Гигрометр устройство и принцип действия. Гигрометр: устройство, принцип действия и виды измерителей влажности

Что такое гигрометр и для чего он используется. Какие бывают виды гигрометров. Как работают различные типы измерителей влажности. На что обратить внимание при выборе гигрометра. Где применяются профессиональные гигрометры.

Что такое гигрометр и зачем он нужен

Гигрометр — это прибор для измерения влажности воздуха или других газов. Он позволяет определить количество водяного пара, содержащегося в атмосфере или газовой среде. Контроль влажности важен во многих сферах:

• В жилых и рабочих помещениях для обеспечения комфортного микроклимата
• На производстве для соблюдения технологических процессов
• В хранилищах продуктов, музеях, библиотеках для сохранности материалов
• В сельском хозяйстве для создания оптимальных условий выращивания
• В медицине для поддержания необходимого уровня влажности

Гигрометры измеряют абсолютную влажность (масса водяного пара в единице объема) или относительную влажность (отношение текущего содержания пара к максимально возможному при данной температуре). Некоторые приборы также определяют точку росы.

Основные виды гигрометров

Существует несколько типов гигрометров, работающих на разных принципах:

Волосяной гигрометр

Принцип действия основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять длину в зависимости от влажности. Волос натянут между двумя точками и соединен со стрелкой. При увеличении влажности волос удлиняется, стрелка отклоняется. Простой механический прибор, не требующий питания.

Психрометрический гигрометр (психрометр)

Состоит из двух термометров — сухого и влажного. Колба влажного термометра обернута тканью, погруженной в воду. За счет испарения влаги показания влажного термометра ниже. По разнице температур определяется относительная влажность.

Емкостной гигрометр

Работает на основе изменения емкости конденсатора при поглощении влаги диэлектриком. Емкость преобразуется в электрический сигнал. Компактный и точный электронный прибор.

Конденсационный гигрометр

Измеряет точку росы путем охлаждения зеркальца до момента конденсации влаги. Температура конденсации фиксируется и пересчитывается в значение влажности. Дает высокую точность измерений.

Как выбрать подходящий гигрометр

При выборе гигрометра следует учитывать несколько факторов:

• Диапазон измерений. Для бытового применения обычно достаточно 20-90%, для специальных задач может потребоваться 0-100%.
• Точность измерений. Бытовые приборы имеют погрешность 3-5%, профессиональные — менее 1%.
• Температурный диапазон работы. Важно для применения в экстремальных условиях.
• Наличие дополнительных функций — измерение температуры, запись показаний и т.д.
• Тип индикации — стрелочная, цифровая.
• Портативность или стационарность.
• Возможность калибровки и поверки.

Для домашнего использования подойдут недорогие электронные гигрометры. Для производственных задач рекомендуются профессиональные приборы с высокой точностью.

Принцип работы электронного гигрометра

Электронные гигрометры получили широкое распространение благодаря компактности и удобству использования. Как работает такой прибор?

1. Чувствительный элемент (сенсор) поглощает влагу из воздуха
2. Свойства сенсора меняются в зависимости от количества влаги
3. Изменения преобразуются в электрический сигнал
4. Сигнал обрабатывается микропроцессором
5. Рассчитанное значение влажности выводится на дисплей

В качестве сенсора могут использоваться емкостные, резистивные или сорбционные датчики. Многие электронные гигрометры также измеряют температуру, что позволяет вычислять точку росы.

Применение профессиональных гигрометров

Профессиональные гигрометры используются в различных отраслях промышленности и науки:

• Нефтегазовая отрасль — контроль влажности природного газа
• Энергетика — измерение влажности трансформаторного масла
• Фармацевтика — контроль условий производства и хранения лекарств
• Пищевая промышленность — мониторинг влажности на складах
• Электроника — обеспечение необходимого микроклимата в цехах
• Метеорология — измерение влажности атмосферного воздуха

Промышленные гигрометры отличаются высокой точностью, надежностью и возможностью работы в сложных условиях. Часто они интегрируются в системы автоматизации для непрерывного контроля параметров.

Калибровка и поверка гигрометров

Для обеспечения точности измерений гигрометры нуждаются в периодической калибровке и поверке. Как это происходит?

• Калибровка выполняется путем сравнения показаний прибора с эталонным значением влажности
• Используются специальные калибровочные соли, создающие постоянную влажность
• При необходимости выполняется подстройка или корректировка показаний
• Поверка проводится в аккредитованных лабораториях
• По результатам поверки выдается свидетельство о пригодности прибора

Регулярная калибровка и поверка позволяют поддерживать заявленную точность измерений и соответствие гигрометра метрологическим требованиям.

Новые технологии в измерении влажности

Развитие технологий приводит к появлению новых методов измерения влажности:

• Оптические гигрометры на основе поглощения инфракрасного излучения
• Акустические гигрометры, использующие зависимость скорости звука от влажности
• Гигрометры на основе микровесов с кварцевым резонатором
• Волоконно-оптические датчики влажности
• Интеллектуальные системы с алгоритмами машинного обучения

Новые технологии позволяют повысить точность измерений, расширить диапазон применения гигрометров и интегрировать их в системы Интернета вещей. Это открывает новые возможности для контроля влажности в различных сферах.

Гигрометр. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Особенности

Гигрометр – точный измерительный прибор, предназначенный для определения уровня влажности в воздухе или других газах. Может использоваться как отдельное устройство, предназначенное для измерения влажности, или являться частью климатических приборов, к примеру, кондиционеров и т.д.

Прибор имеет широкую сферу применения. Данные об уровне влажности воздуха являются важными, так как позволяют поддерживать оптимальный микроклимат.

Это может быть необходимо в:

• Животноводстве.
• Медицине.
• Лабораторных исследованиях.
• Содержания хранилищ музеев и т.п.

С помощью гигрометра можно контролировать заданную влажность при производственном процессе. Ее контроль и поддержания на определенном уровне также важен для жилых помещений. Знание о влажности необходимы для корректировки микроклимата в помещениях, где содержатся животные. Также гигрометры применяются в теплицах.

Виды гигрометров

Для измерения влажности могут использоваться различные физические принципы.

В связи с этим существует несколько типов гигрометров, имеющих существенные технические отличия. Они бывают:

• Волосные.
• Пленочные.
• Весовые.
• Керамические.
• Конденсационные.
• Электронные.
• Психрометрические.

Это разные приборы, многие из которых дают приблизительный результат, а также имеют другие ограничения использования, вследствие чего не пользуются спросом.

Волосной

Является устаревшим и чаще всего встречается как музейный экспонат. Принцип его работы основан на физическом свойстве волоса менять длину в зависимости от уровня влажности. В конструкции гигрометра используется натянутый волос, одним концом связанный со стрелкой. В зависимости от того насколько оттянется волос, зависит угол наклона стрелки.

