Вопрос о том, как сделать прибор для измерения влажности воздуха, интересовал физиков испокон веков. В свое время такая проблема беспокоила также синоптиков. Сегодня же даже для обычных людей не менее важно обладать информацией об уровне влажности внутри помещений, где приходится жить, работать и просто проводить достаточно много времени.

Как влажность воздуха отражается на самочувствии?

Тело взрослого, сформировавшегося человека практически на 70% состоит из воды, а тело маленького ребенка и того больше, примерно на 90%. Согласно мнению специалистов, в течение суток человек должен потреблять не менее 2 литров обычной воды, что способствует поддержанию основных процессов функционирования организма.

Длительное нахождение в засушливой среде приводит к потере влаги кожей и как результат - к быстрому старению. Легкие человека высвобождают воздух, влажность которого составляет порядка 100%. Если при этом вдыхается слишком пересушенный воздух, его увлажнение в организме происходит за счет внутренних жидкостей. Длительное нахождение в таких условиях обязательно вызывает высыхание слизистых оболочек. Именно отсюда ощущение сухости во рту, пересыхание губ, заложенность носа, возникновение периодических мелких покашливаний, сопение и храп во время сна.

Аппаратура для измерения влажности воздуха

Существует целый ряд как специализированных, так и импровизированных приборов для измерения уровня влажности воздуха в помещениях. Среди наиболее распространенных специальных аппаратов следует выделить психрометры и гигрометры. Служат такие приборы единой цели, однако в основе их работы лежат кардинально отличные друг от друга принципы.

Если говорить об импровизированных способах измерения влажности, то здесь можно отметить возможность применения обычного стакана с водой или стандартного термометра, о чем более подробно будет рассказано далее.

Гигрометры

Гигрометр - прибор для измерения влажности воздуха, принцип работы которого позволяет выявить, как изменение показателей влажности отражается на отдельных телах и материях. В качестве яркого примера можно отметить волосной гигрометр, где в качестве средства для измерения выступает обезжиренный человеческий волос. Изменяя собственную длину, исходя из изменений показателей влажности, волос позволяет получать данные о необходимом показателе в пределах от 30 до 100%.

Широкое распространение также приобрел гигрометр пленочного типа. Такой прибор измерения влажности воздуха содержит крайне чувствительный к уровню влаги элемент в виде органической пленки. Существует также целый ряд других, более высокоточных гигрометров. Однако их применение в бытовых условиях может оказаться слишком дорогим удовольствием.

Психрометры

Достаточно широкое распространение в быту получил психрометрический метод вычисления показателей влажности. Если гигрометрический прибор для измерения влажности воздуха обычно демонстрирует отклонения в показателях на уровне порядка 5% в обе стороны, то в случае с психрометрами такие погрешности отсутствуют.

Простейшие психрометры обладают двумя датчиками - сухим и влажным. В то время как испарение воды приводит к охлаждению влажного датчика, сухой элемент психрометра фиксирует изменения в температуре окружающего пространства. Результатом измерений на основе данного принципа становится формирование необходимых показателей в специальном микропроцессорном приборе.

Таким образом, несложно понять, что психрометр - прибор для определения влажности воздуха, где главную роль играет регистрация показателей о разности температур на сухом и влажном датчиках.

Измерение влажности воздуха без применения аппаратуры

Существует довольно простой способ, при помощи которого можно получить достаточно объективные данные об уровне влажности в помещении. Причем для этого достаточно всего лишь наличия обычного стеклянного стакана с водой.

Чтобы измерить влажность, необходимо наполнить стакан холодной водой, после чего поместить емкость на несколько часов в холодильник, пока вода не остынет до температуры около 5 о С. Поставив стакан в помещении, в котором необходимо узнать уровень влажности, следует наблюдать за поверхностью стекла, обращая внимание на следующее:

• если стенки стакана вначале запотели, а затем быстро высохли на протяжении нескольких минут, в таком случае воздух в помещении сухой;
• сохранение эффекта запотевания стенок по истечении 5-10 минут после начала наблюдений свидетельствует о средней влажности воздуха;
• появление стекающих ручейков на стенках стакана говорит о высокой влажности.

Измерение влажности с помощью термометра

Достаточно эффективный прибор для измерения влажности воздуха - обычный термометр. Использование термометра с данной целью является своеобразным копированием принципа действия психрометров.

