Гигрометр что такое кратко

Гигрометр что это? Назначение, виды, характеристики и особенности

В строительстве, машиностроении, сельском хозяйстве, производстве и даже в быту по различным причинам приходится измерять влажность газов и материалов.

Для этих целей используют влагомер, а также его популярный подвид – гигрометр.

Последний можно разделить на множество видов, в зависимости от способа измерения влажности и различных конструктивных особенностей.

Интересно, что это прибор, несложный с технической стороны, но крайне полезный, а иногда попросту необходимый с практической точки зрения.

Назначение гигрометров

Изначально гигрометр, который еще называют иногда гигроскопом, представлял собой исключительно лабораторное оборудование, предназначенное для определения буквально количества влаги в газах.

Сегодня же это название носят приборы, способные определять:

Интересно, что показания одного типа гигрометра можно с легкостью преобразовать в результаты другого посредством простых расчетов, или воспользовавшись уже готовыми специальными таблицами, так как все три приведенные величины связаны.

Также впечатляет количество самых разных методов снятия показаний.

Так, например, некоторые основаны на проводимости воздуха, другие – на содержании солей и полимеров.

Большая часть гигрометров рассчитана на определение влажности всем известной газовой смеси – воздуха.

Это важно как в повседневной жизни, так и в самых разных сферах человеческой деятельности.

Доказано, что избыточная или недостаточная влажность оказывает негативное влияние на здоровье человека, поэтому важно корректировать ее уровень для обеспечения комфорта.

Гигрометр часто используют строители при выполнении штукатурно-малярных работ для проверки влажности воздуха на соответствие строительным нормам.

Это же касается и поклейки обоев, укладки ламината, ухода за уже постеленным паркетом.

Со временем гигрометрами начали называть измерители влажности не только газовых смесей, но и различных материалов.

Так, например, в продаже можно встретить модели для древесины и других стройматериалов, включая твердеющих, вроде бетона.

Другие же разработаны специально для зерна.

Третьи используют для анализа нефтепродуктов и, собственно, самой нефти.

Как видим, влагомеры используются повсеместно, а на рынке представлены множеством видов.

Устройство, характеристики и принцип работы

Современный гигрометр состоит из корпуса, внутри которого спрятан собственно механизм, определяющий влажность, конструкция которого зависит от типа устройства.

Электронным моделям для работы обязательно требуется источник питания, например, батарейки, которые также прячутся в корпус, такие варианты называют беспроводными.

Также есть проводные гигрометры, где индикатор расположен на конце провода, что позволяет производить замеры в труднодоступных местах.

Проводными называют и сетевые модели этого прибора, работающие от электрической сети.

Также существуют и аккумуляторные разновидности устройств.

В цифровых гигрометрах уровень влажности отображается на дисплее.

Циферблатные, то есть аналоговые модели имеют стрелку и циферблат.

С исследуемой средой контактирует датчик, который бывает внутренний – для определения влажности окружающего воздуха, и наружный – для выполнения замеров в конкретной точке.

Материал

При изготовлении корпуса гигрометра зачастую используется пластик, реже металл и дерево.

Если в конструкции присутствует циферблат, он закрывается прозрачным пластиком или стеклом.

Размеры и вес гигрометров

Следует учитывать, что гигрометры могут быть изготовлены в виде отдельных приборов, либо же быть смонтированы в корпусе с другими приборами, например, выступать частью домашней метеостанции.

В большинстве случаев измеритель влажности – это компактное устройство, имеющее настенное или настольное исполнение.

Погодные станции обычно имеют размеры, сопоставимые с настенными часами и весят вплоть до 1 кг и более.

Настольные аналоговые модели обычно имеют циферблат диаметром около 80 – 100 мм.

Цифровые настольные приборы размерами сравнимы с калькулятором высотой и шириной в среднем 110 х 100 мм.

В карманном исполнении цифровые влагомеры как внешне, так и габаритами сопоставимы с индивидуальными алкотестерами.

Метрическая система и погрешность

В большинстве случаев гигрометры определяют относительную влажность воздуха, а потому результат показывают в процентах.

В этом случае циферблат имеет разметку от 0 до 100. Однако это касается не всех приборов.

Так модели, показывающие точку росы, результат выводят, как правило, в градусах Цельсия.

Для указания абсолютной влажности в СИ (международной системе единиц) используются кг/м3, а в абсолютной физической системе единиц СГС (сантиметр-грамм-секунда), которая предшествовала СИ, используются г/см3.

Что касается погрешности прибора, то она сильно зависит от типа используемого датчика, а точнее от его класса точности.

