Измерение влажности воздуха вывод. Измерение влажности воздуха: методы, приборы и расчеты — полное руководство

Как измерить влажность воздуха в помещении и на улице. Какие существуют приборы для измерения влажности. Как рассчитать абсолютную и относительную влажность воздуха. Почему важно контролировать уровень влажности.

Что такое влажность воздуха и почему ее важно измерять

Влажность воздуха — это содержание водяного пара в воздухе. Измерение влажности играет важную роль во многих сферах:

• В метеорологии — для прогнозирования погоды
• В промышленности — для контроля условий производства
• В сельском хозяйстве — для создания оптимального микроклимата
• В быту — для поддержания комфортных условий в помещениях

Слишком низкая или высокая влажность может негативно сказываться на здоровье людей и сохранности предметов. Поэтому важно уметь правильно измерять и регулировать этот параметр.

Основные понятия и единицы измерения влажности

Для количественной оценки влажности воздуха используются следующие показатели:

Абсолютная влажность

Абсолютная влажность — это масса водяного пара в единице объема воздуха, выражается в г/м³. Она показывает, сколько граммов воды содержится в 1 кубическом метре воздуха.

Относительная влажность

Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности к максимально возможной при данной температуре, выражается в процентах. Показывает степень насыщенности воздуха водяным паром.

Точка росы

Точка росы — это температура, при которой водяной пар в воздухе достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться. Чем выше влажность, тем ближе точка росы к температуре воздуха.

Методы измерения влажности воздуха

Существует несколько основных методов определения влажности воздуха:

Психрометрический метод

Психрометрический метод основан на разнице показаний сухого и смоченного термометров. Чем суше воздух, тем быстрее испаряется вода с влажного термометра и тем больше разница показаний.

Конденсационный метод

При конденсационном методе охлаждают зеркальце до появления конденсата. Температура появления конденсата и есть точка росы, по которой определяют влажность.

Сорбционный метод

Сорбционный метод основан на изменении электрического сопротивления или емкости гигроскопичных материалов при поглощении влаги из воздуха.

Приборы для измерения влажности воздуха

Для измерения влажности воздуха применяются следующие приборы:

Психрометр

Психрометр состоит из двух термометров — сухого и влажного. По разнице их показаний определяют влажность с помощью психрометрических таблиц или номограмм.

Гигрометр

Гигрометр измеряет относительную влажность с помощью чувствительного элемента, реагирующего на содержание влаги в воздухе (волос, полимерная пленка и др.).

Гигрограф

Гигрограф — это самописец, который непрерывно регистрирует изменения относительной влажности воздуха на бумажной ленте.

Электронные измерители влажности

Современные цифровые приборы позволяют быстро и точно измерять влажность воздуха, а также температуру, точку росы и другие параметры.

Как измерить влажность воздуха в домашних условиях

Измерить влажность воздуха в домашних условиях можно несколькими способами:

1. С помощью бытового гигрометра или метеостанции
2. Используя психрометр, состоящий из двух бытовых термометров
3. По точке росы с помощью зеркала или металлической поверхности
4. С помощью подручных средств (шишка, волос, соль)

Рассмотрим подробнее измерение влажности психрометрическим методом.

Измерение влажности психрометрическим методом

Для измерения влажности психрометрическим методом потребуется:

• Два термометра
• Кусочек ткани
• Емкость с водой
• Психрометрическая таблица

Порядок измерения:

1. Измерьте температуру воздуха сухим термометром (t
   c)
2. Оберните второй термометр влажной тканью
3. Через 5-10 минут снимите показания влажного термометра (t_в)
4. Вычислите разность показаний термометров Δt = t_c — t_в
5. По психрометрической таблице определите относительную влажность

Расчет абсолютной и относительной влажности

Абсолютную влажность воздуха можно рассчитать по формуле:

ρ = 217 * e / (T + 273)

где ρ — абсолютная влажность (г/м³), e — парциальное давление водяного пара (гПа), T — температура воздуха (°C).

Относительную влажность рассчитывают по формуле:

φ = (e / E) * 100%

где φ — относительная влажность (%), e — парциальное давление водяного пара, E — давление насыщенного пара при данной температуре.

Нормы влажности для различных помещений

Оптимальная относительная влажность воздуха для различных помещений:

• Жилые комнаты: 40-60%
• Спальня: 40-50%
• Кухня: 50-60%
• Ванная: 50-70%
• Офисы: 40-60%
• Больницы: 40-60%
• Музеи: 45-55%

При более низкой влажности воздух становится сухим, а при более высокой — душным.

Влияние влажности на здоровье и комфорт человека

Уровень влажности воздуха оказывает существенное влияние на самочувствие человека:

• Низкая влажность (менее 30%) вызывает сухость кожи и слизистых, способствует распространению вирусов
• Высокая влажность (более 70%) затрудняет терморегуляцию, создает ощущение духоты
• Оптимальная влажность (40-60%) обеспечивает комфортное самочувствие и нормальное функционирование организма

Поэтому важно поддерживать влажность воздуха в помещениях на оптимальном уровне.

Способы регулирования влажности воздуха

Для поддержания оптимального уровня влажности в помещениях можно использовать следующие способы:

• Проветривание помещений
• Использование увлажнителей воздуха
• Применение осушителей воздуха
• Установка кондиционеров с функцией контроля влажности
• Размещение комнатных растений
• Использование гигроскопичных материалов

Выбор способа зависит от конкретных условий и потребностей.

Заключение

Измерение и контроль влажности воздуха играют важную роль в создании комфортных и здоровых условий жизни и работы. Освоив методы измерения влажности и зная нормы для различных помещений, вы сможете поддерживать оптимальный микроклимат в своем доме или офисе.

Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха (отчет)

Лабораторная работа

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..

Оборудование: 1. Психрометр.

 

Выполнение работы.

Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.

Подготовили таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта	tсухого, 0С	tвлажного, 0С	Δt, 0С	φ, %
1	24	21	3	77

Рассмотрели устройство психрометра.

Показания сухого термометра t_сухого =24⁰С.

Показания влажного термометра t_{влажного} =21⁰С.

Разность показаний термометров:

Δt = t_сухого — t_{влажного}

Δt = 24⁰С — 21⁰С=3⁰С

По психрометрической таблице определяем влажность воздуха φ:

Психрометрическая таблица.

tсухого,0С	Разность показаний сухого и влажного термометров
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	45	40	34	29

φ=77%

Вывод: в ходе лабораторной работы определили относительную влажность воздуха в кабинете, она равна 77%. Это повышенная влажность воздуха.

Ответы на контрольные вопросы.

1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?

При продувании воздуха через эфир, он быстро испаряется и охлаждает стенки камеры гигрометра. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности камеры,тоже охлаждается. При определенной температуре водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным и начинает конденсироваться. На отполированной поверхности камеры гигрометра появляются капельки воды.

2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?

Резервуар «влажного» термометра обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается.

3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?

Да.  В ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров могут оказаться одинаковыми при влажности 100%, т.к. в этом случае испарения с марли «влажного» термометра происходить не будет и он не будет охлаждаться.

4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?

Наибольшая разность показаний термометров будет при сухом воздухе (когда влажность воздуха близка к 0%)

5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?

Температура «влажного» термометра никогда не может оказаться выше температуры «сухого» термометра, т.к. с марли на резервуаре «влажного» термометра испаряется вода и при её испарении он охлаждается

6. «Сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?

Если «сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру, то влажность воздуха 100%

7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

Предельное значение относительной влажности воздуха 100%

 

Лабораторная работа №3. 8 класс. Измерение влажности воздуха

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа №3. 8 класс. Измерение влажности воздуха»

Лабораторная работа №3

Измерение влажности воздуха

Цель работы: овладеть практическим приемом определения относительной влажности воздуха с использованием психрометра, термометра и психрометрической таблицы.

Приборы и материалы: психрометр (один на класс), термометр, ткань, стакан с водой, психрометрическая таблица.

Указание к работе.

Запомните:

Инструкция по технике безопасности при выполнении лабораторной работы. 
Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя. 
Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя. 
При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность. Особое внимание обратите на ТБ при работе с термометром.

1. Определите цену деления термометра

2. Определите температуру сухого термометра t_сухого

3. Оберните резервуар термометра кусочком увлажненной марли или ваты и держите некоторое время «влажный» термометр в воз­духе. Как только пониже­ние температуры прекратится, снимите показания термометра t_вл.

4. Найдите разницу показаний сухого и влажного термометров ∆t= t_сухого— t_вл.

