Особенности применения приборов для измерения влажности воздуха

Способы измерения влажности в домашних условиях

Перед тем как узнать чем измеряют влажность воздуха, нужно рассмотреть классификацию влагометров. Самый распространённый способ измерения параметра –  применение гигрометров. Они классифицируются по строению и принципу функционирования:

1. Весовые, выполненные из системы мини труб, со специальными веществами, которые изменяют плотность в зависимости от насыщенности.
2. Волосные определяют величину влажности, используя свойства волоса изменять свою длину во влажной среде.
3. Пленочные – используют растяжение пленки пропорционально влажности.
4. Электролитические, определяющие степень разбавленности электролита на стекле. При этом показатели снимаются внутренним устройством.
5. Электронные измеряют оптические и электрические показатели воздуха.
6. Керамические используют свойства изменения проводимости керамической массы.
7. Психометрические — напоминают градусник с дополнительной шкалой, заполненной веществом, изменяющим температуру пропорционально влажности.

Специальные устройства

Современные влагомеры, оснащены дополнительными возможностями контроля: атмосферного давления и температуры окружающей среды, их называют термо-баро-гигрометры. Выбирая устройство, отдают предпочтение современным вариантам, из-за более точного измерения, допустимая погрешность прибора для серьезных методов контроля должна быть не более 1%.

Бытовые электрические гигрометры измеряют:

• Электропроводностьокружающего воздуха;
• точку росы с применением оптоэлектронного метода.

Для работы в них устанавливаются микросхемы, что сводит к минимуму погрешности измерения и в разы ускоряет замеры с передачей данных на дисплей.

Сегодня существует возможность измерить показатель с помощью телефона, на котором устанавливается специальное приложение или установить влажность с применением аспирационного психрометра, получив показания, расчетным методом.

Для этого определяют сначала абсолютную влажность, а затем относительный показатель.

Определение абсолютной влажности: А = Н1 – a*(Т1 – Т2)*Р.
Где:
А– абсолютное значение;
Н1 – насыщенность пароводяной смеси по данным влажного термометра;
а – показатель психометрии;
(Т1 – Т2) – дельта температур, кака определена между сухим и влажным термометрами;
Р – давление воздуха по барометру.

Влажность в помещении относительную (О) в процентах получают по формуле: О = А / Н1 *100, %

Измерение при помощи стакана с водой

Этот способ доступный для каждого желающего измерить влажность. Хотя он не дает очень точного результата, но ориентирует пользователя на то, соответствует ли контролируемый показатель норме или нет. Для его использования потребуется обыкновенный стакан или колба, обычная вода и бытовой холодильник.

Алгоритм действий:

1. Перед тем как измерить влажность воздуха в квартире по данному методу, в колбу набирают воду и помещают ее в холодильник (не морозильник) на 2-3 часа, пока жидкость не охладится до 3 – 4 С.
2. Переносят сосуд в местодля измерений, подальше от нагревательных установок.
3. Осматривают поверхностью сосуда.
4. Если его стенки запотели, но через 10 мин высохли — воздух в помещении сухой, а если образовались более крупные капли, стекающие по стакану вниз — влажный.
5. Если за указанный период конденсат находится в первоначальном состоянии, то относительная влажность соответствует от 45.0 до 55.0%.

Применение термометра

Измерение показателя влажности в окружающей среде термометром выполняется по принципу функционирования психрометра использующего одно из свойств жидкой среды – испарения. Разницу температур указывают два термометра: сухой и увлажненный, обернутый мокрой бязью, погруженной в воду. Несмотря на простой принцип измерения, метод гарантирует довольно точный результат с отклонениями не более 2–3%.

При испарении жидкости, она охлаждает увлажненный датчик и чем меньше влаги в окружающей среде, тем ниже его показатели. Сравнивая показания обоих датчиков, по вышеуказанной формуле получают абсолютную и относительную влажность. С целью упрощения определения можно воспользоваться таблицей. На пересечении данных по температурам находится фактическая влажность.

Психрометр используют для измерения влажности в помещении

Психрометры классифицируются по определенным видам:

1. Дистанционные электрические или манометрические, обрабатывают данные, полученные от термисторов и термопар.
2. Метеорологические стационарные.
3. Аспирационные с применением вентилятора, обдуваемого термометры, расположенные в защитном корпусе.

Что это такое?

Гигрометром называется прибор, измеряющий влажность воздуха в комнате. Также подобное устройство пригодится для исследования влажности иных газов. Классы гигрометров могут сильно отличаться. Анализаторы влажности необходимы в самых различных сферах. Их единица измерения – процент относительной и абсолютной влажности.