Приборы этого типа считаются устаревшими ввиду низкой точности, но ее достаточно для бытового применения. Однако они очень чувствительны к механическому воздействию. При сильной встряске или ударе волос может порваться, и устройство выйдет из строя. Отремонтировать его крайне сложно, так как эта функция не предусматривается. Используемый в системе обезжиренный человеческий волос позволяет определять влажность воздуха в пределах от 30% до 100%. Устройство может использоваться для расчета влажности в случае минусовой температуры.

Пленочный гигрометр

Схож по принципу работы с волосяным. Он оснащается органической пленкой. Та меняет свою длину в зависимости от влажности. С пленкой связан механизм шкалы. Такое устройство не боится механического воздействия в разумных пределах, чем превосходит волосяные гигрометры. Устройство может использоваться для определения влажности воздуха при отрицательной температуре.

Зачастую устройство предусматривает наличие механизма калибровки. Его можно отрегулировать, пользуясь данными полученными на более точных приборах, которыми являются психометрические или абсолютные гигрометры.

Весовые

Такие гигрометры очень точные. Это избыточно для домашнего применения, поэтому такими приборами больше пользуются в лабораториях, так как они являются абсолютными. Устройство представляет собой соединенные трубки. Внутри них находится вещество, способное быстро поглощать пар из воздуха. Трубки постоянно пребывают в закрытом состоянии.

Для измерения относительной влажности необходимо открыть доступ воздуха на определенное короткое время. В результате прохождения через трубки пар из воздуха останется в поглощающем веществе. Вследствие этого масса самого гигрометра увеличится. Определив текущий вес устройства после увлажнения, и сравнив его с первоначальными данными, можно рассчитать относительную влажность.

Для пользования этим устройством нужно проводить математические расчеты. Для подсчетов требуются данные о массе гигрометра до и после измерения, а также об объеме пропущенного через трубки воздуха. Таким образом, чтобы получить более-менее точные данные измерения, необходимы весы с минимальной погрешностью. Кроме этого на уровень точности может влиять фактор состаривания вещества в трубках. Со временем оно теряет свои первоначальные свойства, и поглощает влагу из воздуха хуже.

Керамические

Устройство также называют механическим. Принцип его работы основан на зависимости уровня увлажненности диэлектрика к его токопроводности. Гигрометр оснащается керамическим пористым чувствительным элементом. Он поглощает влагу с воздуха. Если влажность высокая, то он набирает много воды, а если низкая, то керамический кубик наоборот подсыхает.

Через керамический элемент пропускается электрический ток. Когда влажность высокая, и он более увлажнен, то электрическое сопротивление снижается. Стрелка прибора реагирует на сопротивление, от чего располагается под определенным углом на циферблате, тем самым указывает на относительную влажность.

Данные устройства не самые точные, но дают вполне приемлемый результат, что позволяет их применять в системах климат-контроля и т.д. Главное их достоинство в даче прямых показаний влажности в текущем времени. Не нужно ничего считать по формулам или пользоваться вычислительными таблицами. Также устройство не нуждается в активации процесса замера. Его стрелка указывает на уровень влажности постоянно.

Конденсационные

Гигрометр этого типа также дает весьма приблизительный результат. В основе принципа его действия лежит свойство конденсирования пара. Устройство оснащается небольшим зеркалом. Перед замером измеряется температура зеркала. После этого оно охлаждается по принципу эффекта Пельтье. Остывание зеркала вызывает конденсирование на нем влаги. Как только это происходит, замеряется температура зеркала уже в этот момент. Сравнивая данные температуры, с помощью таблицы можно определить уровень относительной влажности.

Чтобы данные получились максимально точными, нужно вовремя определить момент образования конденсата, и своевременно измерить температуру зеркала. Для этого в гигрометре предусматривается оптическое или электрическое устройство. Электрическое является более точным, так как исключает человеческий фактор.

Электронные

Является наиболее удобным и весьма точным. Гигрометр оснащается пластинкой с электроизоляционного материала. Сверху нее имеется покрытие из хлорида лития. Уровень электрической сопротивляемости хлорида лития меняется в зависимости от уровня влажности воздуха.

Основываясь на этих данных, устройство самостоятельно проводит все исчисления, выдавая на дисплее готовый результат. Прибор очень быстро реагирует на изменение относительной влажности воздуха. Обычно данные приборы дополнительно оснащаются термометром.

Нужно отметить, что электрические гигрометры имеют разный уровень погрешности, зависящий от окружающей температуры. Более сложные приборы имеют усовершенствованный вычислительный потенциал, что позволяет минимизировать погрешность.

Психрометрические

Данный гигрометр также называют психрометр. Он имеет очень простую конструкцию. В основе прибора применяется 2 термометра. Один является сухим, а второй влажным. Влажный отличается от сухого тем, что внизу его колба соприкасается с батистовой лентой. Край ленты окунается в сосуд с водой. Вследствие этого лента всегда мокрая. Она увлажняет колбу мокрого термометра. Вода на нем испаряется, тем самым охлаждает термометр. По этой причине он показывает более низкую температуру.

Для определения влажности нужно сравнить нормальную температуру, полученную на сухом термометре и сниженную, из мокрого. Для этого используется специальная таблица. Обычно ее печатают прямо на корпусе психрометра.

Для работы данного прибора нужно своевременно подливать воду в колбу, в которую окунается батистовая лента. Если вода испариться, то данные с термометров будут одинаковыми.

Критерии выбора гигрометра

Ключевыми моментами при выборе гигрометра являются его следующие параметры:

• Температурный диапазон проведения измерения.
• Диапазон определения влажности.
• Принцип действия.

Большинство гигрометров рассчитаны на использование только при положительной температуре. Если возникает необходимость работы при пониженных температурах, то используются мембранные и волосяные гигрометры. Кроме этого отдельные устройства могут применяться только в тепле. Так гигрометр ВИТ-2 может применяться в диапазоне температур +15…+40°С.

Также гигрометры разного устройства имеют разный диапазон определения относительной влажности. Большинство из них могут работать выдавать корректный результат замеров только в диапазоне 20-90%.

Важным критерием является принцип действия устройства. Одни приборы работают приблизительно, другие дают вполне точный результат. От принципа действия гигрометра зависит то, будет он показывается уровень относительной влажности непрерывно или только в момент проведения определенных манипуляций. Самыми удобными являются электронные и керамические гигрометры. Для работы с другими нужно делать расчеты, то есть придется потратить несколько минут, чтобы определить уровень влажности.

Похожие темы:

• Анализатор жидкости. Виды и применение. Работа и особенности
• Газоанализатор. Виды и работа. Применение и особенности
• Влагомер. Виды и работа. Применение и особенности конструкции
• Ареометр. Виды и устройство. Работа и применение. Отличия
• Барометр. Виды и работа. Применение и настройка. Особенности

Принцип работы гигрометра

Гигрометры — приборы, основной функцией которых является измерение влажности. Этот показатель влияет и на здоровье людей, и на работу многих приборов, и на свойства материалов, поэтому необходимость его контролировать может возникать в различных отраслях. За время использования гигрометра были разработаны различные принципы действия, получившие широкое распространение.