Говоря о цифровых приборах, их производители указывают, как правило, точность в 1%.

Тем не менее, если модель не имеет паспорта, где указана погрешность, то в показаниях гигрометра можно смело сомневаться.

Дешевые варианты в большинстве случаев не могут похвастаться погрешностью менее 5%. Это значит, что 70% влажности на само деле могут быть и 72%, и 68%.

По этой причине важно покупать прибор с паспортом, подтверждающим характеристики.

На точность также влияет подсевший элемент питания, или банально плохой контакт.

Очевидно, что самыми точными являются приборы с наименьшей погрешностью.

Аналоговые гигрометры наименее точные, потому их не используют для важных замеров, служат они в большей степени как индикаторы.

Погрешность таких устройств составляет 2% — 5%, чего в принципе достаточно для бытовых задач.

Прецизионный гигрометр является высокоточным цифровым прибором, погрешность у которого не превышает 0,1%.

Глубина измерения и диапазон

Параметры глубины измерений относятся только к контактным гигрометрам, и зависят они от длины щупов (игл), которые погружают в исследуемый материал.

Этот показатель у гигрометров для грунта, зерна и других сыпучих материалов может достигать 300мм.

Диапазон шкалы гигрометров обычно начинается от 0%, и заканчивается 100% влажности, иногда 20% — 100%.

Что касается вариантов для проверки различных материалов, вполне достаточно диапазона от 0% до верхних границ 50% — 65 %.

Многофункциональные приборы имеют несколько измерительных диапазонов, в зависимости от того, с каким материалов ведется работа, например, 0% — 35% для бетона и 0% — 50 % для пиломатериалов.

Дополнительные функции

Гигрометры часто оснащаются дополнительным функционалом.

Некоторые модели совмещаются в одном корпусе с другими измерительными приборами, например, стрелочными или электронными термометрами.

Иными словами, они способны измерять и влажность воздуха, и его температуру, могут оснащаться часами, либо наоборот – последние выступают основным измерительным прибором.

Другие гигрометры способны не только отображать влажность, но и оповещать о нарушении микроклимата в помещении.

Это возможно благодаря световым или звуковым сигналам, встроенным в прибор.

Эти функции позволяют своевременно заметить проблему и устранить ее.

Часть подобных устройств поддерживает самостоятельную установку безопасного диапазона показателей, в пределах которого сигнал не будет срабатывать.

Производители цифровых гигрометров часто оснащают свои изделия индикатором давления, что позволяет дополнительно измерять абсолютное давление в помещениях.

Аккумуляторные приборы имеют индикацию уровня заряда батареи и высокую помехозащищенность.

Дополнительной функцией является и возможность приема-передачи информации на компьютер.

Среди полезных функций, не связанных непосредственно с измерениями, следует отметить подсветку экрана, которая может быть реализована по-всякому.

У одних подсветка включается кнопкой, у других же она запускается автоматически при падении освещения ниже определенного уровня.

Стрелочные модели иногда наделяются подсветкой циферблата.

Дополнительно гигрометры могут оснащаться будильником, календарем и даже функцией фиксации показаний, которая способна в автоматическом режиме отмечать минимальные и максимальные значения.

Для некоторых типов гигрометров разработаны ГОСТы, которые регламентируют методики их поверок:

Следующие ГОСТы регламентируют технические требования и условия:

Внесенные в Госреестр СИ приборы, применяемые для измерений в сфере ГРОЕИ, должны проходить обязательную ежегодную периодическую поверку, которой, как и первичной, занимаются специальные аккредитованные органы.

Так как механические модели гигрометров чувствительны к вибрациям и встряскам, после покупки они требуют калибровки, которые выполняются специальным винтиком, расположенным, как правило, с обратной стороны корпуса.

Смысл этого действия заключается в помещении прибора в среду с заранее известной влажностью, после чего следует подстройка его значения.

Гарантировать качество гигрометра способно в первую очередь свидетельство об утверждении типа СИ.

Маркировка

Влагомеры маркируются в соответствии с ГОСТ 26828. В маркировке должен содержаться товарный знак производителя, обозначение гигрометра, его порядковый номер и дата выпуска, а также знак Госреестра.

На потребительской таре, то есть упаковке указывается обозначение прибора и товарный знак.

В случае, когда влагомер прошел приемо-сдаточные испытания, на него ставят пломбу.

Виды гигрометров и их цена

Гигрометры различаются между собой по способам измерения на множество видов, так они бывают:

Психрометрические

Простейшие варианты косвенного измерения влажности воздуха на основе понижения температуры смоченного тела, которое выступает температурным датчиком.

