Как рассчитать уровень влажности с помощью гигрометра: исчерпывающее руководство по применению приборов + примеры расчетов

Микроклимат в помещениях имеет огромное значение. Научные исследования показали, что уровень влажности существенно влияет на состояние здоровья человека. Поэтому крайне важно, чтобы этот параметр постоянно находился в пределах оптимальных значений. Вы согласны с этим?

Для оценки влажности используют гигрометры — специализированные приборы, которые отличаются своими механизмами работы и могут принимать разные формы. Есть модели, которые автоматически измеряют уровень влаги, а, в некоторых случаях, требуется выполнение различных шагов для расчета. Это подразумевает наличие определенных знаний, поэтому важно понимать, как правильно производить расчет влажности при помощи гигрометра.

В дальнейшем мы рассмотрим различные типы устройств для замера влажности в помещении и разберем принципы их работы. Также вы узнаете, как выбрать подходящий прибор для измерения уровня влажности.

Зачем нужны гигрометры?

Гигрометр — это лабораторный инструмент для определения относительной или абсолютной влажности воздуха и газов. Этот прибор также называют гигроскопом.

Слово «гигрометр» происходит от греческих слов «ὑγρός», что означает «влажный», и «μετρέω», что переводится как «измерять». Устройство может быть полезным как в повседневной жизни, так и в различных производственных сферах.

Как температура, так и уровень влажности являются ключевыми критериями для создания комфортного микроклимата. Рекомендуется поддерживать эти параметры в нормативных пределах, так как для разных типов помещений существуют свои оптимальные уровни. Это полезно не только для здоровья человека, но и для сохранности предметов, строительных конструкций и продуктов питания.

Избыточная влажность способствует быстрому распространению грибка и вирусов, что может привести к гниению овощей и фруктов, образованию плесени на стенах. Конденсат, оседающий на электрооборудовании, металлических конструкциях и бумаге, приводит к их повреждению. Также это может повлиять на химический состав медикаментов.

Слишком сухой воздух негативно сказывается на защитных функциях слизистой носоглотки, что делает организм более уязвимым к вирусам и инфекциям.

Низкая влажность также влияет на сохранность продуктов, они теряют свою свежесть и полезные свойства. Поддержание оптимального микроклимата особенно актуально во время строительных и ремонтных работ, когда используют различные растворы.

Существует множество видов гигрометров с разной точностью. При выборе прибора важно учитывать сферу его применения.

Для поддержания необходимого уровня влажности важно регулярно измерять его и принимать меры в случае отклонения от нормы.

Гигрометры находят применение в различных областях:

• производство продуктов питания;
• торговля;
• животноводство;
• садоводство;
• фармацевтика;
• коммунальные услуги и тепличное хозяйство;
• строительство и другие области.

Несмотря на свою полезность, гигрометры не часто встречаются в домашних условиях. Их, как правило, используют на метеостанциях и в специализированных службах.

Регулярное измерение уровня влажности особенно рекомендуется в больницах, детских садах и школах. Также стоит инвестировать в такое оборудование для домашнего использования, так как правильный уровень влажности может значительно повысить качество жизни.

Популярные типы устройств

Метод и особенности измерения уровня влажности зависят от выбранного типа гигрометра. Эти устройства различаются по конструкции, принципу работы и другим характеристикам.

В зависимости от конструкции гигрометры бывают механическими и электронными. Первые имеют шкалу со стрелкой, в то время как вторые отображают данные на дисплее.

По принципу функционирования гигрометры классифицируются на:

• пленочные;
• волосные;
• весовые;
• емкостные;
• резистивные;
• керамические;
• конденсационные;
• электролитические;
• психометрические.

Пленочные гигрометры имеют шкалу со стрелкой, а в качестве датчика используется специальная пленка, изготовленная из органического материала, связанная со стрелкой.