Изначально подобное оборудование использовалось только в лабораторных исследованиях и экспертизах. Существует сразу несколько типов гигрометра. Показания таких приборов пересчитывают в единый индекс по особым таблицам. Существует множество вариантов снятия показаний (точнее, принципов работы).

Как проверить влажность в доме?

Самый простой способ проверить уровень влажности воздуха в доме — это использовать термометр с гигрометром. Измеритель влажности воздуха является частым компонентом электронного оборудования метеостанции. Покупка гигрометра не слишком дорога — цены начинаются от нескольких десятков гривен. К сожалению, измерения такого устройства не очень точны, потому что влажность в доме постоянно меняется — в зависимости от комнаты (на кухне, в ванной или прачечной больше, чем в комнатах), времени суток, присутствия жителей (люди «выделяют» водяной пар, дышат или потеют) и т. д.

Поэтому измерение влажности воздуха в доме следует проводить в разное время, в разных комнатах, а затем усреднять. Для проведения такого измерения необходим портативный измеритель влажности воздуха. Это может быть устройство для ворсов (измерение изменения длины синтетической или хлопковой ворсы под воздействием влажности воздуха), конденсации (с использованием водяного пара для измерения) или, чаще всего, электролитическое (измерение изменения напряжения между датчиками). Это простые в использовании устройства, которые быстро измеряют влажность.

Сказка о маленьком волшебнике и волшебном ведерке

Понятие влажности воздуха легко пояснить с помощью сказки.

В некотором царстве жил да был маленький волшебник. Звали его Воздухом. И было у него волшебное ведерко.

Волшебство заключалось в том, что размеры ведерка зависели от температуры. Чем выше температура, тем больше становилось ведерко, увеличиваясь в размерах.

Примечание: При такой аналогии абсолютная влажность – это количество воды, налитой в ведерко. А относительная влажность – это доля, которую занимает налитая вода по отношению ко всему объему ведерка.

Предположим, что при некоторой температуре объем ведра — 10 литров. Нальем в ведерко 5 литров воды. Это половина ведра, то есть, относительная влажность составит 50%. Так как 5/10 = 0,50 = 50%

Количество налитой воды не изменяем, значит, масса и объем воды не изменяется.

Допустим, температура возросла. Размеры ведерка будут увеличиваться с ростом температуры. Предположим, что ведерко увеличилось настолько, что теперь его объем составляет 15 литров.

Значит, теперь относительная влажность будет равна

5/15 = 0,33 = 33%

Рис. 8. С ростом температуры относительная влажность уменьшается

Предположим теперь, что температура понизилась. Значит, объем (размеры) ведерка уменьшится. Если, например, объем ведерка уменьшится до 8 литров, то относительная влажность составит

5/8 = 0,625 = 62,5%

То есть, абсолютная влажность не изменилась, а относительная возросла.

Рис. 9. При уменьшении температуры относительная влажность увеличивается

При дальнейшем понижении температуры объем ведерка продолжит уменьшаться. При некоторой температуре может случиться так, что объем уменьшившегося ведерка совпадет с объемом налитой воды.

Предположим, объем ведерка уменьшится до 5 литров. И количество воды в ведерке – так же, равняется 5 литрам. Относительная влажность при этом составит 100%.

5/5 = 1,0 = 100%

Температура, при которой размеры ведерка будут совпадать с количеством налитой воды, называется точкой росы.

Рис. 10. Уменьшая температуру влажного воздуха мы можем достичь насыщения пара и точки росы. Относительная влажность при этой температуре будет равна 100%

Если температура продолжит падать, волшебное ведерко продолжит уменьшаться. Излишки воды при этом будут проливаться. Мы говорим в таких случаях: «выпадают осадки», или «идет дождь».

Примечание: Относительная влажность не может превышать 100%. Когда относительная влажность равна 100%, излишки водяного пара из воздуха конденсируются, при этом выпадают осадки – дождь, или роса.

Виды гигрометров и их особенности: критерии выбора устройств

Как выбрать датчик влажности? Для начала, следует ознакомиться с типами приборов и их назначением, после чего выбор будет сделать гораздо проще. В таблице приведена классификация гигрометров и их особенности.

Таблица – «Какие бывают датчики влажности?»

Огромным спросом пользуются оптические и электронные датчики, измеряющие влажность. По своим характеристическим свойствам они более точные, устойчивые к различного рода помехам.