Психрометр имеет не один термометр, как это бывает у классической связки термометр-гигрометр, а целых два, как правило толуоловых: сухой – отображает температуру окружающего воздуха, влажный – с помещенным в смачиваемый фитиль утолщением капилляра, всегда будет показывать более низкую температуру за счет испарения жидкости и интенсивного охлаждения.

По разности температур этих термометров и определяется относительная влажность окружающей газообразной среды, причем для этого существует специальная таблица, которая всегда крепится рядом с термометрами на пластиковой или деревянной подложке-держателе.

Весовой

Применяется для нахождения абсолютной влажности.

Конструкция включает трубки с гигроскопическим веществом.

Для забора воздуха имеется специальный насос.

Влажность просчитывается на основе известного объема воздуха, а также массы системы перед пробой и после нее.

Пленочный

Стрелочный прибор, у которого датчиком идет специальная органическая пленка, соединенная со стрелкой, изменяющей свое положение относительно шкалы циферблата при изменении длины первой.

Волосной

Схож с предыдущим вариантом, однако, вместо пленки тут используется обезжиренный волос со свойствами, подобными пленочным моделям.

Электролитический

В основе лежит покрытая слоем электролита полистирольная, стеклянная или любая электроизоляционная пластинка.

Сопротивление электролита напрямую зависит от содержания влаги в воздушной массе.

Керамический

Датчиком выступает пористая и твердая специальная керамическая смесь, способная изменять свое электролитическое сопротивление в зависимости от влажности.

Конденсационный (Ламбрехта)

Позволяет посредством специальной таблицы найти влажность при известной точке росы.

Конструктивно состоит из небольшого зеркала, устройства его охлаждения и обыкновенного термометра.

Охлаждение зеркала приводит к его запотеванию, и этот момент фиксируется, а для удобства его определения в качестве эталона отражения выступает металлическое кольцо.

Существует еще один вид гигрометров – электронные, включающие в себя несколько следующих основных подвидов:

Оптоэлектронный

С охлажденным зеркалом для нахождения точки росы, которое следом нагревается, что позволяет с высокой точностью определить влажность.

Емкостные

Конструкция включает оксидный конденсатор, на значение емкости которого напрямую влияет количество содержащейся в воздухе влаги.

Подобные модели требуют обязательной периодической калибровки, так как с течением времени емкость детектора неизбежно снижается.

Резистивные

В основе работы лежит зависимость электрического сопротивления полимеров и солей от уровня влажности воздуха.

Так первый параметр напрямую зависит от второго.

По способу вывода информации гигрометр бывает:

Аналоговый

Классический прибор со стрелкой и циферблатом.

Цифровой

В большинстве случаев многофункциональное устройство, способное отображать результаты измерений числовом виде на встроенном ЖК-дисплее.

По конструкции гигрометр может быть:

Контактный

Используют для определения уровня влажности каких-либо материалов.

Из названия понятно, что, например, для определения влажности деревянных изделий, прибор нужно прислонить датчиками к древисине.

Яркие примеры приборов подобного типа – индукционный гигрометр – датчики размешаются на поверхности, а также игольчатый – датчики в виде двух игл погружаются в исследуемый материал.

Подобное оборудование используют на складах, в лабораториях при приемке стройматериалов, в нефтехимической промышленности и сельском хозяйстве.

Бесконтактный

Предназначен для определения влажности газа и газовых смесей, включая воздух.

Принцип работы основан на способности некоторых веществ изменять какие-либо свои свойства в зависимости от количества содержащейся влаги.

Также гигрометры различают по их назначению, так они бывают для:

По типу конструкции гигрометр может быть:

Настольный

Бытовой вариант небольших размеров со специальной подставкой или ножками для установки на столе.

Настенный

Имеет плоский корпус и отверстие на задней части, что позволяет его размещать на стене.

Может выполняться в роли как бытовых устройств для отображения текущих значений, так и в виде профессиональных регистраторов температуры и влажности, которые еще называются логгерами.

Последние используют для сбора данных, например, об условиях хранения сырья на складах.

Портативный

Цифровой переносной вариант, имеющий малые размеры и предназначенный для ношения с собой и работы в полевых условиях.

Стационарный

Профессиональное лабораторное оборудование, комплект которого может весить вплоть до 50 кг.

Яркий пример кулонометрический (электролизный) гигрометр для измерения абсолютной влажности газов посредством замера тока электролиза извлеченной из них воды.