Изменение влажности приводит к изменению размеров пленки, что, в свою очередь, вызывает движение стрелки на шкале.

Волосные гигрометры отличаются простой конструкцией и могут использоваться для измерений при отрицательных температурах.

Главный элемент в таких приборах — натянутый натурал или синтетический волос. Их работа аналогична пленочным версиям.

При изменении уровня влаги длина волоса меняется, что заставляет стрелку отклоняться в ту или иную сторону.

Весовые гигроскопы служат для расчета абсолютной влажности. В их конструкции есть трубки с гигроскопическим материалом, который поглощает влагу и увеличивается в весе.

Для взятия пробы используется специальный насос. Устройство взвешивают до и после залива воздуха, и абсолютная влажность рассчитывается на основе этих показателей и объема проходящего воздуха.

Емкостные гигрометры содержат конденсатор, емкость которого изменяется в зависимости от количества влаги в воздухе. Эти приборы требуют периодической калибровки, так как со временем их точность может снижаться.

Резистивные гигрометры функционируют на основе изменения влажности, влияющего на электрическое сопротивление материалов — солей и полимеров. Керамические гигрометры имеют цифровой экран со стрелкой, а в качестве датчика используется уникальная керамическая смесь. Ее сопротивление варьируется в зависимости от влажности.

Керамические модели обеспечивают точный контроль уровня влажности, но лишены дополнительных функций.

Конденсационные типы, известные также как гигрометры Ламбрехта, базируются на работе встроенного зеркала, температура которого колеблется в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Электролитические приборы включают изоляционную поверхность, покрытую электролитом. Влияние концентрации влаги в воздухе меняет сопротивление электролита.

Конденсационные гигрометры отличаются высокой точностью, но их сложность применения делает их менее подходящими для использования в быту.

Психометрические гигрометры измеряют влажность воздуха, основываясь на снижении температуры увлажненной поверхности. Они включают два термометра: сухой и увлажненный.

Прибор также укомплектован питательной системой — стеклянной колбой с водой. Для расчета относительной влажности исследователь обращается к таблице, прилагаемой к устройству.

Кроме профессиональных приборов существуют и альтернативные методы измерения влажности. О них вы узнаете далее.

Как правильно использовать гигрометр?

К каждому типу гигрометра прилагается инструкция, которую необходимо строго соблюдать. Это важно для обеспечения точности измерений.

Психометрические устройства имеют два основных плюса: их высокая точность и возможность отображения не только влажности, но и температуры в помещении.

В паспорте прибора указаны рекомендации по выполнению замеров, а также меры предосторожности и правила обслуживания.

Современные бытовые и промышленные условия требуют использования механических, электронных, конденсационных и психометрических гигрометров.

Вариант №1 — электронные устройства

Электронные гигрометры отличаются удобством в работе: они не требуют предварительных настроек и готовы к использованию. Перед эксплуатацией прибор следует осмотреть на наличие видимых повреждений, таких как трещины или отколы.

Процесс измерения влажности с электронным гигрометром выглядит следующим образом:

• включите устройство, нажав кнопку питания;
• при необходимости настройте день недели, время и другие параметры кнопками «UP», «MODE» и «DOWN»;
• подождите завершения расчета уровня влажности;
• посмотрите результат на дисплее.

Эти гигрометры чаще всего используются в домашних условиях и иногда в инкубаторах.

Следует отметить, что электронные гигрометры могут иметь значительную погрешность, поэтому лучше перепроверить результаты механическим прибором.

Многие современные электронные гигрометры оснащаются дополнительными функциями, такими как показания температуры, уровень освещения и прочее.

Вариант №2 — механические гигрометры

Точность механических приборов ниже — допустимая погрешность составляет 5-8%. Перед использованием целесообразно откалибровать прибор. Для этого потребуется эталонный гигрометр, показывающий точные значения влажности.