Виды гигрометров

Существует несколько методов измерения влажности. Абсолютная влажность характеризует, сколько весит водяной пар, который в настоящий момент содержится в кубическом метре атмосферы. Относительная влажность — характеристика, которая показывает, насколько количество влаги, содержащейся в воздухе в момент измерения, близко к максимуму, возможному для данной температуры. Она измеряется в процентах и часто именно с ее помощью описывают метеообстановку. Наконец, кроме абсолютной и относительной влажности, гигрометр может определять точку росы — температуру конденсации водяного пара, содержащегося в воздухе, на холодной поверхности.

Как правило, измерительное оборудование определяет один из трех перечисленных показателей. Однако существуют формулы, позволяющие с помощью вычислений получить остальные два. Поэтому, вне зависимости от того, что измеряет ваш гигрометр — точку росы, абсолютную или относительную влажность — вы сможете при необходимости рассчитать все три характеристики.

За время существования гигрометра было разработано несколько методик, позволяющих определить влажность воздуха. Они отличаются по точности получаемых данных и по сфере применения. В волосяных гигрометрах измерение выполняется за счёт того, что длина тонкого волоса меняется, реагируя на количество влаги, с которой он контактирует. Прибор имеет определенные ограничения — измерения проводятся лишь в пределах от 30 до 80%. Индикация влажности осуществляется посредством несложного механизма.

Изменение микроклимата воздействует на волос, сила натяжения которого усиливается или ослабляется. Он воздействует на шкив, к которому подсоединен. Шкив поворачивается и перемещает стрелку вдоль дугообразной шкалы. Поскольку действие такого гигрометра определяется исключительно законами механики, он не требует внешнего источника питания.

Для определения абсолютной влажности воздуха применяют весовой гигрометр. Он состоит из изогнутых в форме буквы U трубок, соединенных друг с другом и заполненных веществом с хорошей гигроскопичностью, то есть активно впитывающим влагу из воздуха. Через описанную систему трубок продувают фиксированное количество воздуха. Содержавшаяся в нём влага оседает на содержимом трубок, и их масса меняется. Разница между массой системы трубок до и после выполнения измерений позволяет рассчитать, сколько влаги присутствует в данном объеме.

В основе работы механического (керамического) гигрометра — изменение электрического сопротивления массы, содержащей керамические и металлические компоненты.

За основу берутся кремний, глина или каолин, к которым добавляются окислы металлов. В результате получается смесь, заметно меняющая сопротивление в ответ на изменение влажности. Гигрометры этого типа часто используются в быту.

Конденсационный гигрометр позволяет получить более точные данные, чем описанные выше механические приборы. Конструкция такого устройства включает в себя охлаждаемую поверхность, на которой конденсируется влага. Встроенный термометр фиксирует температуру, при которой произошла конденсация, а узкий пучок света, направленный на упомянутую поверхность, позволяет точно зафиксировать момент образования конденсата. На основании этих данных электроника рассчитывает относительную влажность и выводит ее на дисплей. Такой принцип действия позволяет свести погрешность к минимуму, выполняя измерения в пределах от 0 до 100%.

В электронных гигрометрах могут использоваться различные принципы действия, в том числе:

• измерение электропроводимости воздуха, которая зависит от содержащейся в нём влаги;
• определение точки росы оптоэлектронным методом;
• измерение электрического сопротивления солей или полимеров, меняющегося в зависимости от влажности;
• отслеживание изменения ёмкости металлоксидного или полимерного конденсатора.

Все эти методы позволяют получить более точные данные, чем при использовании механического гигрометра. Электронный гигрометр дает меньшую погрешность и особенно удобен, если необходима дальнейшая обработка собранных данных.

Психрометрический гигрометр используется для измерения относительной влажности воздуха за счёт сравнения показаний двух термометров, один из которых помещен во влажную среду. Поскольку влажный будет охлаждаться за счёт испарения жидкости, он покажет более низкую температуру, чем контрольный. При этом, чем меньше влаги в воздухе, тем сильнее показания термометров будут отличаться. Относительная влажность определяется по специальной таблице, а на ее основании при необходимости вычисляется абсолютная.

На основе этого принципа функционируют несколько разновидностей психрометров:

• Стационарный представляет собой простую конструкцию, смонтированную в метеорологической будке. На штативе укрепляются два термометра, один из которых контактирует с влажной тканью. Считывание показаний и вычисления производятся вручную.
• Дистанционный конструируется с использованием преобразователей температуры, таких как термисторы или термопары. Например, такой психрометр может состоять из двух манометрических термометров, один из которых увлажняется. Дистанционный психрометр может быть манометрическим или электрическим.
• Аспирационный состоит из двух термометров, смонтированных в защищенном корпусе и обдуваемых вентилятором-аспиратором. Такая конструкция позволяет получить наибольшую точность измерений.

Сфера применения гигрометров

Задачи, требующие контроля влажности, нередко возникают в различных отраслях промышленности. Современные производители выпускают гигрометры, рассчитанные на конкретную специфику применения, а значит, они наилучшим образом приспособлены для эксплуатации в той или иной сфере деятельности. Вот лишь несколько примеров ситуаций, которые можно решить с помощью этих измерительных приборов:

• Для длительного хранения сельскохозяйственной продукции, например, в овощехранилищах или зернохранилищах, необходимо соблюдать температурно-влажностный режим. Добиться этого можно, постоянно контролируя микроклимат с помощью гигрометра.
• Многие лекарственные препараты требуют особых условий хранения и могут потерять свои свойства, если находятся в условиях избыточной влажности.
• Гигрометр необходим и в библиотеке, поскольку книги, особенно старинные, во влажном микроклимате значительно быстрее приходят в негодность. Материалы, которым уже много лет, могут разрушиться от избытка влаги, а значит, контролировать влажность воздуха нужно, чтобы обеспечить оптимальный режим хранения.
• Необходимость проконтролировать влажность материалов часто возникает на стройке. Например, степень просушки древесины проверяется для определения, можно ли ее использовать как стройматериал, и если да, то каким образом. Также существуют специализированные гигрометры, предназначенные для определения влажности бетона.
• Проверка влажности материалов часто проводится и при производстве мебели, ведь изделие, изготовленное из слишком сырой или пересушенной древесины, произведено с нарушением технологии и, скорее всего, прослужит намного меньше.

Профессиональные гигрометры

Гигрометр позволяет измерить не только влажность атмосферного воздуха, но и долю влаги в газовых средах. Для этого используется профессиональные устройства для анализа температуры и влажности неагрессивных газовых сред. Результат измерений часто выражается в единицах точки росы. Они могут быть переносными или стационарными.

Портативные

Основная сфера применения портативных гигрометров — нефтегазовая и нефтехимическая промышленность. С помощью такого прибора определяют микровлажность газа в баллонах или трубопроводах. Они могут работать в широком температурном диапазоне и выводить влажность в различных единицах измерения. Компактность гигрометра позволяет без проблем проводить измерения в нужных точках.

