С помощью каких приборов определяют влажность воздуха. Приборы для измерения влажности воздуха: виды, принцип работы, применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие существуют приборы для измерения влажности воздуха. Как работают гигрометры различных типов. Где применяются измерители влажности в быту и промышленности.

Содержание

Что такое влажность воздуха и зачем ее измерять

Влажность воздуха — это содержание водяного пара в воздухе. Это важный параметр окружающей среды, который влияет на многие процессы:

Самочувствие человека и животных
Рост и развитие растений
Сохранность продуктов, материалов, оборудования
Технологические процессы в промышленности
Погодные явления

Поэтому измерение и контроль влажности воздуха имеет большое практическое значение во многих сферах — от метеорологии до производства.

Основные виды приборов для измерения влажности

Существует несколько основных типов приборов для измерения влажности воздуха:

1. Психрометр

Психрометр состоит из двух термометров — сухого и влажного. Влажный термометр обернут тканью, смоченной водой. За счет испарения воды с ткани показания влажного термометра ниже. По разнице показаний определяется относительная влажность.

2. Волосяной гигрометр

Принцип действия основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от влажности. Изменение длины волоса передается на стрелку прибора.

3. Емкостный гигрометр

Содержит конденсатор с диэлектриком, поглощающим влагу. При изменении влажности меняется емкость конденсатора, что фиксируется электронной схемой.

4. Точка росы гигрометр

Определяет температуру, при которой начинается конденсация водяного пара на охлаждаемой поверхности. По точке росы рассчитывается влажность.

Как работает психрометр

Психрометр — один из самых распространенных приборов для измерения влажности. Его принцип действия основан на процессе испарения.

Устройство психрометра:

Два термометра — сухой и влажный
Резервуар влажного термометра обернут тканью
Ткань смачивается дистиллированной водой

Как происходит измерение:

С влажного термометра испаряется вода
На испарение тратится тепло
Температура влажного термометра понижается
Разница показаний сухого и влажного термометров зависит от влажности воздуха

Чем суше воздух, тем интенсивнее испарение и больше разница показаний термометров. По специальной психрометрической таблице определяется относительная влажность.

Принцип работы волосяного гигрометра

Волосяной гигрометр использует свойство обезжиренного человеческого волоса изменять длину в зависимости от влажности:

При повышении влажности волос удлиняется
При понижении влажности — укорачивается

Конструкция прибора:

Натянутый волос или пучок волос

Система рычагов и шестеренок
Стрелка на шкале

Изменение длины волоса через рычажную систему передается на стрелку прибора. Шкала градуирована в процентах относительной влажности.

Как работают электронные гигрометры

Современные электронные гигрометры используют различные сенсоры влажности:

Емкостные датчики

Основаны на изменении емкости конденсатора при поглощении влаги диэлектриком. Обеспечивают высокую точность и быстродействие.

Резистивные датчики

Измеряют изменение электрического сопротивления гигроскопичного материала при поглощении влаги.

Термисторные датчики

Определяют влажность по изменению теплопроводности воздуха.

Электронные гигрометры обеспечивают высокую точность, возможность непрерывного мониторинга и передачи данных.

Где применяются измерители влажности

Приборы для измерения влажности воздуха широко используются в различных сферах:

В быту

Контроль микроклимата в жилых помещениях
Управление увлажнителями и осушителями воздуха
Выращивание комнатных растений

В промышленности

Контроль производственных процессов
Хранение сырья и готовой продукции
Обеспечение безопасности на производстве

В сельском хозяйстве

Мониторинг условий в теплицах и оранжереях
Хранение урожая
Содержание сельскохозяйственных животных

В метеорологии

Прогнозирование погоды
Изучение климата

Таким образом, измерение влажности воздуха имеет большое значение во многих сферах человеческой деятельности. Современные приборы позволяют точно и оперативно определять этот важный параметр окружающей среды.

Взаимные превращения жидкостей и газов. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха. Физика. 10 класс. — Объяснение нового материала

Комментарии преподавателя

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.

Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день
звучат в сводках метеопрогноза.

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

ТОЧКА РОСЫ

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.
Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.
Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости — росы.
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.
Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы — гигрометры.
Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса ( человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.

Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр
( по др. гречески «психрос» означает холодный).
Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.
Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре есть два термометра. Один — обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Домашняя работа.

Задание 1. Ответь на вопросы.

— Что понимается под влажностью воздуха?

— Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах ее выражают?

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

— Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?

— Что называют точкой росы?

— С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?

— Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком?

— Начертив рисунок, объясните устройство и принцип работы волосяного и конденсационного гигрометров и психрометра.

Задание 2. Решить задачи.

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?