Два устройства необходимо разместить рядом. Если показания механического прибора не соответствуют эталонному, их нужно скорректировать с помощью регулировочного винта, который располагается на задней панели устройства.

Механические гигрометры имеют возможность не только измерять влажность в помещении, но и отображать температуру. Их точность превосходит электронные аналоги.

Работать с механическим гигрометром крайне просто. Нужно разместить прибор в подходящем месте (можно поставить на стол или повесить на стену) и считывать показатели.

Вариант №3 — конденсационные приборы

Конденсационный гигрометр включает термометр, металлическую коробочку и резиновую грушу. Он измеряет абсолютную влажность воздуха по точке росы и отличается высокой точностью, но в быту его применение не распространено.

Хотя конденсационные гигрометры достаточно точны, процесс измерения влажности требует выполнения нескольких этапов. В плане удобства они уступают электронным устройствам.

Вот алгоритм работы с конденсационным гигрометром:

• Заполните коробку эфиром (или спиртом);
• Начните нагнетать воздух с помощью груши до появления первых капель росы;
• Запишите значение с термометра;
• Сравните с таблицей для определения уровня влажности, приложенной к устройству.

Как видите, определить влажность с помощью конденсационного гигрометра вовсе не сложно. Главное — следовать указанным шагам.

Вариант №4 — психометрический гигрометр

Психометрические гигрометры обладают высокой точностью. Они проходят проверку метрологическими службами, что делает их результаты надежными.

Чаще всего такие приборы применяются в медицинских учреждениях, школьных и общественных столовых. Их также покупают для домашних нужд. Известны модели ВИТ-1 и ВИТ-2, внешний вид которых можно увидеть на иллюстрации ниже.

Психрометр ВИТ-1 предназначен для работы в диапазоне температур от 0 до +24 градусов, в то время как ВИТ-2 предназначен для помещений с температурой от +16 до +40 градусов.

Перед использованием устройства необходимо выполнить несколько подготовительных мероприятий:

1. Открыть упаковку гигроскопа и убедиться, что комплект соответствует данным в руководстве;
2. Проверить целостность всех компонентов;
3. Снять питатель с основания и погрузить его в емкость с дистиллированной водой, запаянным концом вниз;
4. Увлажнить фитиль, погрузив резервуар мокрого термометра в стеклянную посуду с водой;
5. Разместить питатель так, чтобы фитиль не касался его стенок, а расстояние от края открытого конца колбы до резервуара термометра составляло не менее 2 см;
6. Установить гигроскоп вертикально на уровне глаз. Устройство не имеет подставки, но его можно повесить на стену, для чего на верхней стороне есть специальное отверстие.

Когда подготовка завершена, можно начинать измерение уровня влажности с помощью психометрического гигрометра.

Обязательно следите за тем, чтобы питатель был наполнен водой. Жидкость нужно добавлять заранее. Если подливание происходит перед измерением, стоит подождать около полчаса перед началом работы с показателями сухого и мокрого термометров.

Прибор нужно удерживать в измеряемой среде не менее 30 минут, иначе точность результатов может быть под сомнением.

Вот порядок работы с психометрическим гигроскопом:

• Подойти к прибору на расстоянии, подходящем для четкого считывания шкалы, избегая дыхания на термометры, чтобы не искажать результаты;
• Записать показания сухого термометра, который находится слева; фиксировать результаты с точностью до 0,1 °C;
• Считать данные с мокрого термометра;
• Учитывать полученные значения с поправками, описанными в инструкции прибора;
• Вычесть значение мокрого термометра из показаний сухого;
• Определить относительную влажность, используя таблицу на правой стороне устройства, находя пересечение строк температуры по сухому термометру и разности между показателями двух термометров.

На следующем изображении показано, как рассчитывается влажность с использованием психометрического гигрометра.

