Прибор для измерения влажности воздуха и особенности его применения

Содержание

Что такое влажность и как она воздействует на людей?

Влажностью воздуха – это количество содержащихся в нем испарившихся микроскопических частиц воды. Обычно параметр выражают в процентном соотношении.


Поскольку человеческий организм состоит на 70% из воды, он довольно чувствителен к изменению влажности и требует ее поддержания на определенном уровне.

Хотя человек и может прожить в очень сухом или очень влажном климате, оптимальным показателем является влажность составляющая от 45% до 60%.

Повышенная влажность

Повышенное содержание влаги в воздухе (от 70-80%) приводит к следующим неблагоприятным последствиям:

  • Нарушение терморегуляции организма. Тело быстро перегревается. Это связано с тем, что пот почти не испаряется с поверхности кожи и не может эффективно ее охлаждать.
  • Развитие болезнетворных бактерий и грибков. И простейшие, и микроскопические грибы начинают активно развиваться в условиях повышенной влажности. В конечном счете это может привести к различным респираторным заболеваниям.
  • Затруднение дыхания. Поскольку процент содержания воды в атмосфере в описываемом случае высок, то доля содержащегося в ней кислорода за счет этого уменьшается. Это приводит к тому, что, вдыхая привычный объем воздуха, кислорода человеческий организм получает несколько меньше. Возникает чувство затрудненности дыхания.

Мнение эксперта Бородина Галина Валерьевна

В условиях городской квартиры уровень влаги в воздухе обычно повышается с поздней весны и сохраняется увеличенным по сентябрь – октябрь. Это связано с высоким содержанием воды в воздухе на улице, а также сравнительно высокой температурой и большим количеством атмосферных осадков.

Пониженная

Сухость воздуха также вредна и может привести к следующим негативным последствиям:

  • Проблемы с кожей. Эпидермис, как и весь остальной организм, состоит на 70% из воды. Получает он ее в том числе и из атмосферы. Однако если влаги в окружающем воздухе недостаточно, в коже возникает ее дефицит. Самое безобидное, что может произойти в подобной ситуации – это огрубение и шелушение кожи, раздражение и шелушение губ. При высокой чувствительности эпидермиса могут возникнуть и куда более серьезные неприятности, которые потребуют посещения дерматолога.
  • Различные болезни органов дыхательной системы. При низком содержании воды в воздухе недостаток в ней испытывают не только наружные покровы человека, но и внутренние слизистые оболочки. Не составляют исключения и слизистые органов дыхания (носовой полости, гортани, трахеи, легких). Это приводит к их ослаблению и понижению способности борьбы с возбудителями респираторных заболеваний. Это может привести к ОРЗ, риниту, ангине, трахеиту.
  • Раздражение органов дыхания. Поскольку слизистая оболочка носоглотки и дыхательных путей несколько пересыхает, возникают неприятные ощущения: першение в горле, дискомфорт при вдохе.

В городской квартире сухость возникает обычно зимой. Прежде всего это вызвано работой центральной системы отопления, обогревателей, а также относительно редкому проветриванию комнат.

Значение влажности для здоровья

Для хорошего самочувствия влажность в жилом помещении должна составлять 40-60%. Отклонение от этого значения сначала не вызывает ощутимого дискомфорта, но постепенно приводит к ухудшению здоровья. Повышенная сухость воздуха влечёт за собой такие негативные последствия, как:

  1. Пересыхание слизистых оболочек. Оно способствует ослаблению иммунитета и развитию простудных заболеваний.
  2. Увеличение количества пыли. Это приводит к повышению риска развития астмы или аллергических реакций.
  3. Ухудшение состояния кожи. Она становится грубой, стянутой и покрывается морщинами.
  4. Усталость и снижение работоспособности.
  5. Нарушение сна (особенно у детей).

Слабая влажность в комнате может плохо сказываться на здоровье членов дома

Ничего хорошего нет и в случае, когда воздух в доме становится чересчур влажным. Отрицательные стороны этого явления очевидны. К ним относятся:

  1. Появление плесени в квартире, что ведет к распространению болезнетворных микроорганизмов. Плесневелый грибок губительно действует на организм человека. Избавиться от него очень сложно.
  2. Риск возникновения хронического бронхита и астмы.
  3. Обострение всех видов суставных недугов.
  4. Ухудшение состояния помещения.