5. Используя психрометрическую таблицу, определите влажность воздуха φ и сравните их с показаниями психрометра, который находится в этом же классе.

1. Результаты измерений занесите в таблицу.

Температура сухого термометра, tс, 0С	Температура влажного термометра, tвл, 0С	Разность показаний сухого и влажного термометров, t с-tвл, 0С	Относительная влажность,  φ, %

1. Сделайте вывод, сравнив все полученные на уроке значения влажности воздуха.

Контрольные вопросы:

1. Что называется влажностью воздуха?

2. С помощью каких приборов можно измерить влажность воздуха?

3. Почему температура «влажного» термометра ниже, чем «сухого»?

4. Чем опасен для здоровья человека слишком сухой или влажный воздух?

Дополнительное задание:

Обучаемые объединяются в четыре группы.

І группа измеряет влажность на улице.

ІІ группа измеряет влажность в столовой.

ІІІ группа измеряет влажность в холле.

ІV группа измеряет влажность в спортзале.

1. Вы измерили влажность воздуха в различных помещениях школы и на улице. Какие результаты у вас получились?

2. Почему влажность воздуха в разных помещениях различна?

3. Сделайте вывод, сравнив все полученные на уроке значения влажности воздуха.

Дома:

Есть достаточно простой способ определения влажности воздуха без приборов.
Наберите в стопку холодной воды из под крана.

Поставьте её в холодильник на несколько часов, так чтобы вода успела остыть до температуры 3 — 5 ºС (средняя температура для холодильной камеры). В комнате, в которой вы хотите узнать влажность воздуха, поместите стопку с водой вдали от отопительных приборов и понаблюдайте за поверхностью стекла в течение пяти минут.

Если поверхность стенок стопки сначала запотела, а через пять минут уже была сухой, то в данном помещении воздух сухой.

Если через пять минут стенки так и остались запотевшими – это средняя влажность.

Если по истечении пяти минут на поверхности стекла образовались ручейки воды – это свидетельствует о высокой влажности в помещении.

Лабораторная раблта №3 8 класс «Измерение влажности воздуха»

Ход выполнения работы

1.Измерьте показания сухого термометра t₁, ºC и показания влажного термометра t₂, ºC психрометра.

2.Найти разность показаний термометров t₁ – t₂, ºC

3.По таблице определите влажность воздуха.(если нет психрометра, то влажность воздуха определяем следующим образом)

4.Измерьте температуру t₁ воздуха в классе.

5.Оберните резервуар термометра сухой марлей так, чтобы кончик ткани свободной свисал вниз, и закрепите её.

6. Держа термометр за его верхний край, опустите свободную часть ткани в воду. Вода должна смочить ткань.

7.Наблюдая за показаниями термометра, запишите самое низкое значение температуры t₂

1. Результаты измерений занесите в таблицу.

   t₁, ºC

   t₂, ºC

   Δt =t₁ – t₂, ºC

2. С помощью психометрической таблицы определите влажность воздуха в классе. Сделайте вывод:___________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________.

II способ

1.Ознакомьтесь с устройством гигрометра.

2.Налейте в камеру гигрометра (наполовину) эфира или спирта, вставьте в неё термометр.

3.Продувайте воздух через эфир и внимательно следите за полированной поверхностью стенки камеры. Сравнивая её с поверхностью кольца.

4.В момент появления росы заметьте показания термометра, прекратите продувание воздуха и продолжайте наблюдение.

5.Заметить показания термометра в момент полного исчезновения росы и определите среднее значение точки росы.

6.По таблице плотности насыщенных водяных паров от температуры найдите и и по формуле 100% вычислите влажность воздуха.

7. Таблица результатов измерений и вычислений:

Температура воздуха в классе t, ºC

Температура появления росы t₁, ºC

Температура исчезновения росы t₂, ºC

Температура росы t_р, ºC

, г/м³

, г/м³

%

Температура росы tр, ºC вычислите по формуле t_p=

8. Вычисления: ________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1.Когда разность показаний термометров психрометра больше: когда воздух в комнате более сухой или более влажный?

2.Зачем через гигрометр продувает воздух?

3.Почему в гигрометре для охлаждения применяется эфир или спирт?

Ответы на контрольные вопросы.

1._________________________________________________

2.__________________________________________________

3._________________________________________________

4.Определите по рисункам 1 и 2 относительную влажность воздуха, а по рисунке 3 температура росы

Ответ по рисунку 1: tв=16 ºС, tc = 22 ºС, Δt =6 ºС, φ =54%

Психрометрическая таблица

Показания сухого термометра, t₁,ºC

Разность показаний сухого и влажного термометров, ºС

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Влажность воздуха, %

0

100

81

63

45

28

11

—

—

—

—

—

2

100

84

68

51

35

20

—

—

—

—

—

4

100

85

70

56

42

28

14

—

—

—

—

6

100

86

73

60

47

35

23

10

—

—

—

8

100

87

75

63

51

40

28

18

7

—

—

10

100

88

76

65

54

44

34

24

14

5

—

12

100

89

78

68

57

48

38

29

20

11

—

14

100

89

79

70

60

51

42

34

25

17

9

16

100

90

81

71

62

54

45

37

30

22

15

18

100

91

82

73

65

56

49

41

34

27

20

20

100

91

83

74

66

59

51

44

37

30

24

22

100

92

83

76

68

61

54

47

40

34

28

24

100

92

84

77

69

62

56

49

43

37

31

26

100

92

85

78

71

64

58

51

46

40

34

Рефлексия

Литература

1. Физика 8 класс Перышкин В. А. 2015 г

2. М.А.Ушаков (раздаточный материал) 1986 г

3. Сборник задач по физике А.П.Рымкевич 2013г

4. Поурочные разработки по физике 8 класс Н.С. Шлык 2017г

Лабораторная работа № 3 Определение влажности воздуха

Цель и задача работы: освоить метод измерения влажности воздуха, измерить абсолютную и относительную влажность воздуха в лаборатории.

1 Общие сведения

Для количественной оценки влажности воздуха используют абсолютную и относительную влажность. Абсолютной влажностью воздуха ρ_а называется масса водяных паров, содержащихся в 1м³ воздуха при данных условиях. Значение ρ_а оценивается по плотности водяного пара в воздухе. Обычно на практике ее выражают в г/м³:

.

Абсолютная влажность оценивается также по давлению (упругости) водяного пара Р_а, выраженному в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.): 1 мм. рт. ст. = 133 Па.

Связь между давлением и плотностью следует из уравнения Менделеева – Клапейрона:

.

При комнатных температурах численные значения давления водяного пара в мм. рт. ст. примерно равны значениям плотности в г/м³ (приложение Б).

Для характеристики степени влажности водяного пара недостаточно знать его абсолютную влажность, т.е. его плотность, так как воздух, имеющий одну и ту же абсолютную влажность _а, при высокой температуре будет сухим, а при низкой — сырым. Например, в летний полдень воздух на морском побережье является сухим, так как температура его высока, а ночью он становится сырым, так как его температура упала, хотя количество водяного пара в 1 м³ воздуха, т. е. его абсолютная влажность не изменилась.

Поэтому для более ясного представления о степени влажности воздуха вводят понятие относительной влажности В. Относительной влажностью воздуха В называется отношение абсолютной влажности к тому количеству водяного пара, которое необходимо для насыщения 1 м³ воздуха при данной температуре, выраженное в %.

Относительную влажность аналогично абсолютной можно определить и по давлению паров. Она измеряется числом, показывающим, сколько процентов составляет давление водяных паров, находящихся в воздухе р_а от давления насыщающих водяных паров р_н при такой же температуре:

или . (1)

Таким образом, относительная влажность зависит не только от абсолютной влажности, но и от температуры воздуха. При вычислении относительной влажности необходимо пользоваться таблицами и значениями ρ_н или р_н (приложение Б).

2 Описание установки и вывод расчетной формулы

Для выполнения лабораторной работы используется гигрометр психрометрический типа ВИТ. Он состоит из двух одинаковых термометров (рисунок 1). Метод измерения относительной влажности на нем основан на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разностью – разностью показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Сняв показания термометров и введя поправки в их показания, определяют разность показаний термометров. Затем по показанию «сухого» и «увлажненного» термометров определяют относительную влажность воздуха по психрометрической таблице (пример определения относительной влажности приведен в приложении В). Если при р = const снижается температура воздуха, относительная влажность увеличивается. Для данного значения абсолютной влажности существует такая температура, ниже которой часть паров воды будет конденсироваться. В атмосфере при этом образуется туман или выпадает роса. Температура, при которой воздух в процессе своего охлаждения становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы. Отметим, что при известной точке росы абсолютную влажность воздуха ρ_а можно найти по приложению Б, так как она равна плотности насыщающего пара ρ_н при точке росы. Определив затем по этой таблице ρ_н для данной температуры воздуха, можно по формуле (1) вычислить относительную влажность В.