Для начала при помощи стандартного ртутного термометра фиксируется температура воздуха в помещении, а затем его головку плотно оборачивают влажной марлей либо кусочком мокрой ваты. Через 10 минут отмечаются новые показатели температуры.

Чтобы узнать влажность в процентах, из данных о температуре на термометре в «сухом» состоянии вычитается температура «мокрого» термометра.

Поддержание баланса влажности на практике

Теоретические знания об измерении влажности в средине помещений важны. Однако для тех, кто столкнулся с необходимостью поддержания «здорового» баланса сухости и влажности воздушного пространства, требуется все же практика.

Чтобы контролировать влажностные условия в собственном доме, достаточно приобрести эффективный прибор для измерения влажности воздуха в помещении. Сейчас такая задача не составляет проблем. Наиболее популярными в последние годы являются электронные аппараты для вычисления влажности с внешними и внутренними датчиками. Внешний датчик помещается за окно, в то время как корпус прибора остается внутри. Это позволяет получать объективные данные насчет показателей влажности как внутри помещения, так и снаружи.

При желании можно потратиться на покупку психрометра или гигрометра. Однако нельзя назвать такой вариант уж слишком экономичным. Стоимость того или иного прибора здесь во многом будет зависеть от точности показателей и доступных диапазонов измерения.

В итоге наиболее эффективным может стать приобретение специального увлажнителя воздуха, который, помимо своей основной задачи, способен фиксировать необходимые показатели в помещении.

В помещении, особенно там, где живет ребенок. Ведь от этого зависит его здоровье. В сухом пыльном воздухе квартир находится слишком много аллергенов, а сырая комната способна довести вашего малыша до хронических заболеваний. Но как провести в помещении? Об этом мы и поговорим сегодня.

Как измерить влажность стаканом

Конечно, если у вас нет специального прибора, можно воспользоваться и старым способом. Для этого стакан, наполненный водой, нужно поместить в холодильник до того момента, пока вода не остынет до температуры -5°С (это средние показатели для холодильной камеры). Затем поставьте этот самодельный прибор для измерения в комнате подальше от батареи и понаблюдайте за ним. Стенки стакана запотеют, но если уже через пять минут окажутся сухими, в комнате недостаточная влажность. Если же через это время они так и будут запотевшими, показатели в норме. А вот вода, стекающая по стенкам ручейками, сигналит о том, что в комнате слишком сыро.

Но вы понимаете, что подобные показатели слишком приблизительны. Для того чтобы установить точные цифры, необходим гигрометр. Существует несколько видов данных аппаратов.

Прибор для измерения влажности воздуха: термогигрометр

Это довольно сложное приспособление, которое измеряет не только влажность, но и температуру в помещении. Кроме того, термогигрометр демонстрирует показатели, измеренные в разных концах комнаты: там, где прикреплен датчик, и на месте установки самого аппарата.

Кабель цифрового термогигрометра имеет протяженность 1,5 м, а диапазон показателей составляет от 0 до 90%. Беспроводные приборы, кроме прочего, снабжены еще и функцией сигнала тревоги на случай критического состояния влажности в помещении.

Принцип работы волосяного и пленочного гигрометра

Волосяной гигрометр создан на основе синтетического обезжиренного волоса, точнее его способности менять свою длину в зависимости от состояния воздуха. Он натягивается между концом стрелки и пружинкой. Колебания его длины заставляют двигаться стрелку по циферблату. Этот прибор для измерения влажности воздуха способен определить ее в большом диапазоне (от 0 до 100%), он прост в обращении, его можно крепить к стене.

Пленочный гигрометр имеет чувствительный элемент, сделанный из органической пленки. Она растягивается или сжимается при изменениях показателей влажности. Изменения положения ее центра передается на стрелку.

При условиях низкой температуры эти два вида гигрометра являются основными приборами измерения уровня влажности.

Как сделать правильный выбор

Какой именно выбрать гигрометр: настенный, настольный, механический или цифровой, решает сам покупатель. Но при покупке необходимо соблюдать несколько правил.

• В первую очередь решите, насколько точные данные вам нужны, ведь существуют модели, способные измерять абсолютные показатели, и те, которые демонстрируют относительные результаты.
• Подумайте о месте, где будет стоять или висеть ваш прибор для измерения влажности воздуха.
• Проверьте его комплектацию: качественное устройство должно иметь индикаторы и психометрическую таблицу.
• Не забудьте чек. Так вы всегда сможете вернуть некачественный товар.