В этом видео вы узнаете, как определить степень влажности помещения

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.

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.

Приборы для измерения влажности воздуха.

Для измерения влажности применяется психрометры, которые состоят из двух ртутных термометров: сухого и влажного. Резервуар влажного термометра окутан марлей или другой гигроскопической материей, конец которой опущен в воду. За счет испарения влаги температура на влажном термометре понижается. Отличие в показаниях влажного и сухого термометров тем больше чем меньше относительная влажность и обусловлено отводом тепла от влажного термометра за счет испарения влаги. Только при относительной влажности равной 100% показания термометров совпадают. Относительную влажность определяют по выведенным формулам пересчета или номограмме, зная показания холодного и влажного термометров.

Рис. 2.2.2. Приборы для измерения параметров микроклимата

а — термограф: 1.— барабан; 2 —указатель; 3 — пластина биметаллическая; б — психрометр Августа: 1 — «сухой» термометр; 2 — «влажный» термометр; 3 — марля; 4 — кювета с водой; в — аспирационный психрометр; г — чашечный анемометр. Для прямого определения относительной влажности используют гигрометры, принцип работы которых основан на способности человеческого волоса, изменять свою длину во влажном и сухом воздухе. Для регистрации изменения относительной влажности во времени используют самопишущие приборы и гигрографы.

Рис. 2.2.3. Термоанемометр:

1 – датчик; 2 – термопара; 3 – реостат; 4 – батарея нагрева; 5 –гальванометр.

Приборы для измерения скорости движения воздуха.

Замер скорости движения воздуха проводят различными видами анемометров крыльчатыми, типа АСО-3 (скорость потока от 0,3 до 0,5 м/с), чашечными, типа МС-13 и индукционными, типа АРН-49 (скорость в пределах 1-20 м/с), термоанемометрами и кататермометрами (скорость не больше 0,5м/с). Термоанемометры позволяют измерять незначительные колебания потоков воздуха и температуры по объему помещения. Для измерения интенсивности теплового излучения используют актинометры и радиометры. Измерение абсолютного давления воздуха производится барометрами и барографами. Барометры могут быть по принципу действия: ртутные, пружинные и специальные анероиды.

Параметры микроклимата оцениваются:

-как оптимальные, если средние значения и результаты не менее 2/3 измерений находятся в пределах оптимальных величин; -как допустимые, если средние значения и результаты не менее 2/3 измерений находятся в пределах допустимых величин; -как несоответствующие, если средние значения и результаты более 2/3 измерений не соответствуют допустимым.

Комплексную оценку состояния микроклимата при изменяющихся одновременно параметрах производят по величине эквивалентно-эффективной температуры.Эквивалентно-эффективная температура это такая температура воздуха, которая соответствует определенному сочетанию трех параметров микроклимата. Их сочетание может создавать комфортные или дискомфортные микроклиматические условия, которые ведут к перегреву или переохлаждению организма. Оценить метеорологические условия можно по температуре сухого и влажного термометров и по скорости движения воздуха, используя номограмму для рабочей зоны производственных помещений (рис 2.2.4.). В настоящее время установлены диапазоны возможных сочетаний температуры и скорости движения воздуха в производственных помещениях в теплый период для различной производственной одежды. При повышении температуры воздуха от26 до 28 0 С скорость воздуха должна увеличиться от 0,5 до 3м/с. Но всегда можно подобрать скорость движения воздуха и его относительную влажность, когда сочетание трех параметров составляет комфортные условия при данной температуре. Предметом дальнейших исследований по созданию комфортных микроклиматических условий – определение верхних и нижних пределов значений параметров микроклимата, что позволит обеспечить не только безопасность труда, но и сэкономить энергоресурсы на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха рабочих зон.

Рис.2.2.4. Номограмма микроклиматических параметров рабочей зоны

Критерии выбора

Обычно для жилой комнаты выбирают механический или электронный гигрометр. Выбор связан с компактными размерами приборов, безопасностью их для окружающих и большой точностью в измерениях.