Рисунок 1 Гигрометр психрометрический типа ВИТ

При отсутствии центров конденсации пар может стать пересыщенным. Поэтому чистый воздух может охладиться ниже точки росы, а находящийся в нем пар конденсироваться не будет.

Выясним, как изменение температуры воздуха может отражаться на его влажности.

Пусть абсолютная влажность воздуха ρ_а= 0,0094 кг/м³ при 22ºС. Так как при 22ºС плотность насыщающего водяного пара ρ_н=0,01914 кг/м³, то относительная влажность В составляет около 50%.

Допустим теперь, что температура воздуха упадет до 10ºС, а плотность останется прежней. Тогда относительная влажность воздуха будет 100%, т.е. воздух окажется насыщенным водяными парами. Если же температура понизится до 6ºС (например, ночью), то из каждого кубического метра воздуха сконденсируется 0,01914-0,0073=0,01184 (кг) водяного пара (выпадет роса).

Лабораторная работа Измерение влажности воздуха

Лабораторная работа

Измерение влажности воздуха

Цель: измерить относительную влажность воздуха при помощи термометра.

Оборудование: термометр лабораторный (до 1000С), кусочек марли или ваты, сосуд с

водой комнатной температуры, психрометрическая таблица.

Теоретическая часть

В работе измеряют относительную и абсолютную влажность воздуха с помощью психрометра. Психрометр Августа состоит их двух термометров, конец одного из них обернут полоской влажной ткани. Сухой термометр показывает температуру воздуха t_сух. За счет испарения воды с ткани второй термометр охлаждается. При этом, чем меньше водяных паров в воздухе (низкая влажность), тем интенсивнее испарение, а значит, ниже температура влажного термометра. Используя психрометрическую таблицу можно по значения температур t_сух и t_вл определить относительную влажность φ

По определению

φ = ·100%

Порядок выполнения работы:

1. Измерьте температуру воздуха в кабинете: t_сух

2. Смочите кусочек марли или ваты в стакане с водой и оберните им резервуар

термометра. Подержите влажный термометр некоторое время в воздухе. Как

только понижение температуры прекратится, запишите его показания: t_вл

3. Найдите разность температур «сухого» и «влажного» термометров и с помощью

психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в

кабинете.

4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

tсух, ⁰C

tвл, ⁰C

Δt, ⁰C

φ, %

1. Почему температура «влажного» термометра ниже, чем «сухого»?

2. В каком случае температура «влажного» термометра будет равна температуре «сухого»?

Психрометрическая таблица.

Показания сухого термометра,⁰С

Разность показаний сухого и влажного термометров,⁰С

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Относительная влажность , %

0

100

81

63

45

28

11

—

—

—

—

—

2

100

84

68

51

35

20

—

—

—

—

—

4

100

85

70

56

42

28

14

—

—

—

—

6

100

86

73

60

47

35

23

10

—

—

—

8

100

87

75

63

51

40

28

18

7

—

—

10

100

88

76

65

54

44

34

24

14

5

—

12

100

89

78

68

57

48

38

29

20

11

—

14

100

89

79

70

60

51

42

34

25

17

9

16

100

90

81

71

62

54

45

37

30

22

15

18

100

91

82

73

65

56

49

41

34

27

20

20

100

91

83

74

66

59

51

44

37

30

24

22

100

92

83

76

68

61

54

47

40

34

28

24

100

92

84

77

69

62

56

49

43

37

31

26

100

92

85

78

71

64

58

51

46

40

34

28

100

93

85

78

72

65

59

53

48

42

37

30

100

93

86

79

73

67

61

55

50

44

39

Контрольные вопросы:

1. Что понимается под влажностью воздуха?

2. Что называют абсолютной влажностью воздуха? В каких единицах ее выражают?

3. Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?

4. Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?

5. Что называют точкой росы?

6. С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?

Задача 1. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 4⁰С. Относительная влажность воздуха 60%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.

Задача 2. Влажность воздуха равна 78%, а показание сухого термометра равно 12⁰С. Какую температуру показывает влажный термометр?

Задача 3. Давление водяного пара в воздухе равно 1 кПа, а давление насыщенного пара при той же температуре равно 2 кПа. Чему равна относительная влажность воздуха?

ВЫВОД:_____________________________________________________________________

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА | Опыты и эксперименты по физике (8 класс) на тему:

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

ФИО______________________________________________________________________________

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:  определить температуру и влажность воздуха в кабинете. Сравнить полученные результаты  с  санитарными нормами.

ОБОРУДОВАНИЕ: термометр лабораторный от 0 до 100°С, кусочек марли или ваты, стакан с водой комнатной температуры, психрометрическая таблица,

ХОД РАБОТЫ:

1. определите и запишите цену деления  лабораторного термометра.

2.лабораторным термометром измерьте температуру воздуха в классе. Результаты измерений запишите в таблицу (графа «сухого»).

3.резервуар термометра оберните кусочком увлажненной марли или ваты. Подержите «влажный» термометр некоторое время в воздухе. После того как понижение температуры прекратится, запишите показания термометра в таблицу (графа «влажного»)

4.найдите разность показаний сухого и влажного термометров, запишите результат в таблицу.

5.с помощью психрометрической таблицы определите, и запишите относительную влажность воздуха в классе, результат запишите в таблицу.

6. ЗАПОЛНИТЕ ТАБЛИЦУ:

Цена деления термометра:______________    погрешность термометра:________________

Показания термометров		Разность показаний термометров	Относительная влажность
сухого	влажного
°С	°С	°С	%

Воздушно-тепловой режим в кабинете физики: оптимальное состояние воздушной среды кабинета физики должно обеспечиваться поддержанием нормальной температуры, влажности и состава воздуха, работой вентиляционных устройств и режимом проветривания помещений. Температура воздуха в кабинете должна быть в пределах 18-21°С. относительная влажность воздуха должна быть в пределах40-60%.                 Проветривание кабинета физики осуществляется до начала занятий и после их окончания. Длительность проветривания определяется в зависимости от температуры наружного воздуха согласно таблице №1.

7. используя результаты лабораторной работы и  санитарно-гигиенические требования к состоянию воздушной среды, сделайте вывод  о соответствии состояния воздушной среды в кабинете физики санитарным нормам и дайте свои рекомендации по её исправлению (если это необходимо).

Таблица №1

Наружная температура воздуха °С	Длительность проветривания помещений мин
	В малые перемены	В большие перемены между сменами
От  +10  до +5	4 – 10	25 – 35
От  + 5   до   0	3 – 7	20 – 30
От     0   до  — 5	2 – 5	15 – 25
От — 5   до – 10	1 – 3	10 – 15
Ниже  -10	1 – 1,5	5 – 10

ВЫВОД:

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:

1. Разность показаний сухого и влажного термометров равна  4°С.  Относительная влажность равна 60%. Чему равны показания сухого и влажного  термометров?

2.Влажность воздуха равна 78%, показание сухого термометра равно 12°С. Какую температуру показывает влажный термометр?

Дополнительное  задание: определите  абсолютную влажность воздуха в кабинете физики, используя таблицу : «Зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры».

Результаты запишите в таблицу:

Температура воздуха в кабинете	Относительная влажность	Абсолютная влажность насыщенного водяного пара	Абсолютная влажность водяного пара в кабинете
°С	%	г/м3	г/м3

Измерение влажности воздуха, атмосферного давления и температуры в помещении.

Лабораторная работа №3

Цель работы: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра.

Краткая теория. В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютной влажностью воздуха rа — называется плотность водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре.

Относительная влажность воздуха j показывает сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

,

где ρ0-плотность насыщенного водяного пара при данной температуре и определяется по таблице «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры» Таким образом, относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

Для жилых помещений нормальной влажностью считается относительная влажность, равная 40 — 60 %. О влажности воздуха можно судить только по относительной влажности, так как при одной и той же абсолютной влажности в зависимости от температуры воздух может казаться или сухим или влажным.

Относительную влажность воздуха можно определить с помощью психрометра.

