Přístroje pro měření vlhkosti vzduchu

Psychrometr je zařízení obsahující suchý a mokrý teploměr určený k nepřímému měření vlhkosti vzduchu.

Moderní psychrometry jsou rozděleny do tří kategorií:

1. Stanice.
2. Aspirace.
3. Vzdálený.

Ve staničních psychrometrech jsou teploměry upevněny v meteorologické budce na speciálním stojanu. Hlavní nevýhodou staničních psychrometrů je závislost údajů mokrých teploměrů na průtoku vzduchu v kabině. Nejoblíbenějším staničním psychrometrem je srpnový psychrometr. V aspiračních psychrometrech, jako je Assmannův psychrometr, jsou identické rtuťové teploměry umístěny ve speciálním niklovém rámu, který je chrání před poškozením a tepelným zářením z okolních předmětů. V takovém rámu jsou teploměry ofukovány proudem testovaného vzduchu konstantní rychlostí asi 2 metry za sekundu v důsledku nasávání vzduchu pomocí mechanického nebo elektrického ventilátoru. Látkový pásek vlhkého teploměru se před použitím navlhčí destilovanou vodou v případě dlouhodobého měření se vlhčení periodicky opakuje. Po odečtení suchých a mokrých teploměrů se relativní vlhkost zjistí pomocí psychrometrické tabulky nebo psychometrické tabulky. Při kladných teplotách vzduchu je nejspolehlivějším zařízením pro měření vlhkosti vzduchu aspirační psychrometr. Ve vzdálených psychrometrech se obvykle používají odporové teploměry, protože jsou nejstabilnější a nejpřesnější.

Vlhkoměry

Vlhkoměr je zařízení, které je určeno k měření vlhkosti vzduchu.

Existují následující typy vlhkoměrů:

1. Absolutní nebo gravimetrický vlhkoměr. Princip činnosti tohoto zařízení je založen na měření množství vlhkosti, která byla absorbována z daného nebo známého objemu testovaného vzduchu. Takový vlhkoměr se skládá ze systému trubic ve tvaru U naplněných hygroskopickou látkou schopnou téměř úplně absorbovat vlhkost ze vzduchu (chlorid vápenatý nebo chloristan hořečnatý) takovým systémem pumpuje známé množství vzduchu, jehož vlhkost se určuje vážením před a po čerpání a absolutní vlhkost vzduchu je určena změnou hmotnosti vzduchu.
2. Vlasový vlhkoměr. Provoz tohoto zařízení je založen na vlastnosti odtučněných lidských vlasů měnit délku se změnami vlhkosti vzduchu, což umožňuje měření relativní vlhkosti. Vlasy jsou nataženy přes elastický kovový rám. Změna délky vlasů je přenášena šipkou, která se pohybuje po stupnici odstupňované v jednotkách relativní vlhkosti.
3. Filmový vlhkoměr. Toto zařízení je založeno na měření deformace a obsahuje citlivý prvek v podobě membrány z organického filmu. Velikost filmu se mění se změnami vlhkosti (s nárůstem se zvětšuje a s poklesem klesá). Vlasové a filmové vlhkoměry jsou hlavními přístroji pro měření vlhkosti vzduchu při teplotách pod nulou.
4. Elektrolytický vlhkoměr. Toto zařízení měří elektrický odpor vrstvy hygroskopické látky, která je nanesena na desku z elektricky izolačního materiálu. Při změně vlhkosti se mění koncentrace vlhkosti v látce a její elektrický odpor.
5. Keramický vlhkoměr. Činnost keramického vlhkoměru je založena na závislosti elektrického odporu porézní a pevné keramické hmoty na vlhkosti vzduchu.
6. Kondenzační vlhkoměr. Přístroj určí rosný bod na základě teploty chlazeného kovového zrcadla v okamžiku, kdy se na něm objeví nebo ztratí stopy kapiček vody kondenzujících z okolního vzduchu.
7. Elektronický vlhkoměr. Princip činnosti elektronického vlhkoměru může být různý: optoelektronický – měření rosného bodu pomocí chlazeného zrcátka; kapacitní – měření kapacity polymerního kondenzátoru způsobené absorpcí vlhkosti; odporový – využívá efektu změny elektrické vodivosti solí a vzorků v závislosti na vlhkosti; piezoelektrický – provoz je založen na změně frekvence mechanických vibrací piezoelektrické desky s filmem látky pohlcující vlhkost. Když je vlhkost absorbována, hmota filmu se zvětšuje, což pomáhá snižovat frekvenci oscilací.

