ไซโครมิเตอร์ทำงานอย่างไร?

ไซโครมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความชื้นของอากาศ ทำได้โดยการเปรียบเทียบความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างหลอดเทอร์โมมิเตอร์แบบแห้งกับหลอดเทอร์โมมิเตอร์แบบเปียกที่สูญเสียความชื้นบางส่วนผ่านการระเหย

ไซโครมิเตอร์เป็นไฮโกรมิเตอร์แบบเก่าซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดความชื้น ประกอบด้วยหลอดเทอร์โมมิเตอร์สองหลอด: กระเปาะเปียกและกระเปาะแห้ง กระเปาะแห้งวัดอุณหภูมิอากาศโดยรอบในลักษณะเดียวกับเทอร์โมมิเตอร์ในครัวเรือน กระเปาะเปียกถูกคลุมด้วยผ้า ซึ่งมักจะเป็นผ้าฝ้าย ซึ่งต้องชุบน้ำก่อนใช้งาน

เมื่อกระเปาะเปียกพร้อมแล้ว นักวิทยาศาสตร์จะแกว่งไซโครมิเตอร์หรือปล่อยให้มันอยู่นิ่งๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของอุปกรณ์ จนกว่ากระเปาะเปียกจะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิสุดท้าย จากนั้น เมื่อทราบความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิเปียกและแห้งกับความดันบรรยากาศในตำแหน่งของเธอ เธอสามารถระบุความชื้นในอากาศได้

ปริมาณการทำความเย็นแบบระเหยบนกระเปาะเปียกของไซโครมิเตอร์นั้นขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้นในอากาศโดยตรง อากาศที่แห้งกว่าจะดูดซับความชื้นจากหลอดไฟได้มากกว่า ทำให้เย็นลงมากขึ้น อากาศที่เปียกชื้นไม่สามารถดูดซับน้ำจากหลอดไฟได้มากเท่า อุณหภูมิจึงไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งอุณหภูมิกระเปาะเปียกเปลี่ยนแปลงน้อยลง อากาศก็จะยิ่งชื้นมากขึ้นเท่านั้น

ไซโครมิเตอร์ตัวแรกปรากฏขึ้นในปี 1600 แม้ว่าการออกแบบอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนัก แต่ในปัจจุบัน เวอร์ชันดิจิทัล นอกจากนี้ยังมี อุปกรณ์ดิจิทัลสามารถแสดงรายละเอียดมากมายเกี่ยวกับสภาพอากาศในคราวเดียว ซึ่งรวมถึงความชื้น อุณหภูมิอากาศ อุณหภูมิพื้นผิว และจุดน้ำค้าง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เหล่านี้ต้องใช้เวลา 20 ถึง 30 นาทีในการปรับเทียบให้เข้ากับสภาพท้องถิ่นก่อนใช้งาน และเซ็นเซอร์กระเปาะเปียกจะแห้งหลังจากไม่ได้ใช้งานเป็นระยะเวลานาน

ดังนั้นไซโครมิเตอร์แบบใช้มือแบบเก่าที่ดีจึงไม่สูญเสียความน่าดึงดูดใจ แม้จะต้องใช้ความพยายามอย่างมากจากผู้ใช้ก็ตาม หลังจากอ่านอุณหภูมิกระเปาะทั้งสองแล้ว พวกเขาจะต้องอ้างอิงแผนภูมิไซโครเมทริกสำหรับการอ่านค่าความชื้นสุดท้าย

แผนภูมิไซโครเมทริกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาจุดตัดของอุณหภูมิกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกจากไซโครมิเตอร์เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางความร้อนของอากาศ ข้อมูลนี้รวมถึง:

• ความชื้นสัมพัทธ์: อากาศใกล้เคียงกับความชื้นที่ต้องการมากขึ้นเพียงใด
  
• จุดน้ำค้าง: อุณหภูมิที่ความชื้นในอากาศจะเริ่มควบแน่น
• Enthalpy: ความร้อนในอากาศมีหน่วย BTU ต่ออากาศแห้ง 1 ปอนด์
• อัตราส่วนความชื้น: ความชื้นในอากาศเป็นปอนด์ต่ออากาศแห้งหนึ่งปอนด์
• ปริมาณเฉพาะ: พื้นที่ที่อากาศใช้ไป
  

สำนักงานพยากรณ์อากาศของกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกาได้เผยแพร่ตารางข้อมูลไซโครเมทริกชุดแรกในปี 1900 แทนที่จะแสดงกราฟอุณหภูมิเทียบกับความชื้น ตารางจะแสดงข้อมูลตัวเลขสำหรับการอ่านแต่ละคู่ ตารางฉบับปรับปรุงในปี 1915 มีความยาว 87 หน้า

แม้ว่าไซโครมิเตอร์จะค่อนข้างล้าสมัยในทุกวันนี้ แต่ก็ยังใช้อยู่บ้างเป็นครั้งคราว สอบเทียบ humidistats ซึ่งควบคุมความชื้นภายในอาคารเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อน and ระบบต่างๆ ในอดีต ไซโครมิเตอร์ถูกใช้ในการออกแบบระบบระบายอากาศในอาคาร

ไซโครมิเตอร์ยังถูกใช้ในอดีตในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ และนักเรียนในปัจจุบันอาจได้เรียนรู้วิธี ใช้เครื่องมือเหล่านี้และตีความแผนภูมิไซโครเมทริก แม้ว่าจะไม่ใช่วิธีการรวบรวมข้อมูลอีกต่อไปก็ตาม นักอุตุนิยมวิทยาหรือนักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมอาจเรียนรู้การใช้ไซโครมิเตอร์เพื่อวัดสภาพบรรยากาศเช่น อาจวิศวกรเกษตรที่กำลังออกแบบพื้นที่ที่มีความต้องการความชื้นเฉพาะเช่นโรงเรือนหรือโรงนาสำหรับ ปศุสัตว์.