Ein hygrometer ist ein Instrument, das verwendet ist, für den Feuchtigkeitsgehalt in der Umgebung zu messen. Feuchtigkeitsmaß-Instrumente verlassen sich gewöhnlich auf Maße einer anderen Menge wie Temperatur, Druck, Masse oder eine mechanische oder elektrische Änderung in einer Substanz, weil Feuchtigkeit absorbiert wird. Durch die Kalibrierung und Berechnung können diese gemessenen Mengen zu einem Maß der Feuchtigkeit führen. Moderne elektronische Geräte verwenden Temperatur der Kondensation oder Änderungen in der elektrischen Kapazität oder dem Widerstand, um Feuchtigkeitsänderungen zu messen.

Typen

Rolle-Typ des Metalls/Fruchtfleisches

Das vertraute Metall/Papier rollt sich zusammen hygrometer ist nützlich, für eine Zifferblatt-Anzeige von Feuchtigkeitsänderungen zu geben, aber es erscheint meistenteils in sehr billigen Geräten, und ihre Genauigkeit wird sehr beschränkt. Eine Suche durch viele identische Einheiten in einer Anzeige könnte Unterschiede in der angezeigten Feuchtigkeit von 10 % oder mehr zeigen. In diesen Geräten ist Feuchtigkeit von einem Salz-gesättigten einer Metallrolle beigefügten Papierstreifen gefesselt, es veranlassend, Gestalt zu ändern. Diese Änderungen in der Länge (analog denjenigen in einem bimetallischen Thermometer) verursachen eine Anzeige auf einem Zifferblatt.

Haarspannung hygrometers

Diese Geräte verwenden einen Menschen oder Tierhaar unter der Spannung. Die Länge der Haaränderungen mit der Feuchtigkeit und der Länge-Änderung kann durch einen Mechanismus vergrößert und/oder auf einem Zifferblatt oder Skala angezeigt werden. Das traditionelle als ein "Wetterhaus bekannte Volkskunstgerät" arbeitet an diesem Grundsatz.

Elektronischer hygrometers

Dewpoint ist die Temperatur, bei der eine Probe von feuchter Luft (oder jeder andere Wasserdampf) am unveränderlichen Druck Wasserdampf-Sättigung erreicht. Bei dieser Sättigungstemperatur läuft weiteres Abkühlen auf Kondensation von Wasser hinaus. Abgekühlte Spiegeltaupunkthygrometer sind eines der genausten allgemein verfügbaren Instrumente. Diese verwenden einen abgekühlten Spiegel und optoelektronischen Mechanismus, Kondensation auf der Spiegeloberfläche zu entdecken. Die Temperatur des Spiegels wird vom elektronischen Feed-Back kontrolliert, um ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Eindampfung und Kondensation auf dem Spiegel aufrechtzuerhalten, so nah spitzt das Messen des Taus Temperatur an. Eine Genauigkeit von 0.2 °C ist mit diesen Geräten erreichbar, der an typischen Büroumgebungen zu einer Genauigkeit der relativen Feuchtigkeit von ungefähr ±0.5 % entspricht. Diese Geräte brauchen häufige Reinigung, einen Fachmaschinenbediener und periodische Kalibrierung, um diese Niveaus der Genauigkeit zu erreichen.

Für Anwendungen, wo gekostet, ist Raum oder Zerbrechlichkeit wichtig, andere Typen von elektronischen Sensoren werden zum Preis einer niedrigeren Genauigkeit verwendet. In kapazitiven Feuchtigkeitssensoren wird die Wirkung der Feuchtigkeit auf der dielektrischen Konstante eines Polymers oder Metalloxydmaterials gemessen. Mit der Kalibrierung haben diese Sensoren eine Genauigkeit von ±2-%-RH in der Reihe 5-95-%-RH. Ohne Kalibrierung ist die Genauigkeit 2 bis 3mal schlechter. Kapazitive Sensoren sind gegen Effekten wie Kondensation und vorläufige hohe Temperaturen robust. Kapazitive Sensoren sind der Verunreinigung, dem Antrieb und den Alterseffekten unterworfen, aber sind für viele Anwendungen passend.