Видеообзор портативного электронного гигрометра

//www.youtube.com/embed/UBD-9xT83bE

Стационарные

Стационарные гигрометры позволяют не только проводить измерения, но и контролировать технологические процессы. Конструкция прибора позволяет детектировать даже небольшой процент микровлажности. Система подогрева датчика делает измерения более точными, поскольку предотвращает воздействие на него осушающих агентов, которые могут содержаться в газовой смеси.

Сфера применения профессиональных гигрометров

Портативные и стационарные приборы для измерения влажности применяются, в первую очередь, в нефтегазовой и химической промышленности. Однако сфера их использования этим не ограничивается. Гигрометр может понадобиться всюду, где предполагается работа с неагрессивными газовыми смесями и нужно контролировать их состояние. Благодаря этому оборудование для измерения доли влаги в воздухе находит применение на атомных электростанциях, на производстве микроэлектроники, в энергетике. Также их применяют для контроля за процессом осушки природного газа.

Профессиональные гигрометры используются для решения широкого круга задач, связанных с организацией различных производственных процессов. В частности, они становятся незаменимыми, если нужно:

• обеспечить заданный уровень влажности в помещении, например, для хранения продукции в определенных условиях;
• оценить влажность в производственном помещении для целей охраны труда;
• обеспечить нормальное функционирование электротехнического оборудования различного назначения;
• обеспечить уровень влажности, нужный для реализации конкретного производственного процесса.

Как выбрать гигрометр

Чтобы выбрать подходящий гигрометр, определитесь, как его предстоит использовать. В быту отдают предпочтение недорогим механическим гигрометрам, тогда какна производстве эксплуатируются в основном электронные различных типов, ведь именно они дают наивысшую точность измерений.

Важно определиться, для чего прибор будет использоваться в первую очередь и насколько часто предстоит проводить измерения. Для использования в строительстве может понадобиться специализированный гигрометр для работы с определенной группой материалов, например, древесиной, а в других случаях подходящей окажется стандартная модель. Определите, что именно предстоит измерять, и оцените возможности различных гигрометров, представленных на рынке.

Значимым фактором являются и условия использования. Обратите внимание на то, в каком диапазоне температуры и влажности прибор будет давать корректные показания. В зависимости от особенностей производства может понадобиться гигрометр, функционирующий при крайне высоких или крайне низких температурах. Также следует учитывать погрешность изменений.

Имеет значение и то, как в дальнейшем будут обрабатываться полученные данные. В самом простом случае вам нужно просто однократно провести измерения, чтобы оценить влажность воздуха в помещении или микровлажность газовой смеси. Но стационарные гигрометры позволяют решать и более сложные задачи. С их помощью можно отслеживать изменение параметров, сигнализировать о достижении пороговых значений, а значит, более эффективно контролировать технологический процесс.

Не стоит забывать и об эргономических характеристиках прибора. Крупные цифры на дисплее должны быть контрастными и легко читаемыми. Возможно, вы предпочтете приобрести модель с подсветкой, чтобы без проблем считывать показания при любом уровне освещенности. Эргономика в особенности важна для переносных приборов: их корпус должен быть легким, таким, чтобы его было удобно держать в руке.

Конденсационный гигрометр

Существует достаточно большое количество разнообразных приборов, использование которых позволяет контролировать и при необходимости изменять микроклимат помещения. Одним из таких устройств является гигрометр – прибор, который выявляет относительную влажность воздуха окружающей среды.

Виды гигрометров

На данный момент существует несколько видов приборов:

• психрометрический. Имеет два термометра, разница показаний которых и позволяет рассчитать влажность воздуха;
• волосяной. В своей конструкции содержит обезжиренный человеческий волос, который имеет свойство выпрямляться или наоборот – завиваться – при изменении влажности воздуха;
• электронный. Наиболее часто выбирается потребителями ввиду простоты его использования – все данные сразу выводятся на цифровой дисплей;
• конденсационный. Отличается сравнительно большими габаритами, способен выдавать наиболее точные результаты.

Конденсационный гигрометр – точный прибор, который славится высокой точностью измерений. Его использование позволяет получать точные данные о микроклимате в помещении.

Принцип действия

Принцип действия конденсационного гигрометра на измерении количества конденсата, который скапливается на стеклянных поверхностях. Узкий луч света направляется на специальное охлаждаемое зеркало. Из-за воздействия света на нем начинают проявляться капли воды или кристаллы льда. Вмонтированный под зеркало электронный термометр замеряет показания, после чего преобразовывает их в значение относительной влажности воздуха.

Современные версии устройства оснащены дисплеем, на который выводятся полученные показания. Ввиду особого принципа действия прибора результат довольно точен, а погрешность – минимальна.

Как выбрать?

Чтобы пользование устройством было удобным и быстрым, его нужно правильно выбрать. Для каждого помещения существуют определенные нормы влажности воздуха. Исходя из этих данных, можно подобрать ту модель, которая сможет измерять влажность в этом диапазоне. Для спальни, детской и гостиной достаточен будет диапазон в 20-80%. Различные подсобные помещения (чердак, чулан), а также кухня требуют установки устройства, которое сможет измерить показания в пределах 10-90%. Если планируется установка его в бане, сауне или ванной комнате (во всех помещениях с повышенной влажностью), то нужно выбирать устройство с диапазоном измерения в 0-100%. Также при установке гигрометра в сауну или баню нужно обратить внимание на его максимальную рабочую температуру. Оптимальным показателем будет возможный нагрев до 120 градусов Цельсия.

При выборе представленного агрегата также нужно обратить внимание на его размер. Ввиду особого принципа действия габариты прибора заметно отличаются от габаритов аналогичных устройств. Если планируется установка агрегата в жилом помещении, лучше выбрать устройство, имеющее наименьшие размеры. Если это невозможно, необходимо выбрать правильное место размещения прибора, оградив его от механических воздействий.

Еще один немаловажный фактор выбора – наличие дополнительных функций. Некоторые устройства помимо измерения относительной влажности воздуха способны замерить его температуру. Также они могут выдавать наименьшие и наибольшие значения, полученные ими за все время измерений. Если эти функции не нужны, есть смысл выбрать более дешевый вариант, не переплачивая за дополнительные опции.

Преимущества и недостатки

Самым главным преимуществом конденсационного гигрометра является высокая точность измерений. Если электронная версия устройства допускает отклонение от настоящих показателей влажности в 5-10%, то конденсационный метод измерения дает наиболее точные результаты. К преимуществам представленного устройства также можно отнести высокую долговременную стабильность, долговечность и широкий диапазон измерений (0-100%).

К недостаткам можно отнести:

• высокую сложность настройки;
• сравнительную сложность измерения;
• достаточно большие габариты;
• влияние состава воздуха на точность измерений;
• длительный срок измерения на нижней границе диапазона;
• высокую сложность определения влажности на границе в 0 градусов Цельсия.

Высокую стоимость приборов также можно отнести к его минусам.

Как пользоваться гигрометром: пошаговая инструкция

Гигрометр представляет собой инструмент, используемый для измерения влажности в атмосфере, в помещениях или в другом замкнутом пространстве.