К занятию прикреплен файл » Это интересно.». Вы можете скачать файл с дополнительным материалом в любое удобное для вас время.

Использованные источники:

http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/
http://www.youtube.com/watch?v=cj7IrONkCgA
http://www.youtube.com/watch?v=trjezk4mAYY
http://www.youtube.com/watch?v=omY0aqtDWOM
http://www.youtube.com/watch?v=VqLk9dAy4zo
http://www.youtube.com/watch?v=T6D5wjS73jk

Влажность воздуха и ее измерение

Цели урока:

дать понятие о влажности воздуха.
показать практическое применение и важность данной физической величины.

Задачи урока:

Образовательные:
подготовить учащихся к восприятию нового материала по теме «Влажность воздуха и ее измерение»;
сформулировать и дать представление об относительной влажности воздуха;
продемонстрировать различные способы измерения влажности воздуха при помощи измерительных приборов – психрометра, гигрометра;
показать, как меняется относительная влажность воздуха с помощью датчиков – относительной влажности и температуры;
с помощью формулы научить определять относительную влажность воздуха.
Развивающие:
выработать умение и навыки при работе с приборами;

развивать познавательный интерес, наблюдательность, научить решать задачи по определению относительной влажности воздуха.
Воспитательные:
формировать положительный интерес к физике;
показать значение влажности воздуха в определенных условиях, способы применения в метеорологии
развивать авыки проведения физического эксперимента.

Тип урока – комбинированный.

Методы:

рассказ-беседа;
сообщение учащихся;
физический эксперимент;
практические упражнения.

Формулированные явления:

наблюдать;
выставлять проблему;
экспериментировать (проводить эксперимент) ;
анализировать;
применять, прогнозировать.

Оборудование: компьютер и мультимедийный проектор; психометрическая таблица; таблица зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре; изображение гигрометров и прибор психрометр; колба стеклянная, объемом 0,5 л, электрическая плитка, датчики относительной влажности и температуры, система сбора данных, программно-аппаратный комплекс AFS.

План урока:

Организационный. (1 мин.)
Актуализация знаний: опрос (5 мин.)
Изучение нового материала:
Организация восприятия учебного материала (работа с презентацией учащихся, заполнение опорного конспекта). Демонстрационные опыты. (20 мин.)
Закрепление, обработка умений. (10 мин.)
Подведение итогов. (8 мин.)
Задание на дом. (1 мин.)

ХОД УРОКА

1. Организационный

– Добрый день юноши и девушки. Для того, чтобы затронуть тему нашего урока, нам необходимо ответить на ряд вопросов по теме «Насыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры». Затем мы посмотрим презентацию учеников вашего класса на тему нашего урока, из которой вы узнаете:

как влияет влажность воздуха на технологические процессы;
какими приборами можно измерить влажность воздуха;
как рассчитать относительную влажность воздуха (при этом необходимо вести конспект основных определений и формул).

Далее посмотрим демонстрационные опыты, с помощью которых можно увидеть, как меняется относительная влажность воздуха и температура. При этом будем использовать датчики относительной влажности и температуры. В конце урока проверим свои приобретенные знания и умения.

2. Опрос

а) Работа с таблицами зависимости давления и плотности насыщенного пора от температуры.

– При каком давлении вода будет кипеть при 19^оС? (Ответ: 2,2 кПа).
– Давление водяного пара при 14^оС было равно 1кПа. Был ли этот пар насыщенным? (Ответ: не был).
– Какова плотность насыщенного водяного пара при 100^оС? (Ответ: 0,59 кг/м³).

б) Образующие белые клубы при выдохе на морозе иногда называют паром. Правильно ли это? (Ответ: нет, это туман – мельчайшие капельки воды).
– В каком состоянии вещества плотность повышается с повышением температуры и почему это происходит? (Ответ: в состоянии насыщенного пара).

3. Изучение нового материала

Предоставляется слово вашим ученикам. (Презентация). Некоторые выдержки из нее мы запишем. Итак:

а) Влияние влажности воздуха на процессы, протекающие на Земле, а именно:

на здоровье человека;
на с/х угодия;
на флору и фауну.

б) Влияние влажности воздуха на технологические процессы:

на сушку, хранение готовых изделий;
в книгохранилищах, музеях.

в) Что такое водяной пар в атмосфере.
г) Какими величинами характеризуется влажность воздуха, как можно рассчитать влажность воздуха.

– Далее приступим к экспериментальному определению влажности воздуха с помощью приборов.
Относительную влажность воздуха можно измерить с помощью ряда приборов. Это гигрометр и психрометр.