Психрометр или психрометр Августа (см.рисунок) состоит из двух термометров: сухого и увлажненного. На шарике увлажненного термометра закреплен фитиль, конец которого опущен в чашечку с водой. Вода, испаряясь с фитиля забирает от термометра тепло, поэтому показания увлажненного термометра ниже, чем у сухого. По показанию сухого и разности показаний сухого и увлажненного термометров с помощью психрометрической таблицы находится относительная влажность воздуха.

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы Тр

При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара ρ0= ρa

Запотевание холодного предмета, внесенного в теплую комнату, объясняется тем, что воздух вокруг предмета охлаждается ниже точки росы и часть имеющихся в нем водяных паров конденсируется.

Оборудование: Психрометр, психрометрическая таблица, таблица «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

 

 

Теоретическая часть:

Выписать:

А) Основные законы (определения) и формулы.

В) Устройство психрометра.

Ход работы:

1.Налить в питатель кипяченую воду.

2.Дать фитилю пропитаться водой и через 10-15 минут приступить к определению влажности.

3. Снять показания психрометра в различных частях класса, записать показания психометра в таблицу.

Измерения	Показания сухого термометра	Показания влажного термометра	Разность температур	Относительная влажность воздуха φ ,%	Абсолютная влажность воздуха, rа, кг/м3	Точка росы, Тр, К
Рисунок 1
Кабинет физики

4. Пользуясь психрометрической таблицей определить относительную влажность воздуха.

5. Рассчитать абсолютную влажность воздуха и определить точку росы используя таблицу «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

6. Сделать выводы по работе.

7. Ответить на контрольные вопросы.

 

Вывод: сравните полученные результаты по кабинету с нормальной влажностью воздуха и сделайте вывод.

 

Контрольные вопросы:

1.Как определяется цена одного деления на термометре?

2.Что показывает относительная влажность воздуха?

3.Когда термометры (сухой и влажный) дают одинаковые показания?

4.Почему психрометр нельзя использовать на улице?

5.Какое значение играет влажность воздуха в нашей жизни (для вашей профессии)?

Лабораторная работа №4

Что такое влажность? Как измеряется влажность?

Что такое влажность?

Легко определить влажность — это просто количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Водяной пар — это газообразное состояние воды. По мере увеличения температуры воздуха может удерживаться больше водяного пара, поскольку движение молекул при более высоких температурах предотвращает конденсацию.

Существует три основных измерения влажности: относительная, абсолютная и удельная.

Абсолютная влажность (единицы — граммы водяного пара на кубический метр объема воздуха) — это мера фактического количества водяного пара в воздухе, независимо от температуры воздуха. Чем больше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может существовать в кубометровом объеме воздуха с температурой в середине 80-х годов.

Относительная влажность , выраженная в процентах, является мерой количества водяного пара, удерживаемого воздухом, по сравнению с количеством, которое он может удерживать при определенной температуре.Теплый воздух может содержать больше водяного пара (влаги), чем холодный воздух, поэтому при одинаковом количестве абсолютной / удельной влажности воздух будет иметь более высокую относительную влажность. Относительная влажность 50% означает, что воздух в этот день (определенная температура) содержит 50% воды, необходимой для насыщения воздуха. Насыщенный воздух имеет относительную влажность 100%.

Относительная влажность воздушно-водяной смеси также определяется как отношение парциального давления водяного пара в смеси к давлению насыщенного пара воды при данной температуре (см., Что такое давление пара). Таким образом, относительная влажность воздуха зависит как от содержания воды, так и от температуры.

Удельная влажность означает вес водяного пара, содержащегося в единице веса (количества) воздуха (выраженный в граммах водяного пара на килограмм воздуха). Абсолютная и удельная влажность по сути схожи.

Что такое точка росы?

Точка росы — это температура, при которой воздух насыщается водой и начинается конденсация.Чем выше точка росы, тем больше влаги в воздухе.

Какая связь между точкой росы и относительной влажностью?

По сравнению с относительной влажностью, точка росы часто упоминается как более точный способ измерения влажности и комфорта воздуха, поскольку это абсолютное измерение (в отличие от относительной влажности).

Относительная влажность составляет 100 процентов, когда точка росы и температура совпадают.Если температура упадет еще больше, произойдет конденсация и начнется образование жидкой воды.

Если относительная влажность составляет 100 процентов (т.е. температура точки росы и фактическая температура воздуха совпадают), это не обязательно означает, что будут выпадать осадки. Это просто означает, что максимальное количество влаги находится в воздухе при определенной температуре воздуха. Насыщение может привести к появлению тумана на земле и облаков вверху (которые состоят из крошечных капелек воды, взвешенных в воздухе).

В то время как точка росы дает быстрое представление о содержании влаги в воздухе, относительная влажность — нет, поскольку влажность связана с температурой воздуха. Другими словами, относительную влажность нельзя определить, зная только точку росы, необходимо также знать фактическую температуру воздуха.

Относительная влажность — это также приблизительно отношение фактического давления пара к давлению насыщения.

RH = (Фактическое давление пара) / (Давление насыщенного пара) X 100%

Где фактическое давление пара является мерой количества водяного пара в объеме воздуха и увеличивается по мере увеличения количества водяного пара.

Давление насыщенного пара — это максимальное значение VP, которое может существовать при любой заданной температуре.

Воздух со 100% относительной влажностью (RH) содержит водяной пар, VP которого является его SVP при данной температуре. Это соответствует воздуху, который находится в равновесии с жидкой водой. RH — это отношение VP / SVP, выраженное в процентах. «Сухой» воздух будет содержать водяной пар с VP, которая меньше SVP при данной температуре.

Как измеряется влажность?

Устройство для измерения относительной влажности называется гигрометром.Самый простой гигрометр — строп-психрометр — состоит из двух установленных вместе термометров с ручкой, закрепленной на цепочке. Один градусник обычный. Другой имеет тканевый фитиль над колбой и называется термометром с мокрым термометром.

Как психрометр измеряет относительную влажность?

Психрометр, также называемый пращовым психрометром, имеет два прикрепленных термометра. Один из них является сухим (его часто называют термометром с сухим термометром) и измеряет фактическую температуру воздуха.Другой, называемый термометром с влажным термометром, имеет на кончике влажную ткань. Когда молекулы воды испаряются с поверхности влажного термометра, они забирают тепло, снижая показания термометра. Скорость испарения зависит от давления пара или количества водяного пара в воздухе. При относительной влажности 100% вода не будет испаряться из влажного термометра, и показания обоих термометров будут одинаковыми. Сравнение двух температур в таблице даст относительную влажность.

Sper Scientific Sling Psychrometer для измерения влажности — верхняя часть — влажный термометр — нижняя часть — сухой термометр

Для таблицы относительной влажности,% — Разница между показаниями влажных и сухих ламп

См .: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ПСИХРОМЕТРА

Руководство по выбору гигрометров и приборов для измерения влажности

Гигрометры и приборы для измерения влажности проверяют абсолютную влажность, относительную влажность или точку росы в воздухе. Приборы для измерения влажности обычно работают в диапазоне от 0 до 100% влажности. Иногда их комбинируют с другими чувствительными устройствами, такими как датчики температуры.

Возможности измерения

Приборы для измерения влажности и гигрометры

могут определять ряд различных факторов.

Абсолютная влажность , выраженная в граммах водяного пара на кубический метр объема воздуха, является мерой фактического количества водяного пара или влаги в воздухе, независимо от температуры воздуха.

Относительная влажность (RH), выраженная в процентах, также измеряет водяной пар, но относительно температуры воздуха.

Точка росы Температура, которая обеспечивает измерение фактического количества водяного пара в воздухе, представляет собой температуру, до которой воздух должен быть охлажден для насыщения этого воздуха и образования росы.

Из-за переплетения атмосферных измерений приборы для измерения влажности иногда также оснащаются датчиками давления и температуры. Три основных применения приборов для измерения влажности — это определение влажности в газах или воздухе, сыпучих материалах или порошках, а также в топливе или других жидкостях.

Технологии

Есть много технологий для приборов измерения влажности.

• Емкостный диэлектрик или Приборы имеют материал, который поглощает влагу, что изменяет их диэлектрические свойства и увеличивает емкость.
• Охлажденное зеркало В технологии используется зеркало, которое охлаждается до такой степени, что на нем начинает конденсироваться влага.Эта температура и есть точка росы.
• При использовании технологии electrolytic влажность пропорциональна току, необходимому для ее электролиза из осушителя.
• Для датчиков сопротивления или импеданса материал поглощает влагу, которая изменяет его удельное сопротивление или импеданс.
• В тензодатчиках материал поглощает воду, расширяется и измеряется тензодатчиком.
• Психрометры , часто называемые влажными / сухими лампочками, измеряют относительную влажность путем измерения разницы температур между двумя термометрами, одним влажным и одним сухим.