Принцип работы

Сравнивая работу механического и электронного измерителя, можно сказать, что первый отличается простотой в использовании. Для его действия не нужно никаких источников питания, и цена его поэтому ниже.

Цифровая портативная модель имеет:

  • меньшую погрешность в определении относительного индекса;
  • более высокую скорость обработки данных и вывода итога на дисплей;
  • встроенный блок памяти для сохранения результатов.

Некоторые электронные экземпляры являются, по сути, мини метеорологическими станциями. В компактный корпус включены: термометр, гигрометр, барометр, определитель точки росы, часы и календарь.

В последнее время цифровой гигрометр монтируют в радионяню. Это позволяет родителям полностью контролировать состояние ребенка, даже если он находится на некотором удалении.

Современные приборы укомплектовываются блоком Wi-Fi. Сведения о погоде в регионе, полученные через Интернет, выводятся на дисплей.

Диапазон влажности


Показатели относительной влажности всегда будут неодинаковыми не только в разных помещениях, но и в одной комнате, в различных ее точках. Например, чтобы измерить влажность у дальней стены в спальной зоне, хватит прибора с диапазоном от 30 до 80%. А чтобы снять показания у балкона, понадобится измеритель от 10 до 90%.

Для точности измерения влажности приобретите гигрометр с несколькими датчиками

Для парников и инкубаторов, а также для других помещений с высоким содержанием влаги, нужно брать прибор с максимальным значением (100%). А для бани придется купить специальный, с учетом повышенной температуры (до 120°С).

Точность измерения

Как правило в зонах работы и отдыха не требуется высокой точности в работе влагомеров. Достаточно приблизительных показаний. Но если в доме есть специальные помещения, то понадобятся очень тщательные измерения. К таким комнатам относятся библиотека и винный погреб. К первому помещению всегда были очень строгие требования. Влажность в нем не должна опускаться ниже 50%, а верхний порог не может быть выше 60%. Что касается винотеки, то там показания должны быть на уровне 65–75%.

В таких помещениях лучше применять психрометры или самые точные электронные приборы.

Варианты измерения

Понять, насколько показатель влажности в помещении соответствует норме, можно с помощью разных методов. Некоторые из них требуют наличия в доме специальных приборов, а в других случаях можно обойтись подручными средствами без приобретения каких-либо устройств. Каждый может выбрать тот измеритель, который больше ему подходит.

Применение гигрометра

С помощью этого прибора влажность воздуха измеряется легко и быстро. Необходимо выбирать гигрометр, в котором погрешность минимальна. Лучше всего, если она будет составлять не более 1%.

Существует огромное количество комнатных гигрометров. Они отличаются не только внешним видом, но и принципом работы и количеством выполняемых операций. Так, многие приборы кроме влажности показывают дату, время, температуру воздуха и атмосферное давление в помещении. Чем больше функций у гигрометра, тем выше его стоимость. Если прибор нужен только для того, чтобы померить влажность в комнате, не стоит переплачивать и покупать многофункциональное устройство.

Метод влажного стакана

Такой вариант подойдёт, когда под рукой нет специального устройства, а узнать влажность воздуха в комнате требуется срочно. Конечно, он не покажет точный процент содержания влаги в квартире, но позволит понять, соответствует ли этот показатель норме. Чтобы измерить влажность воздуха в домашних условиях, потребуются обычный стеклянный стакан, вода и холодильник.

Это интересно: как повысить влажность в доме.

Для проведения проверки требуется наполнить стакан водой и охладить её до температуры 3-5 °C. Затем ёмкость достается из холодильника и ставится в место, которое расположено вдали от батарей или других отопительных приборов. После этого следует внимательно наблюдать за стенками стакана. Вот о чём они расскажут:

  1. Если ёмкость сначала запотела, а через 5-10 минут полностью высохла, значит, воздух в квартире чересчур сухой.
  2. Конденсат в виде крупных капель, стекающих по стенкам, говорит о том, что влаги в воздухе слишком много.
  3. Если все осталось по-прежнему, то есть стакан не высох и не запотел, тогда переживать не стоит, поскольку воздух в помещении достаточно увлажнённый.