Например, сухой термометр показывает 20 °C, а мокрый — 19 °C. Разница в значениях составляет 20 — 19 = 1 °C. В таблице находим значение 20 в столбце сухого термометра и проводим горизонтальную линию. Затем ищем 1 в столбце разности и проводим вертикальную линию. На пересечении этих линий будет указана относительная влажность — 90%.

Для того чтобы психрометр обеспечивал точные данные, его необходимо регулярно обслуживать.

Вода должна быть комнатной температуры, допускается использование кипяченой, которая была очищена с помощью фильтра. Кипятить ее стоит не менее 15 минут.

Фильтр резервуара мокрого термометра необходимо поддерживать в чистоте, мягкости и влажности. Его следует периодически заменять. Если уровень пыли в воздухе не превышает 5 мг/м³, замену фитиля стоит выполнять каждые две недели.

При более высоких показателях загрязненности фитиль нужно менять по мере необходимости. Перед установкой нового фитиля обязательно очищайте резервуар термометра ватным тампоном, смоченным в теплой воде.

Регулярно проверяйте гигрометр. Первоначальная точность устанавливается на заводе, а дальнейшая проверка должна проводиться 1-2 раза в год.

Рекомендации по безопасному использованию

Несмотря на разнообразие гигроскопов, существуют общие рекомендации по их эксплуатации. С приладами нужно обращаться осторожно и избегать падений.

Запрещено обрабатывать устройства агрессивными химикатами, такими как щелочи и кислоты. Также стоит беречь прибор от высоких температур — на это указываются параметры в сопроводительных документах.

Правильный выбор места для установки гигрометра крайне важен. Рядом не должно быть источников холода и тепла. Также нужно избегать вибрации и прямых солнечных лучей.

Обратите внимание на меры безопасности при работе с приборами, содержащими токсичные вещества. Например, психометрический термометр ВИТ-2 заполнен толуолом — опасным и огнеопасным веществом.

Поэтому следует избегать его перегрева и повреждений. Если резервуар был разбит, используйте воду с моющим средством для устранения толуола с поверхностей.

При необходимости использования воды для измерений стоит применять дистиллированную, даже если в инструкции этого не указано. Неочищенная водопроводная вода содержит соли, способствующие быстрому износу устройства и ухудшающие точность замеров.

Какой гигрометр лучше выбрать?

Выбор типа гигрометра зависит от помещения, задач и частоты измерений. Для складов, производств, школьных и медицинских учреждений рекомендуется использовать психометр. Он отличается высокой точностью и надежностью.

Для бытового использования подойдет механический или электронный гигрометр, которые можно легко приобрести в магазине. Широкий выбор моделей позволяет найти вариант, который максимально вписывается в интерьер.

Психометрические приборы с толуолом лучше не использовать в домашних условиях, особенно если в семье есть дети или животные — случайное повреждение может привести к нежелательным последствиям.

Для контроля влажности в жилище рекомендуется приобрести механический гигроскоп. Он более точен, чем электронный, но не имеет разнообразных дополнительных функций, которыми обладают электронные устройства.

Также вы можете самостоятельно собрать устройство для измерения влажности. Подробнее об этом можно узнать в представленном материале.

Заключение и полезное видео на тему

На видео ниже объясняется принцип работы психометрического устройства и процесс расчета уровня влажности:

О точности психометрических и электронных гигрометров можно узнать из следующего видео:

Наиболее популярны психометрические приборы ВИТ-1 и ВИТ-2. Они обеспечивают высокую точность и дополнительно показывают температуру воздуха.

Для домашнего использования можно применять электронные гигрометры, обладающие множеством функций и отображающими не только уровень влажности, но и температуру, освещенность, текущее время и дату. Однако их точность может вызывать сомнения.

Механические гигроскопы также имеют некоторую погрешность, но возможна их калибровка для повышения точности.

Вы пользуетесь приборами для измерения влажности у себя дома? Какой из них выбрали и довольны его работой? Поделитесь своими мнениями в комментариях под статьей.