Диапазон

Одной из важнейших характеристик этих устройств является измеряемый диапазон влажности или влажности или диапазон точки росы. Влажность и точность измерения влажности выражается в процентах от измерения. Точность точки росы, поскольку это показание температуры, выражается как отклонение выходной температуры.

Выход

Выходы гигрометров могут быть:

• Аналоговый ток
• Напряжение
• Частота
• Цифровые, включая компьютерные сигналы
• Выключатель или сигнализация

Они могут иметь аналоговые, цифровые или видеодисплеи и могут иметь несколько различных форм-факторов.Это могут быть устройства, монтируемые на печатной плате, стандартные датчики или преобразователи, или простой датчик или индикатор. Они также могут быть различными типами инструментов, будь то портативные, настольные или навесные.

Характеристики

Приборы для измерения влажности

могут иметь ряд функций, которые делают их более полезными или простыми в использовании. Сюда могут входить:

• Компенсация давления и температуры
• Регистрация данных
• Запуск события
• Самотестирование
• Самокалибровка
• Питание от аккумулятора

Стандарты

Приборы для измерения влажности

могут быть спроектированы, изготовлены, использованы и испытаны в соответствии с различными стандартами.Примеры стандартов включают:

ASTM D4230 — Стандартный метод измерения влажности гигрометром точки росы

BS ISO 6327 — Определение точки росы природного газа по воде с помощью гигрометров с охлаждаемой поверхностью

Изображение кредита:

Buck Research Instruments, ООО | Duncan Instruments Canada, Ltd.

Читайте мнения пользователей о гигрометрах и приборах для измерения влажности

Как измеряется влажность?

Точное измерение влажности важно во многих приложениях HVAC / R. Относительная влажность (RH) — это мера «фактической влажности» по отношению к максимально возможной влажности при данной температуре. Датчики относительной влажности содержат узел, состоящий из интегрированного датчика и преобразователя. Датчик измеряет относительную влажность, в то время как датчик создает выходной сигнал, пропорциональный измеренной относительной влажности. Наиболее широко используются два распространенных типа чувствительных элементов влажности; Емкостный и резистивный.

емкостный

Датчики на основе емкости состоят из подложки, на которую нанесена непроводящая пленка между двумя проводящими металлическими электродами и помещена в пластиковую капсулу.Емкостные датчики измеряют влажность, используя цепной процесс, а не измеряя ее напрямую. Цепочка состоит из емкостного датчика, зонда, кабеля, электроники и выходного сигнала. Общая производительность устройства определяется производительностью всей цепочки. Изменение выходной мощности прямо пропорционально относительной влажности окружающей среды. Емкостные датчики характеризуются своей способностью полностью восстанавливаться после воздействия конденсата.

резистивный

Датчики

на основе резистивных элементов используют проводящую сетку для измерения изменения электрического импеданса гигроскопичного вещества, например, проводящего полимера.Электропроводность этой сетки изменяется в зависимости от количества удерживаемой в ней воды, что, в свою очередь, изменяет сопротивление при наличии влажности. Электронная схема имеет температурную компенсацию и выдает линейный сигнал сопротивления, который посылает выходной сигнал, когда относительная влажность увеличивается или уменьшается от 0 до 100%. Резистивные датчики характеризуются умеренно медленным временем отклика, так как изменение влажности может занять до нескольких минут, чтобы повлиять на показания.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать десять вопросов, которые следует задать перед выбором датчика влажности.

Измерители влажности: точность измерения гарантирована

Влажность — один из наиболее важных параметров измерения, который обычно определяется вместе с температурой и давлением. Влажность и температура — два ключевых параметра, когда речь идет о микроклимате в помещении. В дополнение к этим значениям гигрометр также считывает другие параметры и может, например, определять точку росы или содержание воды в воздухе. Так называемые регистраторы данных качества воздуха в помещении даже позволяют автоматическое сохранение и последующую оценку значений на ПК.Когда дело доходит до измерения влажности с гигрометром, пользователи получают следующие преимущества:

• Стабильные датчики влажности в измерительных приборах
• Встроенный или устанавливаемый снаружи датчик влажности
• Может также использоваться в сложных условиях
• Надежный конструкция
• Большой дисплей с подсветкой

Все возможно: измеряйте влажность воздуха с помощью Testo

Термогигрометр

h4>

Также рассчитывает точку росы и температуру по влажному термометру.

Инфракрасный термометр с измерением влажности h4>

С 4-точечным лазером и линзой 50: 1 для дистанционного измерения влажности воздуха.

---

Счетчики с подключаемыми зондами h4>

Измеряйте влажность воздуха и другие параметры VAC с помощью всего одного прибора.

Измерители влажности со смартфоном h4>

Быстрый, цифровой, высокоэффективный и с приложением.

Зонды влажности

h4>

Широкий выбор внешних датчиков — для любого применения, связанного с измерением влажности.

Больше эффективности — это всегда: правильный измеритель влажности

Измерители влажности: надежное определение основных параметров измерения

Измеритель влажности — это простой в использовании измерительный прибор, работающий с высокой степенью точности. Всегда важно соблюдать правильное расстояние от более прохладных поверхностей, потому что в непосредственной близости от холодных поверхностей, излучающих этот холод, влажность выше, чем в теплом воздухе. Измеренное здесь значение будет просто неправильным и не будет значимым показателем для всей комнаты. Также важно центрировать измерительный зонд в комнате и поддерживать высоту прибл. 60 см. В процессе измерения измеритель влажности следует перемещать, достаточно легкого движения вперед и назад.Это сокращает время акклиматизации. Это время, необходимое для акклиматизации измерителя влажности. Если вы считаете очень важным достижение наиболее точных результатов, убедитесь, что вы даете инструменту достаточно времени для адаптации к температуре, отличной от предыдущей. Если для измерения влажности используются гигрометры, важно убедиться, что ваше собственное дыхание не влияет на датчик. Воздух для дыхания влажный и может исказить результат измерения.

---

Следующие приборы могут использоваться в сочетании с измерителем влажности или могут собирать различные данные одновременно с гигрометром:

• Термогигрометр (измеритель влажности и термометр) для расчета точки росы и температуры влажного термометра
• Инфракрасный термометр с измерителем влажности
• Смарт-зонды (датчики влажности и температуры, которые можно использовать и считывать через смартфон)

Измерение влажности: что измеряет измеритель влажности?

В рамках своих измерений измеритель влажности определяет влажность воздуха. Так же, как термометр измеряет температуру, прибор для измерения влажности определяет содержание водяного пара в воздухе и измеряет его. Важно отметить, что вопреки частым предположениям, в теплом воздухе присутствует больше водяного пара, чем в более холодном. Архитекторы и строители знают это: конструкция оболочки здания поэтому отдыхает в зимние месяцы, стены не высыхают летом при высоких температурах и высокой влажности воздуха. С другой стороны, холод отводит влагу.Измерения, проводимые измерителем влажности:

• Относительная влажность: указывается в процентах, значение рассчитывается путем определения существующей влажности в помещении и максимальной влажности
• Абсолютная влажность: указывается в г / м³, рассчитывается исходя из количества воды пар в закрытом помещении размером 1 м³
• Точка росы: уровень температуры, при котором может происходить конденсация

Влага в воздухе: измерители влажности вычисляют это значение

Без сомнения, вы знакомы с измерителями влажности для домашнего использования. Большинство людей используют эти измерительные приборы на своей маленькой метеостанции дома. Там несколько значений измеряются и отображаются на дисплее. Но измерители влажности также используются в промышленности. Например, они используются при измерении влажности на производстве, при расчете значений холодовой цепи и в чистых помещениях. Задачи измерения различаются, и для всех есть подходящий измерительный прибор Testo. Также доступны влагомеры для критических ситуаций, когда адаптация к назначению важнее технического превосходства.

---

Измерители влажности: различные измерительные приборы для различных требований

Системы отопления и вентиляции настроены таким образом, чтобы обеспечить комфортный микроклимат в помещении. Относительная влажность играет здесь роль, потому что вместе со значениями температуры она определяет качество воздуха в помещении. Он должен составлять от 30 до 65 процентов, чтобы всем было комфортно. Другие задачи для измерителей влажности:

• Обнаружение плесени: неправильная вентиляция и дефекты конструкции вызывают плесень. Измеритель влажности может рассчитать точку росы и определить уязвимые места в здании.
• Долгосрочный мониторинг: сбор данных качества воздуха в помещении в течение длительного периода времени
• Измерение влажности материала: прибор для измерения влажности материала отслеживает условия хранения различных веществ, посредством чего содержание влаги в хранимых веществах самих себя тоже можно проверить.