Как пользоваться гигрометром? Он обычно измеряют не саму влажность, а определяет косвенные изменения свойств вещества при поглощении влаги, на основании которых посредством расчетов определяется показатель влажности.

Современные электронные устройства используют температуру конденсации (точку росы). Обычным применением гигрометра является наблюдение за погодными условиями и получение информации для составления прогноза погоды. В сочетании с данными по температуре, барометрическому давлению и скорости ветра, влажность много говорит о предстоящей погоде. Например, низкое атмосферное давление, связанное с низкой температурой и высоким уровнем влажности, говорит о том, что скоро пойдет ливень. Человеку такие данные нужны, чтобы он мог комфортно организовать свои дела.

Гигрометр комнатный: виды и функции прибора

Психрометрический метод используется при изменении влажности воздуха в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий. Как пользоваться гигрометром психрометрическим? Прибор состоит из двух термометров. Конец одного из термометров, в психрометрическом корпусе справа, обматывается концом небольшой ткани – фитиль (медицинский бинт) в несколько слоев, а второй опускается в емкость с чистой водой. Стакан закрывается специальной крышкой, которая имеет отверстие для фитиля. У мокрого термометра начинается падать температура с поглощением тепла, точка равновесия между испарением и снижением температуры мокрого термометра наступает примерно через 30 мин.

Сухой термометр определяет температуру внутреннего воздуха в помещении, а мокрый — мокрого термометра. Психометрическим гигрометром как пользоваться, подробно описано в инструкции, которая прилагается в комплекте прибора. На панели размещены психрометрические таблицы для определения влажности воздуха. Снятие проводится сотрудником без задержек, так как долгое нахождение около прибора может изменить показатели и исказить результат измерения влажности. Для максимально точного результата прибор должен быть установлен так, чтобы глаза оператора располагались на уровне мениска термометров.

Наиболее распространенными психрометрами для помещений являются термометр-гигрометр ВИТ-1 и ВИТ-2. Конструктивно они очень похожи, но имеют существенные различия в области применения, так ВИТ-1 применяется, когда температур воздуха в помещении от 0°C до +25°C, а ВИТ-2 – от +15°C до +40°C.

Пример определения влажности воздуха психрометром:

• Температура сухого термометра: +23,0°C;
• мокрого: +20,5°C;
• разница температур: +2,5°C;
• по психрометрической таблице на панели определяем относительную влажность: 77%.

Такой показатель относительной влажности, является недопустимым, поскольку ГОСТом 30494-96 «Параметры микроклимата в помещении» установлены следующие нормы влажности:

• Зима/осень — 30-45%;
• весна/лето — 30-60%.

Способы понизить влажность в помещении:

1. Зимой. Проветрить квартиру. Лучше если есть возможность через приточную вентиляцию теплым воздухом.
2. Использовать осушитель воздуха.
3. Найти возможные утечки в сетях водоснабжения.
4. Использовать кондиционирование воздуха в режиме подогрева.
5. Включить кухонную вытяжку.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.


Что это такое, как оно работает, его виды и области применения

Вы, должно быть, сталкивались с повышенной или пониженной влажностью в вашей комнате, не так ли? Отсутствие оптимальной влажности в вашей комнате или вокруг нее неблагоприятно ни в каком смысле. Например, слишком много влаги заставит вас больше потеть, а слишком мало влаги сделает вашу кожу сухой. И то, и другое можно легко испытать в сезон дождей и зимой соответственно. Кроме того, недостаточная влажность воздуха является основной причиной затрудненного дыхания, если вы находитесь в каком-либо замкнутом пространстве.

Согласно эмпирическому правилу, средняя влажность 30-50% является обязательной с точки зрения вашего комфорта и здоровья. Это означает, что воздух может удерживать 30-50% максимального процента влаги, который он может содержать. Да, я знаю, что никто не может увидеть, сколько водяного пара присутствует в воздухе, но вы можете измерить его самостоятельно с помощью портативного устройства, называемого гигрометром. Если это звучит для вас интересно, эта статья наверняка вас удивит. Итак, читайте дальше.

Итак, что такое гигрометр?

Гигрометр — это портативный переносной метеорологический прибор, который измеряет количество водяного пара/влажности/влажности в воздухе, почве или любом замкнутом пространстве. Хотя сегодня на рынке можно увидеть различные модернизированные модели гигрометров, первый в мире дизайн был предложен Леонардо да Винчи в 1400-х годах. Ниже приведено его изображение и краткая идея, стоящая за ним.

Как видите, Леонардо да Винчи создал простую, но умную конструкцию, в которой два впитывающих и не впитывающих материала были закреплены вокруг датчика. Теперь, по мере увеличения влажности воздуха, за счет своей впитывающей способности абсорбирующий материал будет насыщаться влагой и становиться тяжелым. Эту разницу в весе абсорбирующего и неабсорбирующего материала затем использовали для определения относительной влажности воздуха.

Приведенная выше конструкция была простой и продуманной, но нуждалась в усовершенствовании для повышения точности, как это было предложено Горацием Бенедиктом де Соссюром, физиком и геологом из Швейцарии, в его конструкции гигрометра.

В этой модели гигрометра он подвешивает прядь волос на приборе с определенным натяжением. Теперь, когда уровень влажности в воздухе вокруг пряди волос будет меняться, она будет либо сжиматься, либо расширяться. При этом прядь волос будет перемещаться по градуированной шкале, определяя влажность воздуха.

С тех пор гигрометр подвергся нескольким исследованиям и последующим усовершенствованиям, результатом которых стал самый точный и простой в использовании гигрометр на сегодняшний день. Читайте дальше, чтобы узнать, как это работает.

Как работает гигрометр?

Существует несколько типов гигрометров (я вернусь к этому позже), из которых наиболее часто используются психрометры.

Психрометр использует два термометра:

● Сухой термометр, измеряющий температуру на воздухе.
● Влажный термометр, измеряющий температуру погружением в воду.

Разница температур этих двух термометров — это то, что вы принимаете за относительную влажность воздуха.

Поскольку сухой воздух поглощает больше влаги из воздуха, чем влажный, вы не обнаружите значительных изменений температуры во влажном термометре. И это основной принцип влажного термометра: чем меньше изменение температуры влажного термометра, тем более влажным будет воздух, и наоборот.

Благодаря достижениям сегодня у вас есть цифровые психрометры, которые могут выдавать результаты всего за 20-30 минут и, помимо влажности воздуха, также могут измерять температуру воздуха, температуру поверхности и точку росы.

Типы гигрометров

Существует несколько типов гигрометров с разными принципами работы, позволяющими измерять только одну вещь, т. е. влажность воздуха. Они обсуждаются ниже.

1. Электрические гигрометры

В электрических гигрометрах есть еще две категории:

● Емкостной гигрометр

В нем есть две металлические пластины с воздухом между ними. Поскольку влажность в этом воздухе меняется, меняется и емкость пластин для накопления статического электрического заряда. Это изменение помогает определить количество влаги, присутствующей в воздухе.