Введение……………………………………………………………….….3

Абсолютная и относительная влажность……………………………....4

Приборы для определения влажности воздуха…………………..…...6

Заключение……………………………………………………………...11

Список использованных источников………………………………….1

Введение

Влажность воздуха представляет собой один из самых важных параметров, которыми характеризуется состояние атмосферы. Она оказывает влияние на среду обитания человека, ее комфортность, и, соответственно, по этой причине контролируется экологическими службами. От уровня влажности, помимо непосредственно здоровья людей, зависит работоспособность многих предприятий, качество технических процессов, обстановка на выставках и в музеях. Непосредственно уровнем влажности воздуха определяется качество выполнения многих технологических процессов. Данная работа является актуальной, так как в современном мире вся жизнь и деятельность человека не являются возможными в отсутствие достоверных данных о характеристиках влажности. В данной работе будет рассмотрено понятие влажности, абсолютной и относительной, также внимание будет уделено способам измерения уровня влажности воздуха.

Абсолютная и относительная влажность

Практически каждый знает, что существует понятие абсолютной, и относительной влажности. Внесем ясность в этот вопрос. Абсолютная влажность есть вес, или точнее говоря, масса водяного пара, который содержитсяя в 1 м3 воздуха. Иными словами, абсолютная влажность представляет собой ни что иное, какплотность водяного пара в воздухе. Действительно, при одной и той же температуре воздух может поглотить только вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Соответственно, абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости. Еще одно понятие, которое необходимо рассмотреть в контексте влажности – влагосостояние. Влагосостояниеявляется характеристикой водяного пара в атмосфере, определяющей его состояние относительно насыщенного пара при той же температуре. Данная характеристика для компонентов атмосферы практически используется только для влаги, что объясняется большим количеством практических задач, в которых не столь важно знание общего количество влаги в воздухе, сколько определение, сколько еще влаги может при данной температуре испариться. Например, именно этим и определяется степень и скорость высыхания или увлажнения различных предметов и объектов, а также уровень комфортности пребывания человека в данном месте.

Относительная влажность. Основной характеристикой влагосостояния является относительная влажность, то есть выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к той, которая возможна при данной температуре без выпадения росы :

К характеристикам влагосостояния относят дефицит парциального давления, дефицит точки росы и еще ряд характеристик водяного пара относительно тех же характеристик в состоянии насыщения.

Несмотря на то, что список характеристик влагосодержания несколько длиннее списка характеристик влагосостояния, на практике наиболее массовыми являются гигрометры – приборы для измерения относительной влажности воздуха. Эти приборы составляют более 70% всего парка приборов для измерения влажности.

Приборы для определения влажности воздуха

Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассманах.

Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.

Станционный психрометр Августа (рис. 1а) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.

Аспирационный психрометр Ассмана (рис. 2б) даёт более точные показания, так его корпус заключен в металлический футляр, предохраняющий резервуары термометров от воздействия лучистой энергии и движения воздуха.

Рисунок 1. Психрометры:

а – станционный; б – аспирационный

Движение воздуха обеспечивается вентилятором, что гарантирует постоянную скорость его перемещения вокруг резервуаров термометров (2 м/с). Конец одного из термометров обернут тонкой материей и перед каждым наблюдением его смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. Вентилятор заводят ключом и производят через 3-4 минуты от начала его работы регистрацию показаний. Измерения производят в центре помещения на высоте 1,5 м от пола.

Гигрометр (рис. 2) (от греч. hygros – влажный) – прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха.

Данные приборы создавались с использованием самых разнообразных принципов действия. Рассмотрим основные из них:

• волосяные гигрометры – это гигрометры, в которых используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха. С использование этого принципа было создано огромное число приборов. Их отличает простота исполнения и дешевизна материалов, благодаря простой конструкции стоимость изготовления такого прибора очень низка.
• гигрометры точки росы – это приборы, в которых оптическим способом или визуально фиксировался факт выпадения росы на поверхности металлического зеркала, температура которого измерялась. Таким образом определялась температура, при которой данная абсолютная влажность становилась влажностью насыщенного пара. Абсолютная влажность определялась по давлению насыщенного пара при температуре выпадения росы.
• пьезосорбционные гигрометры - приборы, в которых измерялась частота собственных колебаний какого-либо гигроскопичного кристалла.
• емкостные гигрометры – в таких гигрометрах измеряется емкость конденсатора с гигроскопичным диэлектриком между обкладками. Многие конденсаторы, созданные по такому принципу, измеряют относительную влажность, т.к. непосредственно от этой характеристики зависит насыщение влагой диэлектрика и соответственно, емкость конденсатора.
• резистивные гигрометры - используют принцип изменения электрического сопротивления или проводимости гигроскопичного материала. Прибор измеряет электрическое сопротивление и может быть проградуирован в единицах как относительной, так и абсолютной влажности.