Измерение влажности и определение влияющих факторов

Измеритель влажности рассчитывает влажность в помещении.Однако важно не только знать ценность, но и знать, к чему это приводит. Влажность увеличивается с увеличением количества людей в комнате. Поведение вентиляции также играет роль: если влажный воздух может выходить регулярно, микроклимат в помещении остается более приятным и сухим. Строительные материалы впитывают или выделяют разное количество влаги, поэтому этот момент также следует учитывать при долгосрочном мониторинге климата в помещении.

измерителей влажности | Instrumart

Измерители влажности — это инструменты, используемые для измерения количества водяного пара в газах, чаще всего в воздухе.Количество водяного пара в воздухе, влажность, является важным фактором. в широком спектре коммерческих и промышленных процессов. Высокая влажность может вызвать коррозию и другие проблемы, связанные с влажностью. Высокая влажность также вызывает повышение температуры, что влияет на комфорт. уровни и напряжения систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. С другой стороны, низкая влажность сушит вещи и может привести к накоплению статического электричества. При этом измерители влажности ни в коем случае не добавляют и не удаляют водяной пар из образца, они являются важными инструментами для определения количества водяного пара, позволяющего принять меры по его контролю или смягчению потенциально вредных воздействий.

Зачем измерять влажность?

Природа контролирует влажность за счет испарения и конденсации воды. Воздух обычно составляет около 1% водяного пара по массе, хотя он может довольно сильно варьироваться в зависимости от факторов окружающей среды, включая температура и атмосферное давление. Например, содержание воды в воздухе на уровне моря может достигать 3% по массе при 30 ° C (86 ° F) по сравнению с не более 0,5% по массе при 0 ° C (32 ° F). С количество водяного пара, которое способен удерживать воздух, зависит от множества факторов, существует несколько способов количественной оценки влажности.

Влажность обычно измеряют одним из трех способов:

Абсолютная влажность означает количество водяного пара в единице объема воздуха, обычно выражаемое в граммах на кубический метр. При 30 ° C (86 ° F) абсолютная влажность может колебаться от от нуля до примерно 30 граммов на метр.

Удельная влажность — это отношение водяного пара к сухому воздуху. Он равен массе водяного пара в воздухе, деленной на общую массу воздушной частицы, включая водяной пар. Значение выражается в процентах.

Относительная влажность — это отношение количества водяного пара в воздухе к количеству, необходимому для насыщения при данной температуре и давлении. Значение выражается в процентах.

В зависимости от области применения может быть предпочтительнее измерять абсолютную, удельную или относительную влажность.

Влияние влажности

Влажность влияет на многие свойства воздуха и материалов, контактирующих с воздухом.Поскольку влажность — это просто водяной пар, любой технологический материал, на который может повлиять присутствие воды, также будет подвергаться воздействию влажности. Измерение и контроль влажности необходимы везде, где есть необходимость предотвратить конденсацию, коррозию, плесень, коробление или другую порчу продуктов. Это очень актуально для пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, химикатов, топлива, дерева, бумаги и многих других товаров.

Влажность также оказывает сильное влияние на восприятие человеком комфорта.Мы чувствительны к влажности, поскольку человеческое тело использует испарение пота в качестве основного средства регулирования температуры тела. При высокой влажности воздух более насыщен водяным паром, что снижает скорость испарения пота. Без испарения, уносящего тепло тела, нам становится жарче во влажном климате. по сравнению с более сухим климатом, даже если температура такая же.

Влажность и ее влияние на комфорт имеют огромное значение при проектировании и эксплуатации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Системы кондиционирования воздуха в зданиях часто контролируют влажность, и в них может потребляться значительная энергия. охлаждение воздуха для удаления водяного пара. Измерители влажности часто устанавливаются как часть системы управления зданием.

Электронные устройства также могут быть восприимчивы к воздействию влажности. Многие электронные устройства включают спецификации влажности, например от 5 до 95% относительной влажности. Любой конец шкалы потенциально мог вызвать проблемы с устройством.

Высокая влажность может вызвать конденсацию на электрических устройствах.Это может привести к короткому замыканию внутри устройства, что может вызвать серьезные повреждения и привести к травмам. С другой стороны, очень низкая влажность может сделать материалы хрупкими или способствовать накоплению статического электричества, что может привести к нестабильному поведению электроники в случае статического разряда. Электростатический разряды также могут вызывать пробой диэлектрика в твердотельных устройствах, что приводит к необратимым повреждениям. По этим причинам центры обработки данных часто контролируют уровень относительной влажности.

Области применения сжатых газов также очень чувствительны к влажности. Акт давления газа концентрирует любой водяной пар внутри этого газа, тем самым повышая уровень влажности. Сжатие газ его нагревает, по мере остывания газа происходит конденсация. Жидкая вода, вызванная конденсацией, может вызвать коррозию трубопроводов, насосов и сборных резервуаров, а также засорить газовые форсунки.

Измерители влажности также используются во множестве других приложений.Они используются в сферах общественного питания, где влажность может привести к порче, и в зданиях, где высокая влажность уровни могут привести к образованию плесени или короблению материалов, а низкая влажность может привести к усадке. В музеях используются измерители влажности, чтобы защитить ценные произведения искусства от гниения, вызванного влагой. Деревянный мюзикл такие инструменты, как гитары, скрипки и пианино, также могут быть повреждены из-за неправильного уровня влажности. Измерители влажности используются в лакокрасочной промышленности, поскольку нанесение краски и других покрытий может быть затруднено. очень чувствителен к влажности.

Типы измерителей влажности

Измерители влажности используют различные технологии для измерения содержания водяного пара в газе. Поскольку условия окружающей среды так сильно влияют на влажность, большинство счетчиков включать и другие измерения, такие как температура, давление, масса, механические или электрические изменения в веществе по мере поглощения влаги.

Влажность также является универсальным термином, который для некоторых включает в себя влажность и точку росы.Хотя это не одно и то же, многие измерители могут рассчитывать другие параметры на основе чтения. По влажному термометру, по сухому термометру, точке росы, концентрации, насыщению и парциальному давлению — вот некоторые из расчетных измерений, доступных с помощью измерителей влажности.

Зеркала охлаждаемые

Гигрометры с охлаждаемыми зеркалами являются одними из самых точных доступных измерителей влажности. Они работают, пропуская образец воздуха или газа под постоянным давлением через зеркало с регулируемой температурой.Температура зеркала снижается с высокой до низкой, и точная температура, при которой образец начинает конденсироваться на поверхности зеркала, является температурой точки росы, что означает, что образец полностью насыщен водяным паром и имеет относительную влажность 100%. Зная температуру точки росы образца, можно рассчитать его влажность.

Конденсацию на поверхности зеркала трудно обнаружить невооруженным глазом, поэтому для определения точной точки начала конденсации используется оптоэлектронный механизм.Электронная обратная связь от зеркала Поверхность обеспечивает точный контроль температуры, позволяя устройству поддерживать динамическое равновесие между конденсацией и испарением на поверхности зеркала, что увеличивает точность измерения.

Гигрометры с охлаждаемыми зеркалами обеспечивают точность точки росы ± 0,2 ° C, что соответствует точности ± 1,2% для относительной влажности в типичных условиях. Чтобы достичь такого уровня точности, необходим опытный оператор и частая чистка, поскольку счетчик может дрейфовать в задымленном или загрязненном воздухе или неправильно считываться в средах, содержащих другие конденсируемые материалы, такие как спирт, гликоль или углеводороды.

Датчики влажности емкостные полимерные

Емкостные полимерные датчики влажности работают с электрическими характеристиками конденсатора. Конденсатор состоит из двух проводящих пластин, изолированных друг от друга диэлектриком. Возможность хранения электрический заряд, этот заряд изменяется в зависимости от проводимости диэлектрика.

Емкостные полимерные датчики влажности состоят из нижнего электрода, нанесенного на керамическую подложку.Тонкий гигроскопичный слой полимера действует как диэлектрик, а поверх него находится верхняя пластина, которая действует как второй электрод. Верхний электрод позволяет водяному пару проходить через него, который поглощается полимером, пока он не достигнет равновесия с окружающим воздухом или газом. Диэлектрическая проницаемость изменяется постепенно по мере поглощения водяного пара и почти прямо пропорциональна относительной влажности окружающей среды. Таким образом, отслеживая изменение емкости, относительное влажность может быть получена.