Кроме выполненных в индивидуальном корпусе моделей существуют их многофункциональные варианты, то есть совмещенные с другими измерительными приборами, причем в плане конструктивного исполнения они бывают самыми разными.

Простой пример – термогигрометр, совмещающий в себе функции термометра и гигрометра.

Может быть как аналоговым, так и электронным.

Частный случай последнего – так называемый термогигрометр-стик, предназначенный для выполнения замеров влажности и температуры в труднодоступных и узких местах за счет наличия удлиненного зонда, прикрепленного подвижно к основному блоку.

Классические механические гигрометры, не имеющие дополнительных функций, можно приобрести за 500 рублей, а электронные модели обойдутся в сумму от 1 тыс. рублей.

Стоимость домашних метеостанций, включающих, кроме гигрометра, термометр и барометр, начинается с отметки 5 тыс. рублей, а цифровые их варианты могут обойтись покупателю в 35 тыс. рублей.

Производители гигрометров

Изготовлением различного типа гигрометров занимаются следующие зарубежные производители: Condtrol, ADA, Laserlinener, Testo, Fluke, Boneco, Beurer, Venta. Что касается отечественных приборов, то лидером тут по праву считается производитель Мегеон с огромным выбором гигрометров под широкий спектр задач.

Источник

Гигрометр. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Особенности

Гигрометр – точный измерительный прибор, предназначенный для определения уровня влажности в воздухе или других газах. Может использоваться как отдельное устройство, предназначенное для измерения влажности, или являться частью климатических приборов, к примеру, кондиционеров и т.д.

Где используется гигрометр

Прибор имеет широкую сферу применения. Данные об уровне влажности воздуха являются важными, так как позволяют поддерживать оптимальный микроклимат.

Это может быть необходимо в:

С помощью гигрометра можно контролировать заданную влажность при производственном процессе. Ее контроль и поддержания на определенном уровне также важен для жилых помещений. Знание о влажности необходимы для корректировки микроклимата в помещениях, где содержатся животные. Также гигрометры применяются в теплицах.

Виды гигрометров

Для измерения влажности могут использоваться различные физические принципы. В связи с этим существует несколько типов гигрометров, имеющих существенные технические отличия. Они бывают:

Это разные приборы, многие из которых дают приблизительный результат, а также имеют другие ограничения использования, вследствие чего не пользуются спросом.

Волосной

Является устаревшим и чаще всего встречается как музейный экспонат. Принцип его работы основан на физическом свойстве волоса менять длину в зависимости от уровня влажности. В конструкции гигрометра используется натянутый волос, одним концом связанный со стрелкой. В зависимости от того насколько оттянется волос, зависит угол наклона стрелки.

Приборы этого типа считаются устаревшими ввиду низкой точности, но ее достаточно для бытового применения. Однако они очень чувствительны к механическому воздействию. При сильной встряске или ударе волос может порваться, и устройство выйдет из строя. Отремонтировать его крайне сложно, так как эта функция не предусматривается. Используемый в системе обезжиренный человеческий волос позволяет определять влажность воздуха в пределах от 30% до 100%. Устройство может использоваться для расчета влажности в случае минусовой температуры.

Пленочный гигрометр

Схож по принципу работы с волосяным. Он оснащается органической пленкой. Та меняет свою длину в зависимости от влажности. С пленкой связан механизм шкалы. Такое устройство не боится механического воздействия в разумных пределах, чем превосходит волосяные гигрометры. Устройство может использоваться для определения влажности воздуха при отрицательной температуре.

Зачастую устройство предусматривает наличие механизма калибровки. Его можно отрегулировать, пользуясь данными полученными на более точных приборах, которыми являются психометрические или абсолютные гигрометры.

Весовые

Такие гигрометры очень точные. Это избыточно для домашнего применения, поэтому такими приборами больше пользуются в лабораториях, так как они являются абсолютными. Устройство представляет собой соединенные трубки. Внутри них находится вещество, способное быстро поглощать пар из воздуха. Трубки постоянно пребывают в закрытом состоянии.

Для измерения относительной влажности необходимо открыть доступ воздуха на определенное короткое время. В результате прохождения через трубки пар из воздуха останется в поглощающем веществе. Вследствие этого масса самого гигрометра увеличится. Определив текущий вес устройства после увлажнения, и сравнив его с первоначальными данными, можно рассчитать относительную влажность.