In widerspenstigen Feuchtigkeitssensoren wird die Änderung im elektrischen Widerstand eines Materials wegen der Feuchtigkeit gemessen. Typische Materialien sind Salze und leitende Polymer. Widerspenstige Sensoren sind weniger empfindlich als kapazitive Sensoren - die Änderung in materiellen Eigenschaften ist weniger, so verlangen sie komplizierteres Schaltsystem. Die materiellen Eigenschaften neigen auch dazu, sowohl von der Feuchtigkeit als auch von Temperatur abzuhängen, was in der Praxis bedeutet, dass der Sensor mit einem Temperatursensor verbunden werden muss. Die Genauigkeit und Robustheit gegen die Kondensation ändern sich abhängig vom gewählten widerspenstigen Material. Robuste, gegen die Kondensation widerstandsfähige Sensoren bestehen mit einer Genauigkeit von bis zu ±3 % RH.

In Thermalleitvermögen-Feuchtigkeitssensoren wird die Änderung im Thermalleitvermögen von Luft wegen der Feuchtigkeit gemessen. Diese Sensoren messen absolute Feuchtigkeit aber nicht relative Feuchtigkeit.

Anwendungen

Außer Gewächshäusern und Industrieräumen werden hygrometers auch in einigen Brutkasten (Ei), Saunas, Luftfeuchtigkeitsregler und Museen verwendet. Sie werden auch in der Sorge über Holzmusikinstrumente wie Gitarren und Geigen verwendet, die durch unpassende Feuchtigkeitsbedingungen beschädigt werden können. In Wohneinstellungen werden hygrometers verwendet, um Feuchtigkeitskontrolle zu helfen (zu niedrige Feuchtigkeit beschädigt menschliche Haut und Körper, während zu hohe Feuchtigkeit Wachstum des Schimmels und kleinen Staub-Dings bevorzugt). Hygrometers werden auch in der Überzug-Industrie verwendet, weil die Anwendung von Farbe und anderen Überzügen zur Feuchtigkeit und dem Tau-Punkt sehr empfindlich sein kann. Mit einer wachsenden Nachfrage auf dem Betrag von genommenen Maßen wird der psychrometer jetzt durch ein als Dewcheck bekanntes Dewpoint-Maß ersetzt. Diese Geräte machen Maße viel schneller, aber werden häufig in explosiven Umgebungen nicht erlaubt.

Schwierigkeit des genauen Feuchtigkeitsmaßes

Feuchtigkeitsmaß ist unter den schwierigeren Problemen in der grundlegenden Meteorologie. Gemäß dem WMO-Führer, "Beziehen sich die erreichbaren Genauigkeiten [für den Feuchtigkeitsentschluss] verzeichnet im Tisch auf gute Qualitätsinstrumente, die gut bedient und aufrechterhalten werden. In der Praxis sind diese nicht leicht zu erreichen." Zwei Thermometer können verglichen werden, indem sie sie beide in einem isolierten Behälter von Wasser versenkt wird und kräftig bewogen wird, Temperaturschwankungen zu minimieren. Ein Qualitätsthermometer der Flüssigkeit im Glas, wenn behandelt, mit der Sorge sollte stabil seit einigen Jahren bleiben. Hygrometers muss in Luft kalibriert werden, die ein viel weniger wirksames Wärmeübertragungsmedium ist, als Wasser ist, und viele Typen unterworfen sind, um so Bedürfnis regelmäßige Wiederkalibrierung zu treiben. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass der grösste Teil der hygrometers relativen Sinnfeuchtigkeit aber nicht der absolute Betrag der Wassergegenwart, aber relative Feuchtigkeit ist eine Funktion sowohl des absoluten als auch Temperaturfeuchtigkeitsgehalts, so kleine Temperaturschwankungen innerhalb der Luft in einem Testraum, in Schwankungen der relativen Feuchtigkeit übersetzen wird.