Měření vlhkosti vzduchu – důležitý proces, který umožňuje řídit komfort podmínek v obytných a pracovních prostorách a také udržovat optimální mikroklima v průmyslových a laboratorních podmínkách. Existuje několik způsobů, jak určit úrovně vlhkosti, a jednou z nejpřesnějších a nejběžnějších metod je psychrometrické.

Tato metoda se používá při profesionálních meteorologických a klimatických měřeních i v běžném životě. Je založen na fyzikálním procesu. odpařování vlhkosti, což je doprovázeno poklesem teploty odpařovacího povrchu. Podívejme se blíže na princip fungování psychrometru, výpočet vlhkosti vzduchu a jeho aplikaci v různých oborech.

Jak funguje psychrometrická metoda?

Psychrometrická metoda měření vlhkosti je založena na schopnosti vody odpařit z povrchu, odebírající teplo z okolí. Čím nižší je vlhkost vzduchu, tím intenzivnější je odpařování a tím více se odpařovací povrch ochlazuje.

K měření vlhkosti se používá psychrometr dva teploměry:

1. Suchá žárovka – měří teplotu vzduchu v místnosti.
2. Mokrý teploměr – jeho zásobník je zabalen do speciální tkaniny (cambric nebo gáza), která je navlhčena vodou. Odpařující se vlhkost tento teploměr ochlazuje a jeho hodnoty budou vždy nižší než u suchého teploměru.

Čím nižší je vlhkost vzduchu, tím větší je teplotní rozdíl mezi dvěma teploměry. Na základě těchto údajů se relativní vlhkost vzduchu vypočítá pomocí psychrometrický graf nebo speciální formule.

Vzorec pro výpočet vlhkosti pomocí psychrometru

Pro výpočet vlhkosti vzduchu se používá následující psychrometrický vzorec:

• e – parciální tlak vodní páry ve vzduchu (hPa);
• E′ – parciální tlak nasycené vodní páry při teplotě vlhkého teploměru;
• A – psychrometrický koeficient, zohledňující rychlost pohybu vzduchu;
• p – atmosférický tlak (hPa);
• t – teplota suchého teploměru (°C);
• t′ – teplota vlhkého teploměru (°C).

Pomocí tohoto vzorce nebo psychrometrických tabulek můžete určit relativní vlhkost vzduchu s vysokou přesností.

Aplikace psychrometrů v různých oblastech

Psychrometrické metody měření vlhkosti jsou široce používány v různých oblastech:

• V meteorologii – analyzovat klimatické podmínky, předpovídat počasí a kontrolovat vlhkost vzduchu v přírodním prostředí.
• V průmyslu – v průmyslových odvětvích, kde je vyžadována přísná kontrola vlhkosti (farmaceutický, textilní, potravinářský průmysl).
• V zemědělství – ke kontrole vlhkosti vzduchu ve sklenících, skladech, farmách a drůbežárnách.
• V léčebných ústavech – udržovat optimální mikroklima na operačních sálech a odděleních.
• V obytných prostorách – při použití domácích psychrometrů ke kontrole vlhkosti a zabránění vzniku plísní a suchého vzduchu.

Výhody a nevýhody psychrometrické metody

Výhody

(Tj. Vysoká přesnost – při správném použití psychrometr umožňuje získat přesné údaje o vlhkosti vzduchu.

(Tj. Trvanlivost – mechanické psychrometry nevyžadují kalibraci a mohou pracovat mnoho let.
(Tj. Snadné použití – technika je jasná a nevyžaduje složité vybavení.
(Tj. Nezávislost na elektronice – psychrometry nejsou závislé na bateriích nebo externích zdrojích energie.

Omezení

❌ Vyžaduje výpočty – pro stanovení vlhkosti je nutné použít tabulky nebo vzorce.

❌ Citlivost na výměnu vzduchu – při nedostatečné cirkulaci vzduchu mohou být údaje méně přesné.

❌ Není vhodné pro rychlé měření – na rozdíl od digitálních vlhkoměrů vyžaduje psychrometrická metoda čas na odpaření vlhkosti.

Jak správně používat psychrometr? Pokyny krok za krokem

Pokud máte psychrometr, pro měření vlhkosti postupujte takto:

1️⃣ Připravte zařízení – Ujistěte se, že je nádržka vlhkého teploměru pokryta čistým hadříkem a je dobře navlhčená.

2️⃣ Umístěte zařízení v místnosti s normální cirkulací vzduchu, daleko od topných zařízení a otevřených oken.

3️⃣ Počkejte, až se teploty ustálí – hodnoty teploměru by se měly stabilizovat během 5-10 minut.