Для пользования этим устройством нужно проводить математические расчеты. Для подсчетов требуются данные о массе гигрометра до и после измерения, а также об объеме пропущенного через трубки воздуха. Таким образом, чтобы получить более-менее точные данные измерения, необходимы весы с минимальной погрешностью. Кроме этого на уровень точности может влиять фактор состаривания вещества в трубках. Со временем оно теряет свои первоначальные свойства, и поглощает влагу из воздуха хуже.

Керамические

Устройство также называют механическим. Принцип его работы основан на зависимости уровня увлажненности диэлектрика к его токопроводности. Гигрометр оснащается керамическим пористым чувствительным элементом. Он поглощает влагу с воздуха. Если влажность высокая, то он набирает много воды, а если низкая, то керамический кубик наоборот подсыхает.

Через керамический элемент пропускается электрический ток. Когда влажность высокая, и он более увлажнен, то электрическое сопротивление снижается. Стрелка прибора реагирует на сопротивление, от чего располагается под определенным углом на циферблате, тем самым указывает на относительную влажность.

Данные устройства не самые точные, но дают вполне приемлемый результат, что позволяет их применять в системах климат-контроля и т.д. Главное их достоинство в даче прямых показаний влажности в текущем времени. Не нужно ничего считать по формулам или пользоваться вычислительными таблицами. Также устройство не нуждается в активации процесса замера. Его стрелка указывает на уровень влажности постоянно.

Конденсационные

Гигрометр этого типа также дает весьма приблизительный результат. В основе принципа его действия лежит свойство конденсирования пара. Устройство оснащается небольшим зеркалом. Перед замером измеряется температура зеркала. После этого оно охлаждается по принципу эффекта Пельтье. Остывание зеркала вызывает конденсирование на нем влаги. Как только это происходит, замеряется температура зеркала уже в этот момент. Сравнивая данные температуры, с помощью таблицы можно определить уровень относительной влажности.

Чтобы данные получились максимально точными, нужно вовремя определить момент образования конденсата, и своевременно измерить температуру зеркала. Для этого в гигрометре предусматривается оптическое или электрическое устройство. Электрическое является более точным, так как исключает человеческий фактор.

Электронные

Является наиболее удобным и весьма точным. Гигрометр оснащается пластинкой с электроизоляционного материала. Сверху нее имеется покрытие из хлорида лития. Уровень электрической сопротивляемости хлорида лития меняется в зависимости от уровня влажности воздуха.

Основываясь на этих данных, устройство самостоятельно проводит все исчисления, выдавая на дисплее готовый результат. Прибор очень быстро реагирует на изменение относительной влажности воздуха. Обычно данные приборы дополнительно оснащаются термометром.

Нужно отметить, что электрические гигрометры имеют разный уровень погрешности, зависящий от окружающей температуры. Более сложные приборы имеют усовершенствованный вычислительный потенциал, что позволяет минимизировать погрешность.

Психрометрические

Данный гигрометр также называют психрометр. Он имеет очень простую конструкцию. В основе прибора применяется 2 термометра. Один является сухим, а второй влажным. Влажный отличается от сухого тем, что внизу его колба соприкасается с батистовой лентой. Край ленты окунается в сосуд с водой. Вследствие этого лента всегда мокрая. Она увлажняет колбу мокрого термометра. Вода на нем испаряется, тем самым охлаждает термометр. По этой причине он показывает более низкую температуру.

Для определения влажности нужно сравнить нормальную температуру, полученную на сухом термометре и сниженную, из мокрого. Для этого используется специальная таблица. Обычно ее печатают прямо на корпусе психрометра.

Для работы данного прибора нужно своевременно подливать воду в колбу, в которую окунается батистовая лента. Если вода испариться, то данные с термометров будут одинаковыми.

Критерии выбора гигрометра

Ключевыми моментами при выборе гигрометра являются его следующие параметры:

Большинство гигрометров рассчитаны на использование только при положительной температуре. Если возникает необходимость работы при пониженных температурах, то используются мембранные и волосяные гигрометры. Кроме этого отдельные устройства могут применяться только в тепле. Так гигрометр ВИТ-2 может применяться в диапазоне температур +15…+40°С.

Также гигрометры разного устройства имеют разный диапазон определения относительной влажности. Большинство из них могут работать выдавать корректный результат замеров только в диапазоне 20-90%.

Важным критерием является принцип действия устройства. Одни приборы работают приблизительно, другие дают вполне точный результат. От принципа действия гигрометра зависит то, будет он показывается уровень относительной влажности непрерывно или только в момент проведения определенных манипуляций. Самыми удобными являются электронные и керамические гигрометры. Для работы с другими нужно делать расчеты, то есть придется потратить несколько минут, чтобы определить уровень влажности.

Источник