Емкостные полимерные датчики влажности подвержены эффектам загрязнения, дрейфа и старения, но подходят для многих приложений, особенно тех, где важны стоимость, пространство или хрупкость. Когда правильно откалиброванные емкостные датчики влажности могут иметь точность ± 2% относительной влажности в диапазоне от 5 до 95%. Без калибровки точность редко бывает лучше, чем от ± 4 до 6% относительной влажности.

Датчики влажности резистивные

Резистивные датчики влажности измеряют изменение электрического импеданса или сопротивления гигроскопической среды, такой как проводящий полимер, соль или обработанный субстрат, в присутствии водяного пара.

Резистивные датчики влажности обычно состоят из электродов, уложенных на подложку или проволоки, намотанной на цилиндр. Подложка покрыта солью или проводящим полимером. При наличии влажности, датчик поглощает водяной пар, что снижает сопротивление между электродами прямо пропорционально уровню влажности.

Резистивные датчики влажности небольшие и недорогие. Они предлагают отличное время отклика и очень надежны.Резистивные датчики имеют более ограниченный диапазон измерения — обычно от 15 до 95% относительной влажности — чем другие типы измерений и обеспечивают точность в диапазоне ± 3% относительной влажности. Резистивные датчики менее чувствительны, чем емкостные, поэтому для них требуется более сложная схема. Резистивный датчик может быть влияет на загрязнение и конденсацию, а также на все вещества, влияющие на сопротивление, включая соли, водород, окислители и другие химические вещества.

Резистивные датчики влажности также сильно зависят от температуры, поэтому датчик обычно комбинируется с датчиком температуры для компенсации показаний.

Тонкопленочные датчики алюминия / оксида кремния

Тонкопленочные датчики влажности из алюминия или оксида кремния очень похожи по конструкции на емкостные датчики влажности, но имеют явные различия. Датчики оксида изготовлены из инертной подложки. материал — обычно алюминий или кремний — который окисляется с образованием очень тонкого слоя оксида алюминия или оксида кремния. На это наносится очень тонкий слой золота путем химического осаждения из паровой фазы. В золото и алюминий образуют электроды конденсатора.Когда водяной пар проходит через слой золота, он адсорбируется на стенках пор оксидного слоя до тех пор, пока не достигнет равновесия с влажностью окружающей среды. достигается.

Как и в случае с емкостными датчиками, адсорбированный водяной пар (он поглощается емкостными датчиками) изменяет диэлектрическую проницаемость датчика пропорционально относительной влажности. Емкость датчик измеряется, который затем преобразуется в значение влажности.

Датчики алюминия или оксида кремния предлагают недорогой и точный вариант измерения влажности.Адсорбированному водяному пару требуется время, чтобы войти в поры оксида и выйти из них, поэтому время отклика медленное по сравнению с другими технологии. Загрязняющие и коррозионные вещества могут повредить и закупорить поры, что приведет к смещению калибровки.

Что следует учитывать при выборе измерителя влажности:

• Какой параметр вы измеряете — относительную влажность, точку росы или что-то еще?
• Каковы диапазоны влажности и температуры?
• Какой уровень характеристик прибора необходим (разрешающая способность, кратковременная стабильность, долговременный дрейф, скорость отклика, нелинейность, гистерезис, температурный коэффициент, неопределенность калибровка)?
• Как будет настроена система измерения? Будет ли он установлен на стене для измерения условий окружающей среды или в трубе для контроля влажности сжатого воздуха / газа? Есть ли нехватка места?
• Каким образом прибор будет получать питание: от батареи или от сети?
• Какой формат вывода данных — дисплей, аналоговое напряжение или ток, вывод с цифровым считыванием, регистрация данных — необходим?
• Нужен ли сигнал тревоги, если влажность превышает какой-либо предел?
• Должен ли выход датчика использоваться для автоматического управления чем-либо?
• Есть ли необходимость в совместимости с любыми необычными газами? А как насчет загрязнения защитить от пыли или химикатов?
• Это для использования во взрывоопасных зонах? Если да, требуется ли сертификация?
• Каковы первоначальные затраты, а также расходы на содержание?
• Как часто прибор нуждается в калибровке? Что влечет за собой калибровка?
• Насколько легко использовать прибор?

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно измерителей влажности, не стесняйтесь обращаться к одному из наших инженеров, отправив нам электронное письмо по адресу sales @ instrumart.com или по телефону 1-800-884-4967.

Обсуждение влажности

Обсуждение водяного пара, влажности и точки росы и их связи с осадками

ВОДЯНОЙ ПАРА:

Вода — уникальное вещество. Он может существовать в виде жидкости, твердого тела (лед) и газа (водяной пар). Основной способ увеличения содержания водяного пара в атмосфере — испарение. Жидкая вода испаряется из океанов, озер, рек, растений, земли и выпавших дождей.В воздухе может присутствовать много или мало водяного пара. Затем ветер в атмосфере переносит водяной пар из одного места в другое. Основным источником водяного пара в Кентукки является Мексиканский залив. Большая часть водяного пара в атмосфере содержится в пределах первых 10 000 футов или около того над поверхностью земли. Водяной пар еще называют влагой.

АБСОЛЮТНАЯ ВЛАЖНОСТЬ:

Абсолютная влажность (выраженная в граммах водяного пара на кубический метр объема воздуха) — это мера фактического количества водяного пара (влаги) в воздухе, независимо от температуры воздуха.Чем больше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может существовать в кубометровом объеме воздуха с температурой в середине 80-х годов. УДЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ относится к весу (количеству) водяного пара, содержащемуся в единице веса (количества) воздуха (выраженному в граммах водяного пара на килограмм воздуха). Абсолютная и удельная влажность по сути схожи.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ:

Относительная влажность (RH) (выраженная в процентах) также измеряет водяной пар, но ОТНОСИТЕЛЬНО к температуре воздуха.Другими словами, это мера фактического количества водяного пара в воздухе по сравнению с общим количеством пара, которое может существовать в воздухе при его текущей температуре. Теплый воздух может содержать больше водяного пара (влаги), чем холодный воздух, поэтому при одинаковом количестве абсолютной / удельной влажности воздух будет иметь более высокую относительную влажность, если воздух холоднее, и более низкую относительную влажность, если воздух теплее. То, что мы «чувствуем» снаружи, — это действительное количество влаги (абсолютная влажность) в воздухе.

ТОЧКА РОСЫ:

Метеорологи обычно рассматривают температуру «точки росы» (вместо, но аналогично абсолютной влажности) для оценки влажности, особенно весной и летом.Температура точки росы, которая является мерой фактического количества водяного пара в воздухе, представляет собой температуру, до которой воздух должен быть охлажден, чтобы он стал насыщенным. Хотя погодные условия по-разному влияют на людей, в целом весной и летом температура точки росы на поверхности в 50-е годы обычно комфортна для большинства людей, в 60-е годы несколько неудобно (влажно), а в 70-е годы довольно неудобно (очень влажно). В долине Огайо (включая Кентукки) обычная точка росы летом колеблется от середины 60-х до середины 70-х годов.Были зарегистрированы точки росы до 80 или ниже 80, что очень тяжело, но, к счастью, относительно редко. В то время как точка росы дает быстрое представление о содержании влаги в воздухе, относительная влажность — нет, поскольку влажность связана с температурой воздуха. Другими словами, относительную влажность нельзя определить, зная только точку росы, необходимо также знать фактическую температуру воздуха. Если воздух полностью насыщен на определенном уровне (например, поверхность), тогда температура точки росы будет такой же, как фактическая температура воздуха, а относительная влажность составляет 100 процентов.