Kalibrierungsstandards

Gravimetrischer hygrometer

Ein Gravimetrischer Hygrometer misst die Masse einer Luftprobe im Vergleich zu einem gleichen Volumen von trockener Luft. Das wird als die genaueste primäre Methode betrachtet, den Feuchtigkeitsgehalt der Luft zu bestimmen. Nationale auf diesem Typ des Maßes gestützte Standards sind in den Vereinigten Staaten, dem Vereinigten Königreich, der EU und Japan entwickelt worden. Die Unannehmlichkeit, dieses Gerät zu verwenden, bedeutet, dass es gewöhnlich nur verwendet wird, um weniger genaue Instrumente, genannt Übertragungsstandards zu kalibrieren.

Abgekühlter Spiegel hygrometer

Ein abgekühlter Spiegel hygrometer misst die Temperatur eines Spiegels am Punkt, wenn Feuchtigkeit (Tau) beginnt, sich darauf zu verdichten, so ein Maß des Tau-Punkts gebend. Diese Instrumente können manuell oder automatisch sein, aber sind Fehlern von der Verunreinigung unterworfen, die erwartet ist abzustauben und anderes Benzin, das sich verdichten könnte. Das ist ein allgemeiner Übertragungsstandard in Laboratorien und Metrologie-Laboratorien.

Psychrometers

Ein psychrometer besteht aus zwei Thermometern, dasjenige, das trocken ist und derjenige, der feucht mit destilliertem Wasser auf einer Socke oder Docht behalten wird. Die zwei Thermometer werden so die trockene Zwiebel und die nasse Zwiebel genannt. Bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt von Wasser senkt die Eindampfung von Wasser vom Docht die Temperatur, so dass das Thermometer der nassen Zwiebel gewöhnlich eine niedrigere Temperatur zeigt als dieses des Thermometers der trockenen Zwiebel. Wenn die Lufttemperatur unter dem Einfrieren jedoch ist, wird die nasse Zwiebel mit einem dünnen Überzug des Eises bedeckt und kann wärmer sein als die trockene Zwiebel. Relative Feuchtigkeit wird von der Umgebungstemperatur, wie gezeigt, durch das Thermometer der trockenen Zwiebel und den Unterschied in Temperaturen, wie gezeigt, durch die Thermometer der nassen Zwiebel und trockenen Zwiebel geschätzt. Relative Feuchtigkeit kann auch durch das Auffinden der Kreuzung des nassen - und Temperaturen der trockenen Zwiebel auf einer psychrometric Karte bestimmt werden. Psychrometers werden in der Meteorologie, und in der HVAC Industrie für die richtige Kühlaufladung von kommerziellen und Wohnklimatisierungssystemen allgemein verwendet. Die Schleuder psychrometer, wo die Thermometer einem Griff oder Länge des Taues beigefügt und ringsherum in der Luft seit ein paar Minuten gesponnen werden, wird manchmal für Feldmaße verwendet, aber wird durch günstigere elektronische Sensoren ersetzt. Wechselweise verwendet ein Wirbeln psychrometer denselben Grundsatz, jedoch werden die zwei Thermometer ein Gerät eingebaut, das einem Klinkenrad oder Fußballrassel ähnelt.

Kalibrierung von Psychrometer

Die genaue Kalibrierung der verwendeten Thermometer ist für den genauen Feuchtigkeitsentschluss durch die nass-trockene Methode grundsätzlich. Die Thermometer müssen vor der leuchtenden Hitze geschützt werden und müssen einen genug hohen Fluss von Luft über die nasse Zwiebel für die genauesten Ergebnisse haben. Einer der genausten Typen der nass-trockenen Zwiebel psychrometer wurde gegen Ende des 19. Jahrhunderts von Adolph Richard Aßmann (1845-1918) erfunden; in Englischsprachigen Verweisungen wird das Gerät gewöhnlich "Assmann psychrometer buchstabiert." In diesem Gerät wird jedes Thermometer innerhalb einer vertikalen Tube von poliertem Metall aufgehoben, und diese Tube wird der Reihe nach innerhalb einer zweiten Metalltube des ein bisschen größeren Diameters aufgehoben; diese doppelten Tuben dienen, um die Thermometer von der leuchtenden Heizung zu isolieren. Luft wird durch die Tuben mit einem Anhänger gezogen, der durch einen Uhrwerk-Mechanismus gesteuert wird, eine konsequente Geschwindigkeit zu sichern (einige moderne Versionen verwenden einen Ventilatoren mit der elektronischen Geschwindigkeitskontrolle). Gemäß Middleton, 1966, "ist ein wesentlicher Punkt, dass Luft zwischen den konzentrischen Tuben, sowie durch die innere gezogen wird."