● Резистивный гигрометр

В нем есть две металлические пластины с воздухом между ними. Поскольку влажность в этом воздухе меняется, меняется и емкость пластин для накопления статического электрического заряда. Это изменение помогает определить количество влаги, присутствующей в воздухе.

Здесь присутствует керамический материал, подвергающийся воздействию воздуха. Поскольку водяной пар конденсируется внутри него, изменения уровня влажности приводят к изменению уровня сопротивления. Он измеряет уровень влажности воздуха.

2. Психрометры

Как было сказано выше, психрометр представляет собой особый тип гигрометра с двумя термометрами: влажным и сухим. Разница температур этих двух термометров и есть то, что вы принимаете за относительную влажность воздуха.

3. Гигрометры точки росы

Гигрометр точки росы — это самый точный гигрометр, с которым вы когда-либо сталкивались, и обычно используется, когда вам нужно определить и измерить даже минимальное количество влаги в газе, например, для хранения. целей. Из-за этого они немного дороже.

4. Гигрометры натяжения волос

Разработанный Горацием Бенедиктом де Соссюром гигрометр натяжения волос представляет собой прядь волос, подвешенную с определенным натяжением. Поскольку уровень влажности в воздухе будет меняться, прядь волос будет либо сжиматься, либо расширяться. При этом он будет перемещаться по градуированной шкале, чтобы определить влажность воздуха.

5. Металло-бумажные гигрометры

● Цифровые гигрометры

Цифровые гигрометры представляют собой улучшенную версию традиционных гигрометров с ЖК-экраном. Они более портативны и дают быстрые показания внутренней и наружной температуры, а также относительной влажности (RH) в цифровом виде. Существуют две модели цифровых гигрометров: HTC-1 и HTC-2. Между ними есть некоторые различия, например:

● HTC-2 отображает внутреннюю и внешнюю температуру отдельно, в то время как HTC-1 может отображать или не отображать одно и то же.
● Диапазон температур гигрометров HTC-1 обычно составляет от -10 до +50 градусов по Цельсию или от 14 до 122 градусов по Фаренгейту. В то время как диапазон температур гигрометров HTC-2 составляет от -10 до +70 градусов по Цельсию или от -58 до +158 градусов по Фаренгейту.
● Диапазон относительной влажности гигрометров HTC-1 составляет 10–90 %, а HTC-2 — 1–100 % (или 10–99 %).

Вот некоторые из распространенных типов гигрометров, к которым вы можете легко получить доступ.

Использование и применение гигрометров

Если вы думаете, что гигрометр можно использовать только для измерения влажности, вы НЕПРАВЫ!!

В то время как некоторые устройства предназначены только для измерения влажности, другие могут использоваться для широкого списка приложений, перечисленных ниже .

● Измерение влажности в помещении и на улице,
● Прогнозирование погоды,
● Для определения оптимальных условий для хранилищ и складов,
● Теплицы,
● В винных погребах и т. д.

Заключительные слова

Гигрометр не является новой концепцией, и он находится в стадии изучения и усовершенствования с 1400-х годов. Это простое, удобное в использовании и экономичное устройство, которое можно использовать в разных местах для определения уровня влажности. Это связано с тем, что влажность играет жизненно важную роль в таких условиях, как складские помещения, детская комната, кухня, офисы, комната для занятий йогой и т. д. При этом существуют также различные типы гигрометров, которые вы можете выбрать, которые имеют разные принципы работы, но та же цель измерения ВЛАЖНОСТИ! Так чего же ты ждешь? Закажи сейчас!

Как работают гигрометры | Измерение влажности

Как работают гигрометры | Измерение влажности — объясните это

Вы здесь: Домашняя страница > Инструменты, инструменты и измерения > Гигрометры

• Дом
• Алфавитный указатель
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 21 июня 2021 г.

Если вы когда-нибудь были в засушливой пустыне или в изнуряющей жаре тропического леса, вы наверняка это запомните. Что делает эти экстремальные условия настолько отличаются друг от друга, что их влажность : количество водяного пара в атмосфере. Пустыни, очевидно, содержат мало воды или вообще не содержат ее, а поход по тропическому лесу может чувствовать себя так же, как пройти через душ. Измерение влажности – это важной частью прогнозирования погоды, а также очень полезным для садовники с оранжереями и люди, которые держат сауны. Мы можем сделать это просто и эффективно с хитрыми инструментами под названием гигрометры . Давайте посмотрим, как они работают!

Фото: Традиционный дом погоды в стиле Шварцвальда построен вокруг очень простого гигрометра. Женщина (слева) и мужчина (справа) стоят на вращающемся поворотном столе, поддерживаемом скрученным волокном (оранжевый). Когда влажность высокая в сырую погоду, волосы распускаются, и поворотный стол вращается по часовой стрелке, поэтому мужчина выходит со своим зонтиком. Когда становится суше, волосы затягиваются, вертушка крутится в другую сторону, и женщина выходит на солнце!

Содержание

1. Что такое влажность
2. Как можно измерить изменения влажности?
3. Гигрометры с витыми волокнами
4. Психрометры
5. Электронные гигрометры
6. Приложения гигрометра
7. Гигрометры на метеостанциях
8. Узнать больше

Что такое влажность?

Фото: Измерять влажность можно смартфоном, но только если в него встроен датчик влажности (или подключенный к нему). Это ретро-приложение влажности для Android представляет собой скриншот из «Гигрометра» Борце Трайковски.

Влажность — это влажность окружающего нас воздуха. Это определенно то, что мы можем чувствовать, но мы не всегда можем это увидеть… так как же мы можем точно измерить это?

Прежде чем мы сможем понять, как что-то измерить, мы должны иметь представление о что мы измеряем и что наши измерения будут означать. Мы измеряем большинство вещей в научных единицах того или иного типа, таких как килограммы, метры или секунды; но влажность немного другая, и мы обычно измеряем его двумя совершенно разными способами.

Одно из возможных измерений называется удельной влажностью , которая представляет собой массу водяного пара, присутствующего в килограмме массы воздуха (включая воду), выраженное в таких единицах, как граммы на килограмм. Есть очень похожее измерение, называемое коэффициентом смешивания , которое представляет собой массу водяного пара в килограмме массы сухого воздуха, также записывается в таких единицах, как граммы на килограмм.

Гораздо более распространенное измерение называется относительной влажностью , т.е. количество водяного пара в воздухе по сравнению с максимальное количество, которое могло бы быть при этой температуре, записывается в процентах (без каких-либо единиц). В действительно влажный и сырой день относительная влажность, вероятно, будет 90–100 процентов; на сухой день, дует сухой ветер, и вероятность дождя практически отсутствует, скорее всего, 60–75 процентов. Когда мы говорим о «влажности» в процентах, мы имеем в виду относительную влажность.

Поскольку для большинства людей конкретная влажность практически не имеет значения, прогнозы погоды обычно указывают относительную влажность, а удобные для пользователя гигрометры откалиброваны (отмечены с измерениями на их циферблатах или дисплеях).

