Гигрометры
Во многих отраслях хозяйства, а также в быту, часто требуется измерить влажность воздуха или газов.
От точности показателей зависит здоровье окружающих людей, сохранность материалов, выполнение технологических процессов.
Для этих целей используется гигрометр — прибор с большим перечнем полезных характеристик.
Содержание
- 1 Что это за прибор и для чего нужен?
- 2 Как выглядит: описание и фото
- 3 Что можно измерить с помощью агрегата?
- 4 Схема и конструкция измерителя влажности
- 5 Характеристики
- 6 Виды
- 7 Регулировка и настройка прибора
- 8 Правила использования
- 9 Сроки службы и поверки
- 10 Как сделать своими руками?
- 11 В чем плюсы и минусы?
- 12 Сколько стоят в России и от чего зависит цена?
- 13 Заключение
Что это за прибор и для чего нужен?
Гигрометром называется измерительный прибор, предназначен для определения влажности. С его помощью происходит контроль показателя в различных сферах деятельности. В настоящее время есть несколько разновидностей устройства с разными принципами действия.
Гигрометр в переводе с греческого — измеритель жидкости (ὑγρός «жидкий» + μετρέω «измеряю»). Еще одно греческое название — гироскоп (гигро – влажный + метрон – мера). Прибор измеряет:
- процент влажности воздуха;
- может применяться в работе с другими газами.
Современные гигрометры различаются по:
- виду;
- принципу действия;
- назначение и конструкции.
Как выглядит: описание и фото
Вид прибора зависит от класса, к которому он относится.
Существует несколько классов гигрометров, работа которых основана на различных принципах:
- весовые;
- кондуктометрические;
- волосные;
- конденсационные;
- электронные.
Что можно измерить с помощью агрегата?
Назначение прибора — определение количества влаги в газах. Основные показатели, которые измеряются при помощи гигрометра:
- Влажность абсолютная. Показатель отображает вес водяного пара, находящегося в момент измерения в 1 куб. м. атмосферы.
- Влажность относительная. Это параметр, характеризующий количество влаги в момент измерения наиболее близкое к максимальному значению для данной температуры. Измерение производится в % и чаще всего применяется при описании метеообстановки.
- Точка росы. Так называется температура конденсации водяного пара из воздуха на холодной поверхности.
После получения данных по одному из показателей, его можно преобразовать в другие.
Например, чтобы по относительной влажности определить точку росы, понадобится применить нужную формулу и немного несложных вычислений.
Сфера применения гигрометров очень велика. Контроль влажности необходим в разных отраслях промышленности и решает несколько задач. Производители стараются выпускать приборы, рассчитанные на конкретные задачи и специфику применения. Например:
-
Длительное хранение сельскохозяйственной продукции.
Постоянный контроль влажности необходим, чтобы создавать и соблюдать температурно-влажностный режим в помещении.
- Хранение лекарственных препаратов, требующих определенных условий. Многие лекарство теряют свои характеристики в условиях избыточной влажности.
- Поддержание микроклимата в библиотеках и архивах. Старинные книги и многолетние материалы могут разрушиться от избытка влаги.
- Контроль влажности стройматериалов. В первую очередь это касается степени просушки древесины и определения влажности бетона.
- Проверка материалов при производстве мебели. Это необходимо для точного соблюдения технологического процесса и увеличения срока службы готовых изделий.
Схема и конструкция измерителя влажности
Современное устройство состоит из корпуса, внутри которого спрятан механизм, определяющий влажность. Конструкция этого механизма зависит от типа прибора.
Обычно устройство гигрометра включает несколько конструктивных элементов:
- чувствительный элемент (чаще емкостный);
- преобразователь сопротивления;
- защитный фильтр;
- корпус;
- электронный измерительный преобразователь.
Чувствительный элемент обязательно защищен от механических повреждений. Для электронных моделей необходим источник питания, например, батарейки. Если они спрятаны в корпус — это беспроводная конструкция.
Есть проводные гигрометры, в которых индикатор расположен на конце провода. Это удобно при проведении замеров в труднодоступных местах. Существуют аккумуляторные разновидности устройств и цифровые. В цифровых гигрометрах уровень влажности отображается на дисплее.
Аналоговые модели имеют стрелку и циферблат.С исследуемой средой у них контактирует датчик. Есть два вида — внутренний (для определения влажности окружающего воздуха) и наружный. Последний используется для замеров в конкретной точке.
Принцип действия аппарата основан на физическом процессе охлаждения воды при испарении. Наиболее точное измерение обеспечит электролитический гигрометр. При правильном хранении подобный прибор служит долго и не изнашивается.