Рассмотрим принцип работы волосяного гигрометра подробнее. Как уже отмечалось, в основы работы этого прибора положена способность волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в – сухой.

Рисунок 2 - Гигрометр

Принцип работы гигрографа (рис. 3) аналогичен работе барографа и термографа.

Рисунок 3 – Гигрограф

Прибор служит для регистрации непрерывных измерений относительной влажности, состоит из воспринимающего элемента – пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.

Также существует еще целый ряд приборов, предназначенных для измерения влажности воздуха, однако, не нашедших широкого применения на практике. Это, как правило, сверхточные приборы, предназначенные для решения узкоспециальных задач. Например, в образцовых установках и в установках эталонного уровня создавались и успешно использовались гигрометры, измеряющие, затухание СВЧ излучения в полости, содержащей пары воды или поглощение парами воды инфракрасного излучения в полосах около 6,5 мкм и 2,7 мкм.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные понятия, связанные с влажностью воздуха. Измерение и контроль влажности воздуха является актуальным вопросом, т.к. влажность воздуха непосредственно влияет на состояние людей и технических процессов. Особенно важную роль играет контроль влажности на производстве. В работе были в общем рассмотрены некоторые способы измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.

Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. Psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассмана.

Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.

Станционный психрометр Августа состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.

Гигрометр (от греч. hygros - влажный) - прибор для непосредственного определения, относительной влажности воздуха. Существуют различные типы гигрометров, но наиболее распространенные из них - волосяные, основанные на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой.

Гигрограф . Принцип работы гигрографааналогичен работе барографа и термографа. Прибор служит для регистрации непрерывных измеренийотносительной влажности, состоит извоспринимающего элемента - пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.

Способы определения влажностивоздуха

Расчет абсолютной влажности при работе с психрометром Августа производится по формуле Реньо:

K = f-Q (t-t,)-B,

где К - искомая абсолютная влажность, г/м 3 ;

f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра определяется по таблице (см. примечание);

Q - психрометрический коэффициент, который принимается равным для открытой атмосферы 0,00074, а для воздуха помещений - 0,0011;

t - температура сухого термометра;

ti - температура влажного термометра;

В - барометрическое давление в момент исследования, мм рт. ст;

0,5 - постоянный психрометрический коэффициент;

755 - среднее барометрическое давление, мм рт. ст.

Таблица№2

УПРУГОСТЬ НАСЫЩЕННЫХ ВОДЯНЫХ ПАРОВ /выборочно/

Расчёт относительной влажности: перевод найденной абсолютной влажности в относительную производится по формуле:

где R - относительная влажность, %;

К - абсолютная влажность, г/м 3 ;

F - максимальная влажность при температуре сухого термометра (см. таблицу в примечании).

Если наблюдение производят в комнате, где движение воздуха совершается равномерно, то можно для облегчения пользоваться специальными таблицами, в которых по температуре сухого и влажного термометров непосредственно находят соответствующую относительную влажность.

Выработка у студентов навыков организации и проведения профилактических (гигиенических) мероприятий, ведения и пропаганды здорового образа жизни, умений использовать факторы окружающей среды, в данном случае физические свойства воздуха (температуру, влажность, атмосферное давление), в оздоровительных целях, основана на осознанном понимании связи здоровья человека с окружающей средой, факторами и условиями жизни, трудовой деятельностью, поэтому студенты должны владеть информацией по освоению методологии профилактической медицины, приобрести гигиенические знания и умения по оценке влияния факторов среды обитания на здоровье человека и населения.

Тема «санитарно-гигиеническая оценка микроклимата помещений (температура, влажность, атмосферное давление)» раскрывает вопросы, связанные с основными понятиями микроклимата, теплообмена и факторами их определяющими и регулирующими. Гигиенические требования к температурно-влажностному режиму помещений. Показатели, нормативы.

Мы регулярно следим за чистотой квартиры, в которой мы живём, регулярно моем полы, вытираем пыль, моем посуду, но редко задумываемся о влажности воздуха в квартире. Ведь это также влияет на самочувствие человека, от этого зависит состояние бытовой техники, находящейся в доме. За показателем в квартире крайне важно следить для благоприятных условий жизнедеятельности.