Данные приборы могут вешаться на стены, отдельно стоять на поверхности, или просто можно держать датчик в руке и делать замеры. Современные устройства настенного типа включают в себе две шкалы: одна предназначена для температуры, другая для влажности. Установка таких гигрометров (другое название – «психрометр») пользуется популярностью у метеозависимых людей, цветоводов и садоводов.

На что обратить внимание при покупке датчика влажности? Некоторые рекомендации по выбору:

• Область применения;
• Механический или электронный;
• Техническое обеспечение (например, диапазон рабочих температур);
• Тип монтажа;
• Какой фирмы лучше: зарубежного или отечественного производства;
• Средний ценовой сегмент.

Выбрав модель гигрометра для покупки, важно послушать советы профессионалов (работники магазина – продавцы-консультанты), изучить отзывы покупателей, просмотреть обзоры в сети Интернет. Все электронные датчики влажности работают от батарейки

При долговременной эксплуатации элемент питания изнашивается, вследствие чего погрешность показаний возрастает, потому необходимо своевременно менять батарейки на новые элементы. Удобно это делать, если есть индикатор заряда батареи

Все электронные датчики влажности работают от батарейки. При долговременной эксплуатации элемент питания изнашивается, вследствие чего погрешность показаний возрастает, потому необходимо своевременно менять батарейки на новые элементы. Удобно это делать, если есть индикатор заряда батареи.

Не допустить ошибки при выборе помогут отзывы покупателей, видео обзоры на модели гигрометров и советы консультантов. Подключение устройств не должно составлять никаких трудностей, а настройки функций описываются в руководстве по эксплуатации. Если компания зарубежная, то вкладыш напечатан на нескольких языках.

Какой лучше купить гигрометр – решать Вам.

Как правильно пользоваться?

Правильное использование каждого гигрометра, как и периодичность поверки, полнее всего отражается, конечно, в сопроводительной инструкции. Но в любом случае запрещено:

• бросать устройство;

• подвергать его сильным механическим воздействиям;

• обрабатывать кислотами, щелочами и другими едкими веществами;

• перегревать устройства свыше 45 градусов.

Только в таком случае показания гигрометра будут действительно точны и адекватны. Если для работы устройства нужно налить воду, следует брать дистиллированную жидкость, даже когда инструкция прямо об этом не говорит. Отдельного внимания заслуживает калибровка прибора. Электронные модели во многих случаях невозможно настраивать – их уже должны были как следует настроить на заводе.

Рекомендуется для упрощения процесса использовать соляной тест:

• кладут гигрометр в стеклянную банку или контейнер с плотно прилегающей крышкой;

• ¼ емкости заполняют солевым раствором;

• ставят прибор над ним на подставке;

• через 8 часов проверяют, достигнуто ли значение 75% влажности (именно таким и будет оно).

Если нужная цифра определена верно, значит, калибровать измеритель не потребуется. При ошибке механического гигрометра нужно вручную (максимально быстро) установить стрелку в требуемом положении. Электронные устройства обычно настраивают сервисные службы в рамках гарантии. Если она уже закончилась, то шансы, что что-то можно сделать, невелики.

О том, как пользоваться гигрометром, смотрите далее.

Как повысить влажность воздуха

Зная способы, как проверить влажность воздуха в квартире, вы будете видеть, пускай и не точную, но приблизительную картину реальной ситуации. Благодаря этому, вы можете предпринять следующие меры для насыщения его влагой.

Увлажнитель воздуха

Как правило, подобные приборы рассчитаны на работу в помещениях площадью до 150 квадратных метров. Принцип его работы заключается в следующем: внутрь специального резервуара наливается вода до определенного уровня. При работе увлажнителя вода испаряется и насыщает своими молекулами воздух.

Увлажнители бывают трех видов.

Традиционный тип

Механический увлажнитель исполняет свою миссию с помощью встроенного вентилятора. Он прогоняет воздух через специальную емкость с водой, вследствие чего воздух очищается от пыли и насыщается влагой.

Паровой тип

Подобный прибор работает так же, как и чайник. Вода закипает и в виде пара выходит наружу. Некоторые модели имеют специальные насадки для проведения ингаляций. Таким образом, прибор может использоваться не только в целях повышения влажности воздуха, но и лечении дыхательных путей.

Недостатки:

• Горячий пар, температура которого достигает 60 градусов, может повлечь, при несоблюдении правил безопасности, повреждения кожи человека и поверхности близко находящихся предметов.
• Высокий уровень шума при работе.
• Достаточно большое потребление электроэнергии.