Использование обычного термометра

Такой вариант основан на работе психрометра и является самым точным. В этом случае определить влажность воздуха в квартире помогут простой ртутный термометр и ватный диск или кусочек бинта. Действовать нужно следующим образом:

  1. Измерить температуру воздуха в помещении термометром и записать её значение.
  2. Обернуть кончик прибора влажным диском или ватой, подождать 10 минут и записать полученный результат.
  3. Высчитать разницу между двумя значениями.
  4. Воспользоваться психрометрической таблицей Ассмана и узнать точный показатель влажности.

Чтобы измерить уровень влажности в комнате с помощью термометра – нужно следовать инструкции

Приборы для измерения влажности воздуха

Придется определиться, какой из приборов-гигрометров лучше всего подойдет для конкретного дома. Производятся разные типы гигрометров, что существенно различаются по принципу действия.

  1. Психрометрические.
  1. Пленочные.
  1. Волосяные.
  1. Весовые.
  1. Конденсационные.
  1. Электронные.
  1. Электролитические.
  1. Керамические.

Пленочные и волосяные приборы для измерения влажности


Волосяные гигрометры известны издавна, в семействе этих приборов они по праву считаются «старожилами». Устроен прибор очень просто, принцип действия понятен. Поэтому такие приборы остаются востребованными и в настоящий момент, хотя многие домовладельцы отдают предпочтение устройствам новых типов.

Используется натуральный волос. Он чутко реагирует на малейшие изменения влажности. Повышается влажность – волос слегка удлиняется; влажность снижается – волос сокращается. Волос натянут, перекинут через шкив. При колебаниях длины волоса шкив слегка проворачивается. При удлинении волоса – по часовой стрелка, при укорачивании – против часовой стрелки.

Недостатком такого прибора признаётся значительная погрешность показаний. Она достигает 10 %.

Подобным принципом действия и устройством обладают пленочные гигрометры. Но их чувствительным элементом становится не волос, а органическая мембрана. Когда колеблется уровень влажности, размер мембраны также меняется.

Психрометрические приборы

Процессу испарения воды сопутствует поглощение энергии. Та поверхность, с которой вода испаряется, начинает охлаждаться. С какой интенсивностью происходит испарение, это зависит:

  • от парциального давления паров воды, находящихся в воздухе;
  • от температуры.                                                                           

Гигрометры электролитические, керамические

Электролитический измеритель влажности основан на измерении электрического сопротивления. По поверхности, чувствительной к влаге, пропускается ток. Ее покрывают гигроскопическим электролитом (тонкий слой). Когда в помещении меняется влажность, попутно изменяется и концентрация электролита, вследствие чего отмечаются изменения электрического сопротивления.

Подобный принцип работы имеют и керамические приборы. Производится оценка изменения сопротивления с учетом перемены влажности. Здесь проводником служит твердотельный элемент. Его производят из смеси:

  • кремния;
  • глины;
  • коалита;
  • окислов металла.

Электронные гигрометры

Такие приборы представлены в большом разнообразии. Устройства этого типа различаются и внешним исполнением, и принципом оценки уровня влажности, измеряемой в помещении.

Другой пример — резистивные устройства. Каждый такой прибор функционирует, измеряя сопротивление гигроскопичного проводника, а этот показатель меняется с изменением уровня влажности.

Следующий пример — ёмкостные варианты. Эти приборы отслеживают зависимость ёмкости конденсаторов (создаваемых особым способом) от влажности.

Некоторые приборы попросту фиксируют электрическую проводимость воздуха. На результат накладываются показатели температуры. А дальше автоматически рассчитывается относительная влажность.

Особым достоинством электронных приборов считается их удобство. Показания выдаются готовые, однозначные. Выпускаются электронные гигрометры:

  • в настенных исполнениях;
  • в настольных вариантах.

Гигрометры конденсационные, весовые

Обозначенные типы гигрометров чаще используются в лабораториях. Весовым гигрометром определяют только абсолютную влажность воздуха. Другими словами, выявляют показатель плотности водяных паров.

Конденсационные гигрометры можно применять и в лаборатории, и дома. Однако замер влажности таким устройством — занятие хлопотное. К тому же оператор должен иметь определенную подготовку.

