหยออกจากผ้าได้มากขึ้น

ไซโครมิเตอร์จะมีผลก็ต่อเมื่อได้รับการสอบเทียบอย่างแม่นยำ และต้องได้รับการปรับเทียบใหม่บ่อยๆ