Рекламные ссылки

Как можно измерить изменения влажности?

Произведение искусства: На протяжении столетий люди изобретали все более изощренные способы измерения влажности. На этой иллюстрации показан набор термометров и гигрометров из Флоренции 17 века. Работа Лоренцо Магалотти (1637–1712) из ​​его классического Saggi di naturali Esperienze («Очерки естественных экспериментов») любезно предоставлена Библиотека Конгресса США.

Многие растения реагируют на изменение влажности. Сосновые шишки раскрывают свои колючки, когда она сухая (чтобы высвободить семена) и плотно закрыть их, когда мокро. Вот почему (как известно большинству детей) можно использовать упавший сосновая шишка, чтобы выяснить, насколько влажно снаружи. Сосновые шишки не самые точные гигрометры, однако не в последнюю очередь потому, что для них требуется довольно много времени открывать и закрывать, но вы все равно можете делать забавные и интересные домашние гигрометры с ними, и они проводят хорошие научные эксперименты (см. ссылки ниже).

Фото: Сосновая шишка — простой гигрометр. Он плотно закрывается, когда влажный (вверху), и открывается, когда сухой (внизу). Хотя вы можете построить небольшой домашний гигрометр из сосновой шишки, потребуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения влажности.

Гигрометры с витыми волокнами

Некоторые устройства для измерения влажности не намного сложнее сосновых шишек. В дом погоды, маленький мужчина и маленькая женщина стоят по двое дверные проемы закрытого деревянного ящика. Когда пойдет дождь, мужчина выходит из своей двери с зонтом; когда сухо, человек идет внутри, и вместо этого из двери выскакивает женщина. Внутри погоды дом, две фигуры установлены на поворотном столе и подвешены к кусок туго скрученных волос (или растительного волокна). Когда она сухая, волосы затягиваются и поворачивает проигрыватель в одну сторону. Во влажных условиях волосы ослабевают вместо этого поворотный стол вращается в другую сторону. Так же, как вы можете сделайте домашний гигрометр из сосновой шишки, чтобы вы могли сделать то же самое с прядью собственных волос или услужливого друга! (Опять же, вы найдете несколько ссылок ниже.)

Работа: Типичный гигрометр из скрученных волокон. До того, как электронные гигрометры стали популярными в 20 веке большинство недорогих гигрометров работали так, как этот, запатентованный Луи Ульманом из Нэшвилла, штат Теннесси, в 1859 году. У него есть коробка (открытая для воздуха, чтобы влага могла проникать и выходить) с кусочком скрученного растительного волокна (оранжевого цвета) внутри. Волокно соединено с стрелкой (красной), которая вращается вокруг циферблата, и при изменении влажности волокно либо натягивается, либо ослабляется, перемещая стрелку вверх или вниз по циферблату. Как поясняет Уллман в своем патенте, можно использовать различные растительные волокна, в том числе из Герань эродиум. Изображение из патента США № 25,457: Гигрометр предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.

Психрометры

Сосновые шишки и погодные домики дают довольно расплывчатое указание на влажность в лучшем случае. Как мы можем представить некоторые цифры относительно влажности и измерять точнее? Одним из способов является использование инструмента, называемого психрометр (также известный как термометр с влажным и сухим термометром). Он использует пару термометров, стоящих рядом. У одного есть лампочка открытые для воздуха; у другого есть лампочка, покрытая мокрой тканью. вода на ткани вызывает испарение и потерю тепла от лампочки, делает его показания ниже, чем на сухом термометре. количество испарения (и понижение температуры) зависит от того, сколько водяного пара уже находится в атмосфере. Измерение разница температур между двумя термометрами позволяет измерить относительную влажность.

Иллюстрация: типичный психрометр (влажно-сухой термометр) имеет два термометра. бок о бок. Один из них (слева) представляет собой сухой термометр и просто измеряет температуру окружающего воздуха. как любой обычный термометр. Другой термометр (справа) — это смоченный термометр: его колба погружена в бутылку или резервуар. жидкости (зеленый) у основания. Вы измеряете влажность, сравнивая показания двух термометров. С использованием скользящего указателя (синий), вы можете прочитать влажность на вращающейся диаграмме (желтый) в центре, который по сути, это справочная таблица, которая преобразует разницу температур в измерения влажности. Эта конкретная версия влажно-сухого гигрометра была изобретена в 1930-х годов Джона Леонарда Шварца из Филадельфии, а рисунок взят из его патента США № 1 933 283: гигрометр, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.

Электронные гигрометры

Фото: Электронный гигрометр Холмса имеет хорошо читаемый циферблат. Доступно множество других брендов, включая Honeywell и GE Panametrics. Фото предоставлено Беном Уинслоу, опубликовано на Flickr в 2008 г. по лицензии Creative Commons.

Фото Керамическая чувствительная мембрана электронного гигрометра. Фото предоставлено Исследовательский центр НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

В век, когда практически все измеряется для нас, мгновенно и в электронном виде последнее, что многие из нас хотят делать, это играть на скрипке о с термометрами и мокрыми тряпками. Тогда слава небесам за электронные гигрометры. Как правило, они измеряют емкость или сопротивления пробы воздуха и исходя из этого рассчитайте влажность. В емкостном гигрометре есть две металлические пластины, внутри которых находится воздух. между ними. Чем больше воды в воздухе, тем больше она влияет емкость пластин (способность накапливать статический электрический заряд). Измеряя, сколько заряда может быть сохранено, можно измерить влажность быстро и точно. В резистивном датчике электричество проходит через кусок керамического материала, находящегося под воздуха. Чем выше влажность, тем больше водяного пара конденсируется внутри керамики, изменяя свое сопротивление. Измерение силы тока течет через керамику, дает точное измерение влажность.

Приложения гигрометра

В наши дни вы даже можете получить приложения гигрометра для мобильных телефонов; вам понадобиться смартфон со встроенным датчиком влажности или автономный датчик, к которому вы можете подключиться с помощью USB-кабеля или Bluetooth (беспроводного) соединения, чтобы заставить их работать. Несколько приложений гигрометра также работают более косвенно, определяя ваше местоположение (из «служб определения местоположения» или спутникового GPS-приемника телефона) и отправляя запрос на сервер локальной метеостанции, который отправляет обратно измерение влажности для отображения на вашем телефоне. Теперь это грубое измерение влажности по погоде. станции, которая может находиться за много километров или миль от вашего дома. Это даст вам приблизительное представление общей влажности (если это сухой или дождливый день), но не точной местной влажности прямо там, где вы находитесь.

Гигрометры на метеостанциях

Фото: Основные части переносной военной метеостанции. Этот может отправлять свои показания автоматически с помощью передатчика на солнечной энергии. Фото Maynelinne De La Cruz предоставлено ВВС США.

Типичная электронная метеостанция содержит термометр (измеряет температуру), барометр (измеряет максимальное и минимальное давление воздуха), датчик осадков (дождей), анемометр, и наш старый друг, гигрометр!