Показатели относительной влажности воздуха для комфортной среды

Для создания комфортной рабочей среды нужно поддерживать относительную влажность воздуха не ниже 40%. При относительной влажности менее 40% повышается риск заболевания. В прохладном влажном воздухе хуже передаются респираторные заболевания, снижается количество статического электричества, кожа и слизистые не пересыхают.

Статическое электричество

В сухом воздухе много статического электричества, которое возникает при работе машин с движущимися и трущими частями, в серверных комнатах, при работе с сыпучими материалами, при работе с нитями и волокнами. Поддержание относительной влажности воздуха на уровне выше 30–35% может снизить статику.

Стабильность влажности воздуха

Стабильность влажности — это способность материалов или предметов сохранять уровень влажности при колебания относительной влажности воздуха. Большинство материалов выделяют или поглощают влагу из воздуха. Слишком большие или частые перепады относительной влажности воздуха могут повредить такие материалы. Во многих отраслях, таких как хранение овощей и фруктов, цветов, такой процесс может быть необратимым. Слишком высокий уровень влажности может вызывать проблемы при хранении антиквариата, картин, книг, бумаг и пр. Наибольший урон наносят именно колебания влажности.

Влияние на здоровье

С ростом температуры воздуха относительная влажность уменьшается. Сухой воздух вызывает сухость в носу и горле, что снижает устойчивость слизистых против вирусов. Общее правило здорового дыхания — это прохладный влажный воздух. При относительной влажности воздуха от 40 до 70% размножение бактерий и вирусов замедляется, наиболее комфортный уровень для здоровых людей 40–60%. Для людей, страдающих от астмы или аллергий наиболее подходящий уровень относительной влажности 45–55%, так как более высокий уровень влажности может вызывать сужение дыхательных путей.

Рекомендуемая влажность и температура для промышленных и складских помещений

В таблице ниже указаны оптимальные значения относительной влажности и температуры воздуха для различных видов производства или хранения.

Вид деятельности Температура, °C Относительная влажность, %
Кондитерская промышленность
Бисквиты и печенье 16–18 50
Брожение 24–27 70–75
Хранение муки 18–27 50–65
Охлаждение хлеба 21 60–70
Замешивание теста 24–27 40–50
Кондитерские изделия 24–27 65–70
Хранение дрожжей 0–7 60–75
Типографии
Брошюровка 21 50–65
Фальцовка 24 60–65
Печатный цех 24–27 45–55
Хранение бумаги 24–27 40–60
Упаковка 24–27 45–50
Кондитерские изделия
Шоколад 17–18 50–65
Хранение 16–20 50–65
Текстильная промышленность
Хлопок (обработка) 24–27 50–55
Хлопок (мотальный цех) 16–27 50–70
Искусственный шелк (мотальный цех) 20–24 85
Хлопок (ткацкий цех) 27 56–60
Искусственный шелк (крутильный цех) 21 60
Шелк (обработка) 24–27 65–70
Шерсть (обработка) 27–29 65–70
Шерсть (мотальный цех) 27–29 50–60
Шерсть (ткацкий цех) 27–29 60
Пищевая промышленность
Хранение яблок -1 75–85
Дозревание бананов 20 90–95
Хранение бананов 16 85–90
Хранение цитрусовых 16 85
Хранение яиц 2–13 75–80
Хранение круп 16 30–45
Хранение грибов 0–2 80–85
Хранение картофеля 4–16 85–90
Сахар 27 30
Хранение помидоров 1 85
Дозревание томатов 21 85
Табак
Сигары и сигареты 21 55–65
Производство и хранение 24 70–75
Упаковка 32 88–95
Больницы и поликлиники
Детское отделение 24 50–65
Операционные 24 55
Палаты 24 40–50
Деревообработка
Готовая продукция 18–21 35–40
Отделка 24–24 40–50
Обработка 18–24 35–40
Окрасочные цеха 22–24 40–50
Кожевенное производство
Хранение кожи 10–16 40–60
Учреждения культуры
Библиотеки и музеи 21–27 40–50
Консерватории 27 70–80

С этим читают