Ультразвуковой тип

Подобный прибор, благодаря встроенной специальной мембране, превращает воду в пар. Он менее шумный, нежели механический и паровой увлажнители. Наличие функции нагрева воды способствует эффективной борьбе с микробами в воздухе.

Работает только на дистиллированной воде или со специальными очистительными картриджами для очистки и смягчения жидкости. Последние следует регулярно менять.

Народные способы повышения влажности

В случае отсутствия увлажнителя воздуха, можно воспользоваться простыми народными методами не только, чтобы определить влажность воздуха в комнате в домашних условиях, но и исправить ситуацию.

В данном случае годятся такие меры:

• Самый простой способ – разместить на батарее мокрое полотенце или простыню. При нагревании ткани вода из нее начнет испаряться. После высыхания полотенца, его следует снова намочить.
• Аналогом первого способа является размещение на обогревательных приборах емкостей с водой. Доливать воду внутрь емкости необходимо будет раз в несколько дней.
• Можно расставить тару с водой на предметах мебели, например на шкафу. При таком методе вода испаряется не так быстро как на батарее, но все же, влажность повышается.

• Для следующего способа понадобится миска с водой и бинт. Поставив чашку с водой возле батареи, следует один конец бинта поместить в воду, а другой — закрепить на обогревательном элементе. Вода будет постоянно подниматься по нитям бинта вверх и с помощью исходящего от батареи тепла испаряться в воздух.
• Если воздух слишком сухой, то сушка постиранного белья в помещении сможет его увлажнить.
• Наличие большого количества комнатных растений благотворно влияет на нормализацию уровня влажности воздуха.
• После душа оставьте открытой дверь в ванной. Таким образом вы избавитесь от излишков влаги в ванной и насытите ею воздух других помещений.

Обзор гигрометра ВИТ-2: как пользоваться, основные характеристики прибора

На современном рынке можно найти огромное количество самых разнообразных устройств, отличающихся друг от друга, как функциями, так и дизайном. Рассмотрим одну из самых простых и популярных на сегодняшний день моделей прибора, которая отлично подходит для бытового использования – гигрометр ВИТ-2, купить который можно практически везде.

Первая особенность конкретно этого прибора – его использование требует определенных температурных условий. Так, в холодное время года температура воздуха не должна опускаться ниже отметки в -15°С, а летом превышать 40°С. Учитывая, что речь идет об измерении влажности в комнатах, соблюдать это условие не сложно, однако знать о нём всё же необходимо.

В зависимости от температуры окружающей среды, изменяется и диапазон измерения относительной влажности:

Цена деления этого гигрометра составляет 0,2°С, что позволяет получать достаточно точные показатели. А в качестве термометрической жидкости в данном приборе используется толуол, который, в отличие от ртути, безопасен.

Принцип работы психрометрического гигрометра

Для того чтобы понимать, как пользоваться психрометрическим гигрометром ВИТ-2, необходимо иметь представление о его внешнем виде, а также принципе работы. Визуально он представляет собой пластмассовую основу высотой 290 мм, шириной 120 мм и толщиной 50 мм. На этой основе закреплены два термометра, а также размечена температурная шкала и психрометрическая таблица. Кроме того, там закреплен и стеклянный питатель, необходимый для увлажнения одного из термометров.

Комнатные гигрометры ВИТ-1 и ВИТ-2

Как уже упоминалось, один из термометров получает данные, оставаясь сухим, а второй постоянно поддается воздействию влаги. Это происходит за счет того, что капилляр этого термометра находится в специальном тканевом материале, который отлично впитывает воду и за счет этого постоянно поддерживает необходимый уровень влажности. При помощи такого охлаждения, показания второго термометра отличаются, что и дает возможность сравнивать данные.

Для того чтобы произвести необходимые расчеты, достаточно воспользоваться таблицей. Отыскав полученные показатели «сухого» и «влажного» термометров, в точке пересечения этих значений будет указана относительная влажность воздуха.

Еще одно немаловажное условие точной работы такого прибора – скорость перемещения воздушных потоков в помещении не должна превышать 1 м/с. В противном случае разница между показаниями термометров будет больше, чем на самом деле, и в итоге вы получите неправдоподобно заниженную влажность воздуха

Устройство психрометрического гигрометра

Что такое парциальное давление

Воздух – это смесь газов. Больше всего в нем содержится азота – 78 процентов. Так же, содержится кислород в виде молекул \(O_{2}\) и \(O_{3}\) — озона, он составляет 21 процент. Остальные , среди них инертные газы и углекислый газ, составляют 1 процент. Давление воздуха складывается из давлений каждого входящего в воздух газа.