Современные электронные метеостанции обычно имеют ЖК-дисплей, который автоматически показывает все измерения и мгновенно обновляет их, избавляя от необходимости читать инструменты один за другим. С использованием измерений микрочип внутри тоже вычислит и отобразит что-то под названием тенденция (приблизительный прогноз погоды на следующий день, суммируется простой картинкой, такой как солнце (хороший день), отчасти затененное солнце (пасмурный день) или дождевая туча (влажный день). Электронные станции также обычно имеют память, поэтому они могут записывать сотни отдельных измерения, охватывающие последние несколько месяцев. Некоторые станции могут быть подключен к компьютеру с помощью USB-кабеля, чтобы вы могли загружать свои данные и рисовать правильную погоду и климатические карты.

Фото: Эта традиционная метеостанция оснащена гигрометром и другим оборудованием для прогнозирования погоды. Белая коробка с жалюзи, называемая экраном Стивенсона, защищает инструменты от прямого солнечного тепла, но позволяет воздуху циркулировать внутри, что обеспечивает более надежные измерения.

Изобретение собственной метеостанции

Достаточно легко собрать вместе несколько основных приборов для измерения погоды — термометр, гигрометр, осадкомер и т. д. — чтобы делать свои собственные местные записи и прогнозы, но как насчет этого? автоматически? Есть ли альтернатива покупке готовой электронной метеостанции? Конечно! Благодаря широкой доступности электронных микроконтроллеров, таких как Ардуино (и Raspberry Pi настроен на работу аналогичным образом) это относительно легко превратить ваш компьютер в самодельную метеостанцию, которая может получать данные с электронных датчиков и составлять прогнозы погоды и климатические карты. Я добавил несколько ссылок на Arduino-типа проекты метеостанций в нижней части дальнейшего чтения ниже.

Теперь построить собственную метеостанцию ​​— это круто и современно, но как насчет того, чтобы пытались сделать это полвека назад, до того, как компьютеры и микроэлектроника произвели революцию в мире. Невозможно? Не тут-то было! Пролистайте зарегистрированные патенты в US Patent and Trademark. Office, и вы обнаружите, что многие люди пытались создать механические, электрические и электронные приборы, которые могут автоматически записывать данные с метеостанций.

В 1942 году Гарри Даймонд и Уилбур Хинман-младший из Национального бюро стандартов США (NBS) построили замечательное автоматическое оборудование для записи погоды, которое вы можете увидеть здесь. Используя хитрую смесь механических устройства (рычаги, шестерни и часовой механизм), простые электрические схемы и радиопередатчик, он собирал данные о давлении, температуре, влажности, направлении ветра, скорости ветра и осадках и автоматически передавал их в приемный пункт с помощью кодированных радиосигналов. Ешь свое сердце, Ардуино!

Рисунок: Как работала автоматическая метеостанция Даймонда и Хинмана: во-первых, они разработали общий механизм (1, зеленый), который мог преобразовывать движения, вызванные различными видами механических датчиков, в движения переменного резистора, другими словами, вращать механические движения. в измеряемые электрические токи. Затем они изготовили простые механические датчики погоды, которые по-разному приводили в действие этот механизм. Здесь показаны три из них. 2 — барометр-анероид, в котором расширяющаяся и сжимающаяся ячейка-анероид перемещает рычаг вверх и вниз при изменении давления; 3 — датчик влажности, который измеряет влажность по натяжению тех проводов, которые предположительно натягиваются или ослабевают в зависимости от того, насколько влажным или сухим является воздух; 4 — дождемер, в котором ведро движется вниз и вращает колеса по мере заполнения дождем. Наконец, они разработали способ преобразования измерений сопротивления в коды, которые можно было бы передавать с помощью радиосигналов. Подробнее об этом читайте в патенте США 2 287 786: Автоматическая метеостанция Гарри Даймонда и Уилбура Хинмана-младшего, правопреемников правительства США, запатентованного 30 июня 19 года.42. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США с незначительным редактированием и раскрашиванием оригинала для повышения четкости.

Узнайте больше

На этом сайте

• Осушители
• Твердые вещества, жидкости и газы
• Вода

Книги – для читателей старшего возраста

• Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду К. Дональд Аренс, Роберт Хенсон. Cengage, 2021. Содержательный, четко написанный учебник.
• Haynes Meetorology Manual: практическое руководство по погоде от Storm Dunlop. Haynes, 2014. Удобочитаемое введение, изложенное в доступном стиле Haynes.
• Погода для чайников, Джон Д. Кокс. John Wiley & Sons, 2011. Простое руководство, написанное в строгом формате манекенов, включая облака, штормы, местную и глобальную погоду, а также необычную погоду, такую ​​как ураганы.
• Грубый путеводитель по погоде Роберта Хенсона. Penguin/Rough Guides, 2007. Очень четко написанное, хорошо иллюстрированное руководство. Все, что вам нужно знать, объясняется просто!
• Погода имеет значение Бернар Мерген. University Press of Kansas, 2008. Почему мы так заботимся о погоде? Как это повлияло на нашу историю?

Книги – для младших читателей

• Everything Weather Кэти Фурганг. National Geographic Kids, 2018: увлекательный, красочный 64-страничный обзор с фотографиями и заданиями (для детей от 8 до 10 лет)
• Очевидец: Погода Брайана Косгроува. Dorling Kindersley Children’s, 2016: простое иллюстрированное введение на 72 страницах. (Возраст 9–12.)
• Погода от Майкла Аллаби. Dorling Kindersley Children’s, 2001: ясное и простое введение в работу нашей погоды. (Возраст 9–12 лет.)
• Справочник по погоде для учителей Тома Конвикки. Libraries Unlimited, 1999. В нем содержится несколько хороших и простых занятий по погоде для детей, в том числе сведения о том, как построить несколько различных типов гигрометров (в главе 6).

Веб-сайты

Общие сайты

• Национальная служба погоды NOAA: официальный справочник по погоде и климату США.
• Метеобюро: Обучение: официальная метеорологическая служба Великобритании.
• The Weather Doctor: большая коллекция статей о погоде от покойного (доктора) Кейта С. Хейдорна.

Как сделать гигрометр

• Счастливый ученый: погода из сосновой шишки: Роберт Крампф объясняет, как сделать немного более точную форму гигрометра из сосновой шишки, прикрепив к конусу булавку, которая будет усиливать его движения и служить указателем по шкале.
• Сделать гигрометр из прядей волос: подробные инструкции с отличного сайта Science Buddies.

Сборка собственной метеостанции на базе Arduino

• Практичный Arduino: приемник метеостанции: простой проект от авторов книги «Практический Arduino» для мониторинга данных с метеостанции.
• Погодная станция / термостат Arduino от sspence, Instructables. Монитор погоды Arduino на солнечных батареях и контроллер кондиционирования воздуха.
• Установка метеостанции USB на Raspberry Pi от Питера Маунта. Для поклонников Пи есть альтернативный проект.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.