Психрометр. (Показ прибора с сопровождением опытами учащихся по определению влажности с двумя термометрами).
Гигрометр волосяной.
Гигрометр конденсационный. (Фрагмент видеокассеты. Определение точки росы – температуры при которой пар становится насыщенным).

– Переходим к демонстрационным опытам. В этих опытах используется оборудование экспериментальной установки:

Система сбора данных, подключенная к компьютеру.
Датчик относительной влажности:

Диапазон измерений: 0-95%;
Точность измерений: 1%.

Датчик температуры поверхности:

Диапазон измерений: от – 25 до 125^оС ;
Точность измерений: ± 0,2^оС при 0 оС; ± 0,5^оС при 100^оС.

Колба стеклянная объемом 0,5 л.

Электрическая плитка.

Методика выполнения эксперимента.

Проведение измерений.

Демонстрируем учащимся измерение влажности воздуха в классной комнате. Для этого держим датчик относительной влажности воздуха и датчик температуры в руке (не зажимая) – 1 мин.
Измеряем температуру и влажность выдыхаемого вами воздуха. Для этого подносим датчики влажности и температуры ко рту и выполняем несколько вдохов и выдохов в течение 20 с. Измеряем температуру и влажность выдыхаемого вами воздуха. Для этого подносим датчики относительной влажности и температуры ко рту и выполняем несколько выдохов в течение не менее 20 с.
Помещаем датчик относительной влажности в колбу с водой, при этом датчик должен располагаться выше уровня воды в колбе. Демонстрируем учащимся увеличение относительной влажности воздуха в сосуде. Длительность проведения опыта 2-3 мин.
Закрепляем датчики относительной влажности и температуры на штативе на расстоянии 40-50 см от поверхности электрической плитки. Включаем плитку и демонстрируем учащимся уменьшение относительной влажности воздуха с возрастанием температуры нагрева плитки. Длительность проведения опыта 3-5 мин.
Результаты всех опытов фиксируются на графиках:

По окончании проведения опытов, результаты исследований (относительная влажность воздуха в классной комнате) сравниваются с результатами, полученными с использованием прибора для измерения относительной влажности воздуха (психрометр).

4. Закрепление

– Что понимают под влажностью воздуха?
– Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах ее выражают?
– Что такое упругость водяного пара?
– Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?
– Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?
– Что называют точкой росы?
– С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?
– Начертите рисунок, объясните устройство и принцип работы волосяного и конденсационного гигрометров и психрометра.

Решение задач

Используется психрометрическая таблица.

1. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10оС. Какую температуру показывает влажный термометр? (Ответ: tвл = 7оС).

2. Температура сухого термометра равна 10оС, температура влажного термометра –8оС. Определите относительную влажность воздуха. (Ответ: 76%).

5. Подведение итогов

Учащиеся обобщают и систематизируют полученные знания по теме.
Анализируя опыты, приходят к решению, что с помощью датчиков можно более точно определить относительную влажность воздуха в тех помещениях, где необходимо поддерживать определенные условия. Например, библиотеки, музеи растения и многое другое.

6. Задание на дом: П. 74, задачи на с. 191 (5,6).

Список литературы:

Аствацатуров, Г.О. Дизайн мультимедийного урока: методика, технологические приемы, фрагменты уроков. – Волгоград: Учитель, 2009. –133с. – ISBN 978-5-7057-2029-3.– 5000экз.
Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике 10 класс. –М.: ВАКО, 2014.–400 с. – (В помощь школьному учителю).
Физика. 10 класс: поурочные планы по учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б.Буховцева, Н.Н. Сотского «Физика. 10 класс»/ авт.- сост. Г.В. Маркина, С.В. Боброва.– Волгоград: Учитель, 2006.– 302 с.
https://urok.1sept.ru/articles/591254/Прозаровская Любовь Александровна, учитель физики
Ханжина Елена Вячеславовна, кандидат пед. наук, доцент кафедры теоретической физики, теории и методики обучения физике.
Описание экспериментальной установки.

Какой прибор используется для измерения влажности?

Вопрос №90326. Вопрос задан арминдасантана.
Последнее обновление 28 мая 2021 г. .

Связанные темы: Музыка

zbeckabee
У ответа 19 голосов

Лучший ответ на данный момент

zbeckabee
Модератор
0028

Ответ имеет 19 голосов.

На данный момент проголосовали за лучший ответ .

https://en.wikipedia.org/wiki/Гигрометр

26 декабря 2007 г., 15:36

zonko
Ответ имеет 7 голосов

zonko
15-летний член
106 ответов

Ответ имеет 7 голосов.

