Higrometru

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Higrometrul este un instrument care măsoară umiditatea relativă a aerului, adică raportul dintre umiditatea absolută , definită ca cantitatea de vapori de apă prezenți în atmosferă la un moment dat și umiditatea de saturație , adică cantitatea maximă de apă vapori care pot fi prezenți la o anumită temperatură și presiune . Ambele sunt exprimate în termeni de greutate a vaporilor de apă pe unitate de greutate de aer uscat și, prin urmare, sunt adimensionale. În timp ce umiditatea relativă, de asemenea adimensională, este exprimată ca procent ca raportul dintre cele două umidități absolute.

Un instrument similar, higrograful , măsoară schimbarea umidității într-un anumit interval de timp. Acesta constă în esență dintr-un higrometru asociat cu un recorder, fie el mecanic (tipic din hârtie) sau electronic.

Istorie

În jurul anului 1430 , Nicola Cusano a propus măsurarea umidității aerului prin diferența de greutate a unui balot de lână. În jurul anului 1500 Leonardo da Vinci a construit un higrometru mecanic. În 1664 Francesco Folli și-a propus propriul model de higrometru, bazat pe capacitatea higroscopică a frânghiei sau a hârtiei. În 1780 Horace de Saussure a construit higrometrul de păr . În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, John Coventry a dezvoltat un higrometru cu disc de hârtie. În 1820 John Frederic Daniell a inventat higrometrul de condensare. În 1825 Ernst Ferdinand August a inventat psihrometrul [1] .

Ilustrația Acta Eruditorum din 1687 referitoare la articolul Novum genus hygrometri ...
Ilustrație din Acta Eruditorum din 1688 referitoare la Epitome literarum ... de invento noviter hygrometro quodam

Higrometru de păr

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Higrometru de păr .

Higrometrul pentru păr a fost primul tip de higrometru conceput. Se bazează pe variația lungimii unui smoc de păr, deoarece umiditatea relativă variază. De fapt, părul uman are o alungire de aproximativ 2,5% între 0 și 100% umiditate relativă. Variația nu este exact liniar proporțională cu umiditatea relativă. Variația este amplificată în mod adecvat de un sistem de pârghii mecanice și este apoi înregistrată mecanic, datorită unui vârf de scriere și a unui dispozitiv de ceas (higrograf), sau transformată în impulsuri electrice care sunt apoi procesate cu instrumente electronice. Inima instrumentului este un păr lung, degresat cu atenție de exemplu cu eter, montat vertical în instrument pentru a preveni problemele de precizie și stabilitate ale măsurătorii, datorită efectelor de suspensie.

Capătul superior este fixat, prin intermediul unei pensete, de un șurub de calibrare care, prin reglarea tensiunii sale, permite calibrarea instrumentului. Partea inferioară este înfășurată pe tamburul de lancetă al instrumentului însuși. În condiții de umiditate scăzută, părul tinde să se scurteze proporțional cu valorile umidității relative, făcând astfel posibilă măsurarea [2] . Higrometrul de păr, datorită simplității sale și a costului relativ scăzut, este adesea folosit pentru a construi case de ceas.

Cu toate acestea, instrumentul nu este precis și, în modelele exclusiv mecanice, poate duce la erori de 5-10%, care pot fi parțial reduse cu tabele adecvate care explică neliniaritatea variației lungimii părului. Eroarea depinde de temperatura de funcționare (sub -30 ° C instrumentul nu funcționează deloc).

Din când în când, instrumentul trebuie păstrat în aer saturat, deci se regenerează (dacă este expus în aer liber, această regenerare are loc în mod normal noaptea și nu pune probleme); în plus, este supus calibrării. La tipurile mai simple, calibrarea ar trebui să fie adesea efectuată prin plasarea instrumentului timp de aproximativ o jumătate de oră într-o cârpă umedă și ajustarea indicelui la 95%.

Higrometru condensator

Este alcătuit dintr-o cutie metalică cu pereți oglindi, în interiorul căreia este așezat eterul [3] . Cutia are trei găuri, una pentru introducerea aerului, una pentru evaporarea eterului și cealaltă pentru introducerea unui termometru. Injectarea aerului printr-o suflantă determină evaporarea eterului, ceea ce determină răcirea cutiei până când pereții se aburesc; în acest moment temperatura se citește cu termometrul care pescuiește în interiorul cutiei și se compară cu temperatura ambiantă măsurată cu un alt termometru, obținându-se umiditatea relativă a aerului prin intermediul unor tabele speciale. Acest tip de higrometru a căzut în uz.

Higrometru cu bec umed

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Psihometru .

Higrometrul cu bec umed sau higrometrul lui Assman [4] exploatează scăderea temperaturii cauzată de evaporarea naturală a apei. Această temperatură este detectată de un termometru cu bec pus în contact cu o cârpă umedă, numit bec umed , și este comparat cu un termometru similar care măsoară temperatura ambiantă reală, numită bec uscat . Cele două temperaturi fac posibilă măsurarea umidității relative a mediului printr-un grafic, numit diagramă psihrometrică , care pe lângă umiditatea relativă poate oferi și informații cu privire la entalpia și umiditatea absolută sau prin formule specifice.

Higrometru electronic

Higrometrul electronic folosește senzori de stare solidă care au caracteristica de a-și varia parametrii electrici proporțional cu valoarea umidității relative la care sunt expuși. Ele pot fi rezistive sau capacitive. În ambele cazuri, circuitul de condiționare folosește o configurație Wheatstone Bridge [5] pentru sensibilitatea sa mare, transformând variația rezistivă sau capacitivă într-un semnal electric măsurabil. Higrometrele electronice sunt extrem de precise și compacte, deși, evident, au nevoie de o sursă de energie pentru a funcționa.

Notă

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 44331 · LCCN (EN) sh85063536 · GND (DE) 4120468-2 · BNF (FR) cb11958222p (dată) · NDL (EN, JA) 00.571.287