Традиционный аналоговый гигрометр работает на основе изменения длины волоса. Натяжение материала фиксирует положение стрелки на шкале. Погрешность — до 7%. Для домашнего пользования это не имеет значения, а в профессиональной деятельности используются другие приборы.
Схема волосного прибора:
Полная информация о схемах в этой статье.
Характеристики
Прибор имеет несколько основных характеристик:
- Класс точности. Согласно ГОСТ 23382-78 установлены такие классы точности для гигрометров — 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; (2,5). Зависит от типа используемого датчика.
- Единицы измерения или метрическая система. Если приборы определяют относительную влажность воздуха, то результат выводится в процентах от 0 до 100. У моделей, показывающих точку росы, результат отображен в градусах Цельсия. Для указания абсолютной влажности в международной системе единиц используют кг/м3, а в физической системе единиц — г/см3.
- Погрешность. Предел допускаемой основной абсолютной погрешности, вызываемой изменениями внешних влияющих величин, зависит от класса точности гигрометра. Значение отклонений указаны в табл. 1 ГОСТ 23382-78.
Диапазон измерения обычно составляет от 0% до 100%, в некоторых случаях от 20% до 100%.
Виды
Современные разновидности гигрометров основаны на разных принципах действия приборов. Основные из них:
- Волосной. Конструкция содержит человеческий волос. Принцип действия базируется на способности волоса завиваться или расправляться при изменении степени влажности воздуха.
- Психометрический. В нем есть два термометра, по разности показаний которых производится расчет влажности воздуха.
- Электронный. Очень простой прибор для пользователей. Все данные выводятся на цифровой дисплей. Современные модели оснащаются дополнительными функциями — измерение температуры, освещения, отображение дня недели и времени, будильник.
- Конденсационный. Выдает наиболее точные показания, но имеет большие габариты.
- Весовой. Состоит из нескольких трубок, соединенных между собой. В трубках помещено гигроскопическое вещество. Основой расчета служит разница веса системы до и после пропуска порции воздуха. Имеет очень точные результаты, но неудобен для рядового пользователя — необходимость вычислений по специальным формулам.
- Керамический. В этой модели датчиком является специальная керамическая смесь (твердая и пористая). Она способна изменять свое электролитическое сопротивление в зависимости от влажности.
Кроме различий по типу и конструкции, гигрометры бывают стационарные, портативные, настольные, настенные, контактные, бесконтактные.
Полная статья о видах здесь.
Регулировка и настройка прибора
Устройства чувствительны к вибрации и встряскам. Поэтому гигрометры продаются неоткалиброванными. Показания прибора без регулировки могут значительно отличаться от реального значения влажности.
После приобретения прибора, необходимо его откалибровать. Принцип этого действия заключается в том, что прибор помещается в среду с уже известной влажностью. Затем его показания нужно подстроить под известное значение.
Для этих целей на задней панели прибора предусмотрен винтик, при прокручивании которого показания меняются. Нулевое расхождение свидетельствует об окончании настройки. Если винтика в модели нет, то требуется разобрать корпус и поворачивать циферблат относительно стрелки. Лучше всего использовать второй, уже откалиброванный прибор. Его нужно поместить рядом с новым и выставить одинаковые значения.
Если старый прибор имеет неточные показания, то новый будет иметь аналогичную ошибку.
Есть еще два способа:
-
Быстрый. Понадобится завернуть гигрометр во влажную ткань и поместить в полиэтиленовый пакет.
В замкнутом пространстве влага будет испаряться до значения влажности около 96%. На это уйдет примерно 1 час. Затем нужно вынуть гигрометр и установить стрелку на 96%. Однако этот метод признан неточным.
- Долгий. Поместить гигрометр в герметичную коробочку, в которой содержится насыщенный раствор поваренной соли. Рядом с насыщенным соляным раствором влажность равна 75%. Для этого метода потребуется восемь часов. Через 8 часов нужно достать гигрометр и установить стрелку на 75%. Этот метод считается очень точным, ему можно доверять.
В обоих методах следует сразу устанавливать стрелку в нужное положение.
Как только гигрометр будет извлечен из созданной среды, он тут же начнет менять свои показания в сторону влажности окружающего воздуха. Если в течение минуты показания не выставить, то калибровку придется повторить.
О калибровке все сведения здесь.
Правила использования
Техника работы с гигрометром зависит от типа устройства. В комплекте с прибором обязательно прилагается инструкция по его использованию. Только четкое следование всем пунктам документа обеспечит точность полученного результата.
Электронного
Такие гигрометры просты в эксплуатации. Настройка им не нужна, они сразу готовы к работе. Вначале нужно визуально осмотреть гигрометр, чтобы не было механических повреждений. Затем:
- включить прибор;
настроить параметры времени, дня и прочие данные; - немного подождать, пока устройство проведет расчет показателя влажности;
- просмотреть результат на табло.