Определение влажности воздуха

Очень важно определять влажность воздуха в помещении. Степень этого показателя зависит от нескольких факторов:

• Климат в регионе.
• Состояние постройки.
• Эксплуатация помещения.
• Техногенное воздействие.

Как правило, для максимального приближения к норме или создания комфортных условий используются специальные приборы, увлажняющие пространство в доме. Помимо этого, существуют специальные кондиционеры, способные самостоятельно измерять уровень влаги в помещении и автоматически поддерживать его состояние.

Единицы измерения

Влажность бывает двух видов: абсолютная и относительная. Абсолютная - означает количество водяного пара в определённом объёме воздуха; измеряется она в г/м3. Относительная же влажность - это масса водяного пара в конкретном объёме воздуха; измеряется в процентах.

Самостоятельно измерить уровень увлажнённости в квартире можно с помощью специальных приспособлений, а также при помощи подручных средств. Например, еловая шишка поможет вам узнать, в каком состоянии находится воздух в вашей квартире . Если в комнате сухо, чешуйки шишки будут раскрываться. А также проверить это вы сможете, проследив за состоянием конденсата. Если воздух увлажнён в достаточном количестве, процесс испарения будет проходить довольно медленно.

Простой метод

Мы можем измерить уровень увлажнённости при помощи стакана.

Действия следующие:

Не забудьте засечь время! Для наблюдений за поведением конденсата потребуется примерно десять минут.

Если конденсат на стенках вашей ёмкости высохнет за такой короткий промежуток времени , это означает, что в помещении довольно сухо. Если же стенки стакана или другой посуды останутся мокрыми - это хороший результат, означающий, что воздух в комнате достаточно увлажнён. Если капли конденсата стекают по стенкам выбранной ёмкости - это знак того, что воздух в помещении чересчур увлажнён и количество водяных паров повышено. Такой метод не даст вам полной точности и конкретных цифр, но увидеть недостаток или избыток влаги таким способом вполне получится .

Приборы для помещений

Прибор для измерения влажности воздуха в помещении называется гигрометр. Важно знать, что измеряет гигрометр и как им правильно пользоваться.

Гигрометр бывает разных видов:

В домашних условиях чаще всего используются электронные, волосяные и психометрические гигрометры. Одним из самых простых в использовании считается волосяной гигрометр. Принцип его действия простой: достаточно просто посмотреть на стрелку, указывающую на уровень влажности, указателем которой является обычный волос. Поэтому гигрометр называется волосяным. Такой прибор обладает высокой чувствительностью и используется обычно в домашних помещениях.

Самым надёжным методом измерения считается психрометр . Принцип его действия основывается на том, что наличие влаги в помещении понижает температуру. На термометре установлены два термометра: сухой и влажный. Для того чтоб определить уровень влажности, необходимо просто найти разницу двух этих температур. Необходимый нам показатель в процентах определяется путём пересечения двух строчек: температура, измеряемая сухим термометром и разность показаний. Найти разницу температур в сухом и влажном помещении можно посчитать с помощью специальной психрометрической таблицы.

Одним из современных определителей такого типа считается электронный или цифровой гигрометр. Определение происходит путём измерения сопротивления электрического тока при изменении влажности электролита. Такой гигрометр довольно удобен, но он требует обязательно подключения прибора к электросети. Иногда работает от батареек.

Существуют и комнатные измерители влажности воздуха, в которых может быть встроен гигрометр, прибор может измерять и влажность и температуру в помещении. Теперь вы знаете какие приборы используют для определения влажности воздуха.

Даже если вам удалось измерить показатель, используя один из вышеперечисленных способов, вам необходимо знать, каковы оптимальные показатели, на которые стоит ориентироваться. К примеру, уровень влажности 45% будет весьма комфортным для жилого помещения, но, в среднем, показатель может указывать обозначение в диапазоне от 30 до 60%. Если вы не знаете, как измерить влажность воздуха в домашних условиях, используйте специальный прибор, о котором было сказано выше.

Способы увлажнения

Для того чтоб приблизить к норме уровень увлажнённости в помещении можно сделать следующее:

Попробуйте один или несколько вариантов их предложенных способов и стремитесь к оптимальным показателям влажности воздуха в квартире, ведь это очень важно для вашего здоровья.

Внимание, только СЕГОДНЯ!