Hügromeeter: õhuniiskuse mõõtmine ja tööpõhimõte

Hügromeeter: õppige, kuidas mõõdetakse õhuniiskust, tööpõhimõte, tüübid ja praktilised näpunäited täpsete niiskusmõõtmiste jaoks.

Hügromeeter on seade õhuniiskuse mõõtmiseks. Enamasti kasutatakse selleks instrumente, mille tööpõhimõte põhineb niiskust ligi tõmbaval või niiskusele reageerival materjalil — selle omadused (näiteks pikkus, elektriline takistus, dielektriline läbitavus) muutuvad vastavalt õhus oleva veeauru hulgale.

Kuidas töötab klassikaline märg–kuiv pirn hügromeeter (psühromeeter)

Levinud mehaaniline psühromeeter koosneb kahest termomeetrist (või termomeetri sarnastest mõõtjatest): ühest kuiva pinnaga (kuiv pirn) ja teisest, millel on kogu aeg niiske rätik või imav wikk (märg pirn). Märg pirn jaheneb aurustumise tõttu — vesi aurustub märgalt pinnalt ja võtab endaga soojust kaasa, mis langetab märja pirni temperatuuri.

Mõõdetakse mõlema "pirni" temperatuuri ja võetakse nende erinevus (nn märg-pirni langus). Selle temperatuuri erinevuse alusel (kasutades psühromeetrilisi tabeleid või vastavaid valemeid) leitakse õhu suhteline niiskus. Suhteline õhuniiskus on niiskeõhuvõrdlus maksimaalse veeauru hulgaga samal temperatuuril — see on suhe, mistõttu füüsikaliselt tal pole eraldi ühikut, kuid tavapäraselt väljendatakse seda protsentides (nt 40 % RH).

Näide: 30˚C kuiv pirn + 20˚C märg pirn = ~40% suhteline õhuniiskus.

Märkus täpsuse kohta

Suhtelise niiskuse täpseks määramiseks kasutatakse psühromeetrilise tabeli või matemaatiliste valemite abi (näiteks Magnus’e võrrandi variante). Tulemused sõltuvad ka õhurõhust ja mõõtmistingimustest, kuid tavatingimustes (näiteks stabiilsel atmosfäärirõhul) annab märg‑kuiv pirn kiire ja töökindla hinnangu.

Muud hügromeetrite tüübid

• Juuksehügromeeter — looduslikel või sünteetilistel juuste/kiudude pikkuse muutustel põhinev mehaaniline lahendus; sageli kasutatud vanemat tüüpi mõõtmistes ja dekoratiivsetes seadis.
• Digitaalsed elektroonilised sensorid — kapasiitne (dieelentriline muutus) ja resistiivne (takistus muutub niiskusega) tehnoloogia on tänapäeval tavalised, pakuvad kiiret reageerimist ning võimaldavad andmeid elektrooniliselt töödelda ja logida.
• Peegelpõhine (chilled mirror) niiskusemõõtja — mõõdab kastepunkte, väga täpne ja levinud laboritingimustes.
• Termilise juhtivuse sensorid — mõõdavad veeauru mõju gaasi termilisele juhtivusele; kasutatakse eritingimustes.

Kasutusalad

• Meteoroloogia ja ilmavaatlus
• kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmete (HVAC) juhtimine
• muuseumid ja arhiivid (õhuniiskuse kontroll esemete ja dokumentide säilitamiseks)
• tööstusprotsessid, kus niiskus mõjutab toodet või protsessi (toiduainetööstus, farmaatsia, puidu töötlemine)
• põllumajandus ja kasvuhooned
• kodune mugavus ja hallituse tõrje

Mõõtmise täpsus, hooldus ja kalibreerimine

Hügromeetri täpsus sõltub tüübist ja kvaliteedist. Elektroonilised andurid vajavad aeg-ajalt kalibreerimist ja soinsimulantide kontrolli. Kalibreerimiseks kasutatakse tuntud suhtelise niiskuse tingimusi (näiteks tahkete sooladega nõrgalt niisutatud lahendusi või laboratoorseid standardeid) või võrdlust usaldusväärse referentsseadmega.

Praktilised hooldussoovitused:

• psühromeetri puhul hoida märga wikki puhtana ja kasutada puhast, eelistatult destilleeritud vett;
• digiandurit kaitsta otsese päikese, kõrge temperatuuri ja nähtavate saasteainete eest;
• regulaarne kalibreerimine vastavalt tootja soovitustele tagab parema pikaajalise täpsuse;
• paiguta mõõteriist koha juurde, kus see saab mõõta tegelikku õhutingimust (väldi suunavaid soojusallikaid ja äärmisi kuivendavaid õhuvoolusid).

Praktilised nõuanded ja ohutus

• Siseõhu soovituslik suhteline niiskus on tavaliselt 30–60%: allapoole jääv õhk võib kuivada naha ja limaskestade, üle 60% suureneb hallituse ja tolmuleste oht.
• Mõõda niiskust kaugemal akendest, radiaatoritest ja otsepäikesest — need mõjutavad tulemusi.
• anduri stabiliseerumiseks anna seadmelt mõned minutid aega enne lugemise fikseerimist.

Kokkuvõtlikult: hügromeetrid on erineva tööpõhimõttega seadmed, mille abil saab määrata õhu niiskusolukorra — lihtsatest märg–kuiv pirnidest ja juuksehügromeetritest kuni täpsete digitaalse ja peegelpõhiste süsteemideni. Õige valik ja hooldus tagavad usaldusväärsed mõõtmistulemused vastavalt kasutusotstarbele.

Sling psühromeeter

Sling-psühhrometer töötab, kui teadlane keerutab kaks termomeetrit läbi õhu, ühe tavalise ja teise, mille ümber on märg riie. Kuiv termomeeter mõõdab õhutemperatuuri. Niiske termomeeter mõõdab kastepunkti, sest niiske riie jahutatakse termomeetri pöörlemisel. Kuna lina peal olev vesi aurustub latentse soojuse tõttu, mis on soojusenergia kadu aine faasimuutuse korral, jahtub lina. Seejärel mõõdab termomeeter lina temperatuuri. Lõppkokkuvõttes vastab riide sisse imendunud vee kogus õhku imendunud vee kogusele ehk õhuniiskusele. Kui vastavus on saavutatud, stabiliseerub temperatuur. Seejärel vaatab teadlane tabelist, et leida kastepunkt vastavalt õhutemperatuurile ja niiskusele, mida on mõõdetud märja pirniga.

Slingi psühromeeter välitingimustes kasutamiseks

Küsimused ja vastused

K: Mis on hügromeeter?

K: Kuidas hügromeeter töötab?

K: Mis on suhteline õhuniiskus?

K: Kuidas arvutatakse suhtelist õhuniiskust?

K: Mida näitab väike temperatuuride erinevus pirnide vahel?

K: Mida näitab suur erinevus temperatuuri vahel?

K: Mitu lambikest on hügromeetril?

Otsing