Очень удобная версия для бытового применения.
Об электронных видах полная статья здесь.
Механического
Точность такого типа гигрометра считается средней. Погрешность около 5-8%. Вначале понадобится провести калибровку аппарата с помощью эталонного гигрометра. Затем поместить его на постоянное место (стол или стена), и снимать показания. Кроме уровня влажности приборы могут регистрировать значение температуры.
Основные правила при работе с приборами любого типа:
- беречь устройство от падения;
- запрещено обрабатывать растворами с агрессивными веществами;
- не перегревать (допустимый предел указан в инструкции);
- если нужно применять воду, то брать дистиллированную.
Вся информация об использовании по ссылке.
Сроки службы и поверки
Оба интервала указываются в паспорте прибора. Поверка выполняется с целью подтверждения соответствия гигрометра установленным требованиям.
В процессе проверки проверяются значения погрешности и сравниваются с допустимыми отклонениями. По завершении поверки выдается заключение о пригодности (или непригодности) прибора к дальнейшему использованию.
В зависимости от типа гигрометра, интервал между поверками составляет 1-2 года.
Гарантийный срок службы устройства — 1 год. Полный срок зависит от качества использования и условий, в которых прибор работает.
Детально о сроках службы тут.
Как сделать своими руками?
Существует много способов самостоятельного изготовления прибора. Тип конструкции зависит от знаний и навыков мастера, а также наличия материалов. Рассмотрим простейшие варианты, не требующие специальных знаний по физике или электронике.
Вариант 1
В этом случае провести измерение возможно один раз. Затем весь процесс необходимо повторять. Понадобится обычный стакан, чистая вода и работающий холодильник. Налить в стакан воду и поставить в холодильник. Когда вода охладится, следует вынуть стакан и установить в помещении для измерения влажности.
Стакан нужно ставить вдали от отопительных приборов.
Результат может проявиться в одном из трех вариантов:
- При пересушенном воздухе и малом проценте влажности на стенках емкости появится конденсат, но через 5-7 минут он начнет постепенно исчезать.
- При повышенной влажности в помещении конденсат будет стекать каплями.
- При нормальном уровне влажности на стенках стакана ни конденсат, ни капли не появятся.
Точного показателя этот способ не дает, но общий уровень влажности продемонстрирует.
Вариант 2
Более точный, но требует определенных материалов и действий. Понадобится:
- 2 термометра;
- кусок ткани;
- дистиллированная вода и емкость для нее.
Также нужна панель для крепления домашнего гигрометра (пластик, дерево).
- На панели закрепить 2 термометра. Они должны быть расположены параллельно друг другу.
- Под одним из них следует установить чашку с водой.
- Нижнюю часть градусника, где находится ртуть, обернуть в хлопчатобумажную ткань. Обвязать ниткой и прикрепить.
Опустить край ткани на 5-7 см в воду. Этот термометр будет называться «мокрым», второй «сухим». По разнице их показаний вычисляется уровень влажности.
Дополнительно об изготовлении в этой статье.
В видео инструкцию по изготовлению волосяного гигрометра:
В чем плюсы и минусы?
Основным плюсом прибора является возможность определить влажность воздуха в помещении. Остальные параметры могут варьироваться в зависимости от типа изделия.
Преимущества:
- долговечность;
- вариабельность конструкций;
- широкий диапазон измерений;
- достаточно высокая точность;
- малый разбег погрешностей;
Недостатки:
- габариты (в зависимости от типа);
- сложность измерения и настройки;
- стоимость;
- потребность в систематической поверке.
Отзывы пользователей кратко
Покупатели отмечают плюсы изделий:
- компактность;
- практичность;
- долговечность;
- наглядность;
- точность.
Минусы:
- в некоторых моделях нет инструкции на русском языке;
- сложность настройки;
- необходимость постоянного обслуживания.
Отзывы подробно здесь, здесь, тут и по ссылке.
Сколько стоят в России и от чего зависит цена?
Цена варьируется. Например:
- 399 — 2800 рублей — бытовой термогигрометр;
- 1489 — 3500 рублей — гигрометр фармацевтический;
- 1500 — 2700 рублей — психометрический.
Стоимость на приборы зависит от типа конструкции, производителя, места приобретения, наличия дополнительных функций, вида используемых материалов.
Заключение
Гигрометр считается очень важным прибором. Большой выбор конструкций моделей позволяет подобрать изделие с нужными характеристиками. При необходимости гигрометр делают самостоятельно. Устройство не только показывает влажность воздуха, но и поддерживает значение на требуемом уровне.