Поясним это на простом примере. Рассмотрим емкость, например – обычную трехлитровую стеклянную банку для консервации. Когда в банке нет съестных припасов, ее объем целиком занимает воздух. Давление воздуха в банке будет равно атмосферному давлению. Закупорим банку крышкой. Предположим, у нас имеется возможность отдельно отфильтровать из воздуха каждый газ.

Будем проводить такой опыт:

1. Вначале измерим давление воздуха в банке.
2. Затем, откачаем из банки все газы, кроме одного. Этот отдельно взятый газ при той же температуре занимает весь объём, который до этого занимала газовая смесь. С помощью манометра измерим давление, которое создает оставшийся газ. Давление оставшегося газа называется парциальным давлением.
3. Далее, вернем в банку газы, откачанные ранее.
4. После этого отфильтруем какой-либо другой газ, оставляя в банке его и, откачивая все остальные газы. Будем измерять манометром парциальное давление оставшегося газа.

Проделав такой опыт несколько раз, мы получим парциальные давления всех газов, из которых состоит воздух.

Примечания:

• Парциальное от итальянского «парцио» — часть. Имеется ввиду часть чего-то целого.
• Манометр – прибор для измерения давления (ссылка).
• Тела в занимают весь предложенный им объем. По мере удаления газов, масса вещества в банке будет уменьшаться. Но оставшийся газ будет занимать весь объем банки, создавая давление на ее стенки.

Связь общего давления и парциальных давлений всех газов смеси с помощью математики можно описать так:

\

\(\large P_{\text{общ}} \left(\text{Па} \right) \) – давление смеси газов (общее давление);

\(\large P_{1} \left(\text{Па} \right) \) – парциальное давление первого газа;

\(\large P_{2} \left(\text{Па} \right) \) – парциальное давление второго газа;

Каждый газ создает свой вклад в общее давление смеси. Этот вклад называют парциальным давлением газа.

Если сложить парциальные давления всех газов, получим давление воздуха, которое мы измерили в начале эксперимента, перед тем, как начать откачивать газы из банки.

Как выбрать увлажнитель воздуха?

Поддерживать нормы влажности в частном доме зимой без проблем поможет специальное устройство — увлажнитель воздуха. Традиционный подобный прибор с функцией очищения воздуха может повысить влажность до 60 %. Такое устройство безопасно для детей, экономично в потреблении электроэнергии, отличается простотой в использовании, практически бесшумно и относительно недорого стоит. Увлажнитель работает по принципу орошения воздуха холодным паром. Прибор рекомендуется размещать вблизи источников тепла или мест активной циркуляции воздуха.

Паровой увлажнитель испаряет до 700 мл жидкости в час и увеличивает влажность больше чем на 60 %. Прибор быстро увлажняет воздух, стерилизует пар, может использоваться для ингаляций и ароматерапии, автоматически отключается при низком уровне воды. Паровые увлажнители лучше не применять без устройств контроля — гигрометров или гидростатов, регулирующих влажность. Устройства очень энергоемкие (потребляют 200-600 Вт)

Некоторые модели не оснащены системой безопасности, поэтому при неосторожном обращении могут быть небезопасны для детей и домашних животных

Ультразвуковые увлажнители быстро увлажняют, потребляют мало энергии (40 Вт без подогрева жидкости), практически не шумят, но довольно дорого стоят. Некоторые модели имеют дистанционное управление, обеспечивают контроль увлажнения за счет встроенного гигростата, блокируют включение при низком уровне воды, могут работать по таймеру, регулируют интенсивность испарения и так далее. Для работы ультразвуковых устройств используется дистиллированная вода или фильтр-картриджи, которые нужно менять каждые 2-3 месяца.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике речь пойдет о принципах работы стационарных психрометров, будет приведено сравнение полученных результатов с показателями цифровых гигрометров:

Оптимальная влажность воздуха в комнатах уменьшает риск возникновения хронических заболеваний, облегчает симптомы течения существующих бронхолегочных болезней, снижает проявление аллергических реакций.

Количество влаги в воздухе влияет на работоспособность, внешность и здоровье человека. Поэтому измерение водяного пара в помещении должно стать полезной привычкой в каждой семье.

У вас остались вопросы по выбору гигрометра? Или хотите дополнить нашу публикацию полезными замечаниями? Пишите свои комментарии под этим материалом.

Если у вас дома есть гигрометр и вы хотите рассказать о его плюсах и минусах, напишите об этом внизу под статьей.