Es ist besonders an der niedrigen relativen Feuchtigkeit sehr schwierig, um die maximale theoretische Depression der Temperatur der nassen Zwiebel zu erhalten; eine australische Studie gegen Ende der 1990er Jahre hat gefunden, dass Thermometer der nassen Zwiebel der Flüssigkeit im Glas wärmer waren, als Theorie vorausgesagt hat, selbst wenn beträchtliche Vorsichtsmaßnahmen genommen wurden; diese konnten zu RH-Wertlesungen führen, die Punkte von 2 bis 5 Prozent zu hoch sind.

Eine Lösung hat manchmal für das genaue Feuchtigkeitsmaß verwendet, wenn die Lufttemperatur unter dem Einfrieren ist, soll ein thermostatisch kontrolliertes elektrisches Heizgerät verwenden, um die Temperatur von Außenluft zum obengenannten Einfrieren zu erheben. In dieser Einordnung zieht ein Anhänger Außenluft vorig (1) ein Thermometer, um die umgebende Temperatur der trockenen Zwiebel, (2) das Heizungselement, (3) ein zweites Thermometer zu messen, um die Temperatur der trockenen Zwiebel der erhitzten Luft, dann schließlich (4) ein Thermometer der nassen Zwiebel zu messen. Gemäß dem Meteorologischen Weltorganisationsführer, "Ist der Grundsatz des erhitzten psychrometer, dass sich der Wasserdampf-Inhalt einer Luftmenge nicht ändert, wenn es geheizt wird. Dieses Eigentum kann zum Vorteil vom psychrometer durch das Vermeiden des Bedürfnisses ausgenutzt werden, eine Eiszwiebel unter eiskalten Bedingungen aufrechtzuerhalten." . Da die Feuchtigkeit der umgebenden Luft indirekt von drei Temperaturmaßen in solch einem Gerät berechnet wird, ist genaue Thermometer-Kalibrierung noch wichtiger als für eine Zwei-Zwiebeln-Konfiguration.

Durchtränkte Salz-Kalibrierung

Verschiedene Forscher haben den Gebrauch von durchtränkten Salz-Lösungen untersucht, um hygrometers zu kalibrieren. Matschige Mischungen von bestimmten reinen Salzen und destilliertem Wasser haben das Eigentum, dass sie eine ungefähr unveränderliche Feuchtigkeit in einem geschlossenen Behälter aufrechterhalten. Ein durchtränkter (Natriumchlorid) Bad wird schließlich ein Lesen von etwa 75 % geben. Andere Salze haben andere Gleichgewicht-Feuchtigkeitsniveaus: Lithiumchlorid ~11 %; Magnesium-Chlorid ~33 %; Kalium-Sulfat ~97 %. Salz-Lösungen werden sich etwas in der Feuchtigkeit mit der Temperatur ändern, und sie können relativ lange Zeiten nehmen, um zum Gleichgewicht zu kommen, aber ihre Bequemlichkeit des Gebrauches ersetzt etwas diese Nachteile in niedrigen Präzisionsanwendungen, wie Überprüfung mechanischen und elektronischen hygrometers.

Siehe auch

• Automatisierte Flughafenwetterwarte
• Dewcell
• Feuchtigkeitsanalyse

Außenverbindungen

• IMA Feuchtigkeitsmaß-Lehrseite
• USATODAY.com: Wie eine Schleuder Psychrometer Arbeiten
• NIST Seite auf der Feuchtigkeitskalibrierung
• Artikel über die Schwierigkeit der Feuchtigkeitskalibrierung
• Artikel über RH Sensoren
• NOAA Einstiegsseite für den kälteerzeugenden abgekühlten Spiegel frostpoint hygrometers