СВЯЗЬ ТОЧКИ РОСЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ С ОБЛАКАМИ И ОСАДКАМИ:

Если относительная влажность составляет 100 процентов (т. Е. Температура точки росы и фактическая температура воздуха одинаковы), это не означает, что НЕ обязательно означает, что будут выпадать осадки. Это просто означает, что максимальное количество влаги находится в воздухе при определенной температуре воздуха. Насыщение может привести к появлению тумана (на поверхности) и облаков вверху (которые состоят из крошечных капель воды, взвешенных в воздухе).Однако для выпадения осадков воздух должен подниматься с достаточной скоростью, чтобы усилить конденсацию водяного пара в жидкие капли воды или кристаллы льда (в зависимости от температуры воздуха) и способствовать росту капель воды, переохлажденных капель и / или льда. кристаллы в облаках. Капли растут в результате процесса, называемого «столкновением-коалесценцией», при котором капли разного размера сталкиваются и сливаются (сливаются). Процессы кристаллов льда (включая осаждение и агрегацию) также важны для роста частиц.Во время грозы также может выпадать град. Когда взвешенные частицы осадков вырастают до достаточных размеров, воздух больше не может выдерживать их вес, и осадки выпадают из облаков. Во влажном климате грозы часто вызывают более сильные дожди, чем обычные зимние осадки, поскольку содержание влаги в воздухе обычно выше весной и летом, и поскольку воздух обычно поднимается с гораздо большей скоростью во время грозы, чем в обычных зимних системах. «Микрофизика облаков» — это изучение образования и роста капель и ледяных кристаллов в облаках и их связи с осадками.

ОСУЩЕСТВЛЯЕМАЯ ВОДА:

Метеорологов интересует не только точка росы или абсолютная влажность на поверхности, но и на высоте. Осажденная вода (PW) — это мера общего количества водяного пара, содержащегося в небольшом вертикальном столбике, простирающемся от поверхности до верха атмосферы. Однако, как упоминалось выше, большая часть влаги в атмосфере содержится примерно в самых нижних 10 000 футов. Количество выпадающей воды около 1 дюйма и выше является обычным явлением весной и летом к востоку от Скалистых гор (включая Кентукки).Значения 2 дюймов летом указывают на очень высокое содержание влаги в атмосфере, типичное для тропической воздушной массы. В целом, чем выше PW, тем выше вероятность появления очень сильных дождей от гроз, если они будут развиваться. Однако еще одним очень важным фактором является не только количество окружающей влаги в конкретном месте, но также количество адвекции и конвергенции влаги, которые обеспечивают дополнительную влажность площади. Если эти дополнительные факторы значительны, эти дополнительные факторы помогают объяснить, почему общее количество осадков от гроз может превышать фактические значения PW воздуха, в котором происходят штормы.Движение грозы, называемое распространением, также очень важно для определения фактического количества осадков в любом месте. Чем медленнее идет гроза, тем выше вероятность выпадения осадков в одном районе.

ТЕПЕРЬ ВАША очередь. ПОЖАЛУЙСТА, ОТВЕТЬТЕ НА СЛЕДУЮЩИЕ ВОПРОСЫ:

ВОПРОС 1: Зимой, если температура воздуха была 40 F и точка росы также была 40, какой была бы относительная влажность? Теперь, весной, если бы температура воздуха была 70, а точка росы была 70, какой была бы относительная влажность? В какой ситуации было бы более влажно? Что это говорит вам об относительной влажности?	Ответ на вопрос 1
ВОПРОС 2: Если бы температура воздуха была 95 F с точкой росы 70, была бы относительная влажность воздуха выше или ниже, чем если бы температура воздуха была 70 градусов с точкой росы 55? Какая воздушная масса была бы для вас более неудобной?	Ответ на вопрос 2
ВОПРОС 3: Если бы температура воздуха днем ​​была 90 градусов с относительной влажностью 60 процентов, чувствовал бы он себя более неудобно для человека, чем если бы на улице было 75 градусов с относительной влажностью 100 процентов утром? ?	Ответ на вопрос 3

Эти примеры показывают, насколько относительная влажность может вводить в заблуждение. В целом, если предположить, что точка росы или абсолютная влажность не изменится, относительная влажность будет самой высокой ранним утром, когда температура воздуха самая низкая, и самой низкой во второй половине дня, когда температура воздуха самая высокая .

ИНДЕКС ТЕПЛА:

Хотя точка росы является более точным показателем содержания влаги, это относительная влажность, которая обычно используется для определения того, насколько жарко и влажно он «ощущается» для нас весной и летом на основе комбинированного воздействия температуры и влажности воздуха.Этот комбинированный эффект называется «тепловым индексом». Чем выше температура воздуха и / или выше относительная влажность, тем выше индекс тепла и тем горячее кажется нашим телам снаружи.

ИНДЕКС ОХЛАЖДЕНИЯ ВЕТРА:

Зимой есть еще один индекс, который мы используем, чтобы определить, насколько холодно наше тело, когда мы на улице. Это называется «индекс охлаждения ветром» (также известный как «коэффициент охлаждения ветром»). Этот индекс объединяет влияние температуры воздуха со скоростью ветра.Когда на улице холодно и дует ветер, ветер уносит тепло от наших тел быстрее, чем если бы его не было. От этого нам становится холоднее. Следовательно, чем сильнее ветер зимой, тем холоднее он нам кажется и тем ниже индекс холода ветром.

ВОПРОС 4: Если бы температура на улице была 20 градусов при скорости ветра 20 миль в час, было бы это «ощущаться» холоднее, чем если бы температура была 5 градусов при скорости ветра 5 миль в час?

Ответ на вопрос 4

Высокая влажность / точки росы летом и холодный ветер зимой важны, потому что они влияют на то, как наше тело «чувствует», когда мы на улице.Если индекс жары очень высок или индекс охлаждения ветром очень низок, то мы должны принять меры безопасности, чтобы защитить наш организм от возможных погодных воздействий, включая тепловое истощение, солнечный и тепловой удар летом, а также обморожение в холодное время года. зима.

Вернуться к учебным документам

ВЫБОР ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИ — Ohmic Instruments Inc.

Рис. 3. Резистивные датчики демонстрируют нелинейную реакцию на изменения влажности. Этот отклик можно линеаризовать аналоговыми или цифровыми методами.Типичное переменное сопротивление составляет от нескольких кОм до 100 МВ.

Номинальная частота возбуждения от 30 Гц до 10 кГц.

«Резистивный» датчик не является исключительно резистивным в том смысле, что емкостные эффекты, превышающие 10–100 M, делают отклик измерением импеданса. Явным преимуществом резистивных датчиков относительной влажности является их взаимозаменяемость, обычно в пределах ± 2% относительной влажности, что позволяет калибровать схему преобразования электронного сигнала с помощью резистора в фиксированной точке относительной влажности. Это устраняет необходимость в калибровочных стандартах влажности, поэтому резистивные датчики влажности, как правило, заменяются на месте.Точность отдельных резистивных датчиков влажности может быть подтверждена тестированием в калибровочной камере относительной влажности или компьютерной системой DA, привязанной к стандартизированной среде с регулируемой влажностью. Номинальная рабочая температура резистивных датчиков составляет от –40 ° C до 100 ° C.

В жилых и коммерческих помещениях ожидаемый срок службы этих датчиков превышает 5 лет, но воздействие химических паров и других загрязнителей, таких как масляный туман, может привести к преждевременному выходу из строя.Еще одним недостатком некоторых резистивных датчиков является их склонность к сдвигу значений при воздействии конденсата, если используется водорастворимое покрытие. Резистивные датчики влажности имеют значительную температурную зависимость при установке в среде с большими (более 10 ° F) колебаниями температуры. Для точности предусмотрена одновременная температурная компенсация. Небольшой размер, низкая стоимость, взаимозаменяемость и долговременная стабильность делают эти резистивные датчики подходящими для использования в устройствах управления и индикации для промышленных, коммерческих и жилых помещений.

Одним из первых массовых датчиков влажности был датчик влажности типа Dunmore, разработанный NIST в 1940-х годах и используемый до сих пор. Он состоит из двойной намотки палладиевой проволоки на пластиковый цилиндр, который затем покрывается смесью поливинилового спирта (связующего) и либо бромида лития, либо хлорида лития. Изменение концентрации LiBr или LiCl приводит к получению сенсоров с очень высоким разрешением, которые покрывают диапазон влажности от 20% до 40% относительной влажности. Для функции контроля очень низкой относительной влажности в диапазоне 1% –2% точность 0.1% может быть достигнут. Датчики Dunmore широко используются в прецизионных системах управления кондиционированием воздуха для поддержания окружающей среды в компьютерных залах и в качестве мониторов для линий передачи под давлением, антенн и волноводов, используемых в телекоммуникациях.

В новейших резистивных датчиках влажности используется керамическое покрытие для преодоления ограничений в средах, где происходит конденсация. Датчики состоят из керамической подложки с электродами из благородных металлов, нанесенными методом фоторезиста.Поверхность подложки покрыта смесью проводящего полимера и керамического связующего, а датчик установлен в защитном пластиковом корпусе с пылевым фильтром.