Гигрометры – это приборы, используемые для измерения влажности. Простая форма гигрометра, известная как «психрометр», состоит из двух термометров, один из которых включает в себя сухой термометр, а другой включает в себя грушу, которую поддерживают во влажном состоянии для измерения температуры по влажному термометру. Испарение из влажного термометра снижает температуру, поэтому термометр с влажным термометром обычно показывает более низкую температуру, чем термометр с сухим термометром, который измеряет температуру по сухому термометру. Однако при температуре воздуха ниже точки замерзания влажный термометр покрывается тонким слоем льда и все же может быть теплее, чем сухой термометр. Относительная влажность рассчитывается на основе температуры окружающей среды, показанной термометром с сухим термометром, и разницы температур, показанной термометрами с влажным и сухим термометрами. Относительную влажность также можно определить, найдя пересечение температур влажного и сухого термометров на психрометрической диаграмме. Одним из устройств, в котором используется метод влажного/сухого термометра, является пращевой психрометр, в котором термометры прикрепляются к ручке или отрезку веревки и вращаются в воздухе в течение нескольких минут. https://en.wikipedia.org/wiki/ Гигрометр

26 декабря 2007 г. , 15:38

MonkeyOnALeash
Ответ имеет 6 голосов

MonkeyOnALeash

У ответа 6 голосов.

Пращевой психрометр

http://i4weather.net/sling.jpg

Волосяной гигрометр

https://www.scientificamerican.com/article/bring-science-home-hair-hygrometer/

Последний раз ответ обновлялся CmdrK 28 мая 2021 г.

26 декабря 2007 г., 20:24

Войдите или создайте бесплатный идентификатор пользователя, чтобы принять участие в обсуждении

Измерение влажности | THE INSTRUMENT GURU

Содержание

«Дело не в жаре, дело во влажности!» Вы когда-нибудь слышали, чтобы кто-нибудь говорил это в теплый день?

Чтобы понять влажность, вы должны сначала осознать, что вокруг вас есть вода в воздухе. — Но я не мокрый! Вы могли бы сказать. Это правда. Большая часть окружающего вас воздуха содержит воду в виде газа, называемого водяным паром.

Давайте разберемся с влажностью через несколько пунктов: –

Что такое влажность?
Что такое точка росы?
Как измерить влажность?

Что такое влажность?

Легко определяемая влажность – это просто количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Водяной пар – это газообразное состояние воды. По мере повышения температуры воздуха может удерживаться больше водяного пара, поскольку движение молекул при более высоких температурах предотвращает образование конденсата.

Существуют три основных измерения влажности: относительная, абсолютная и удельная. Измерение влажности

Абсолютная влажность:-

Абсолютная влажность является мерой фактического количества водяного пара в воздухе, независимо от температуры воздуха. Чем выше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может находиться в кубическом метре объема воздуха с температурой в середине 80-х. (единицы — граммы водяного пара на кубический метр объема воздуха)

Относительная влажность: –

Относительная влажность, выраженная в процентах, является мерой количества водяного пара, содержащегося в воздухе, 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 (конкретная температура) содержит 50% воды, необходимой для насыщения воздуха. Насыщенный воздух имеет относительную влажность 100%. Измерение влажности

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:

Удельная влажность относится к весу водяного пара, содержащегося в единице веса (количества) воздуха (выражается в граммах водяного пара на килограмм воздуха). Абсолютная и удельная влажность очень похожи по своему понятию.

Что такое точка росы?

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

Как измерить влажность?

Поскольку влажность влияет на очень многое, отсюда следует, что существует очень много эффектов, которые можно использовать для ее измерения. Вот некоторые основные методы:

Типы гигрометров:

Следующие типы гигрометров используются для измерения влажности.

Датчик относительной влажности (электрический импеданс):-

Датчик относительной влажности гигрометр на основе электронного компонента, который поглощает водяной пар в зависимости от влажности воздуха и изменяет электрический импеданс (сопротивление или емкость). Прибор обычно представляет собой «зонд», прикрепленный непосредственно или кабелем к электронному блоку для отображения показаний относительной влажности.

Гигрометр с принципом конденсации: —

гигрометр, использующий охлаждение для создания регулируемой конденсации. Стабильная температура, при которой это происходит, измеряется и сообщается как точка росы или точка инея. Обычный формат представляет собой охлаждаемое зеркало с оптическим обнаружением конденсата, используемым в качестве обратной связи для контроля температуры зеркала.

Датчик точки росы:-

гигрометр на основе электронного датчика, изменяющего электрическую емкость при поглощении воды, способный измерять следовые количества водяного пара в очень сухих газах. Часто измеряется в единицах точки росы (или точки инея) — отсюда и название прибора — но показания могут отображаться и в других терминах.

Психрометр (гигрометр с влажным и сухим термометром)

Гигрометр, использующий испарительное охлаждение в качестве меры влажности.