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:
- Абсолютную влажность газовой смеси, то есть плотность присутствующего водяного пара.
- Относительную влажность – отношение количества воды, которое содержится в газовой смеси при ее конкретной температуре, к максимально возможному количеству воды в той же смеси при той же температуре.
- Точку росы – температуру, при которой насыщение газовой смеси водяными парами становится максимальным, если они при прочих равных показателях постоянно содержаться в этой смеси. Если проще, то это температура, при которой начинается конденсация влаги при определенном значении давления.
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.
Гидрометр Testo 645
Двуканальное измерение Т и влажности. Очень точное измерение влажности до ± 1% rF с внутренней памятью измерений. Как пользоваться гигрометром? Testo 645 одним нажатием кнопки отображает показатели: влажность, точка росы, энтальпию и температура. Удобная оценка данных измерений с передачей на ПК и с указанием места измерений. Максимальная влажность 100%. Минимальная влажность 0%. Температура от -50°C до +150°C.
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.
Важно!
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.
Измеритель влажности МОДЕЛЬ C-02
Прибор измеряет CO2, Т и влажность, с тройным жидкокристаллическим дисплеем. Как пользоваться гигрометром? МОДЕЛЬ C-02 Т влажного термометра и функцией точки росы. Двухдиапазонный инфракрасный датчик CO2.
Прибор выполняет:
- Автоматическое ведение журнала измерений с передачей данных на ПК. Удержание данных: замораживание показаний дисплея.
- Индикацию низкого заряда батареи.
- Рабочая Т: от 5°C до 50°C.
- Рабочая влажность: от -10 до 90% влажности.
- Влажность при хранении: от 10 до 90% относительной влажности.
- Точность: CO2: ± 3% или ± 50ppm,
- Влажность: ± 5% RH,
- Температура: ± 1 C, ± 1,8 F.
- Автоматическая емкость памяти: 20 000 измерений.
- Последовательный интерфейс RS-232.
ГОСТ
Для некоторых типов гигрометров разработаны ГОСТы, которые регламентируют методики их поверок:
- ГОСТ 8.472-2013 – для пьезосорбционных гигрометров.
- ГОСТ 8.547-86 регламентирует поверочную схему и первичный эталон для средств измерений относительно влажности газов, включая гигрометры и гигрографы.
- ГОСТ Р 8.881-2015 регламентирует методики поверки для влагомеров пиломатериалов и древесины.
- ГОСТ 8.519-84 – для диэлькометрических влагомеров строительных материалов.
- ГОСТ Р 8.781-2012 – для влагомеров зерна и зернопродуктов.
Следующие ГОСТы регламентируют технические требования и условия:
- ГОСТ Р 8.758-2011 – для кулонометрических гигрометров.
- ГОСТ 29027-91 – методы испытаний и общие технические требования для влагомеров сыпучих и твердых веществ.
- ГОСТ 21196-75 – для нейтронных влагомеров.
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.
Портативные
Основная сфера применения портативных гигрометров — нефтегазовая и нефтехимическая промышленность. С помощью такого прибора определяют микровлажность газа в баллонах или трубопроводах. Они могут работать в широком температурном диапазоне и выводить влажность в различных единицах измерения. Компактность гигрометра позволяет без проблем проводить измерения в нужных точках.
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:
- грунта;
- зерна;
- сигар;
- стройматериалов (бетон, древесина, песок);
- бани (сауны);
- жилых и складских помещений.
- метеорологических станций;
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.
Влагомер его особенности
Для того чтобы узнать, как пользоваться гигрометром нужно рассмотреть основные типы приборов для измерения влажности. Психрометр состоит из двух отдельных термометров, закрепленных на одном корпусе. Один является сухим, а другой — влажным (мокрым). Нижний конец мокрого термометра покрыт специальной тканью, исполняющей роль фитиля. Он постоянно находится в воде, охлаждая и смачивая мокрый термометр. При температурах (Т) выше точки замерзания воды фитиль снижает температуру мокрого термометра, она обычно ниже сухого. Однако когда Т воздуха падает ниже нуля, влажный термометр покрывается тонким слоем льда, и она может быть теплее сухого термометра.
Относительная влажность рассчитывается исходя из температур окружающей среды, сухого термометра и разницы температур, между показателями сухого и влажного термометров. Относительная влажность определяется по психрометрической карте. Когда две температуры равны — воздух полностью насыщен, а чем больше их разница, тем суше воздух. По специальным таблицам, зная Т воздуха и психрометрическую разность (Т – Т м), определяют остальные параметры воздуха. Психрометры обычно используются в метеорологии, а также в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха жилых и общественных зданий.
Правила безопасной эксплуатации
Несмотря на то, что гигроскопы бывают разных видов, существуют общие правила, которых нужно придерживаться при их использовании. С любым оборудованием следует обращаться бережно. Нельзя допускать падения прибора.
Также запрещено обрабатывать устройство агрессивными химическими веществами: например, растворами, содержащими щелочь или кислоту. Не рекомендуется перегревать устройство. Максимально допустимая температура, в которой можно эксплуатировать оборудование, приведена в его сопроводительной инструкции.
Важно правильно выбрать место для расположения гигрометра. Рядом с оборудованием не должно быть источников холода и тепла. Важно отсутствие вибрации. Не стоит располагать гигроскопы в местах прямого воздействия солнечных лучей
Важно помнить о мерах безопасности при использовании приборов, содержащих ядовитые вещества. Например, термометры психометрического аппарата ВИТ-2 заполнены толуолом. Это токсическая и огнеопасная жидкость.
Поэтому важно не допускать разбития и перегрева устройства. Если произошел разрыв резервуара, то удалить толуол с окружающих предметов можно водой с моющим средством.
Если для измерения влажности нужно применять воду, то следует использовать дистиллированную (даже если в инструкции прямо об этом ничего не сказано). Водопроводная неочищенная жидкость содержит соли, которые будут оседать на элементах устройства, снижая его срок годности и точность результатов.
Где применяются психрометры
Повсеместно психрометры используются на метеорологических станциях при ежедневном контроле погоды.
Во многих отраслях промышленности психрометры позволяют контролировать влажность воздуха в складских помещениях, для профилактики порчи товарных и прочих запасов от сырости. Незаменимы они в теплицах, животноводческих фермах и птицефабриках. В инкубаторах при слишком низкой влажности воздуха цыплята будут не способны вылупиться из яиц. При слишком высокой влажности воздуха зерно в складах начинает отсыревать, а потом «гореть», зародыши семян от этого гибнут. Семенной материал и продовольственное зерно становится непригодным к употреблению, даже животными.
В жилых помещениях желательно контролировать влажность воздуха для профилактики иссушения слизистых оболочек и кожи. Это ведет к разрушению защитного барьера и «открытию ворот» для различных инфекций. Оптимальная влажность воздуха в жилых помещениях составляет 40-60 процентов. Если она ниже нормы, то люди страдают от пересушенных слизистых оболочек и кожи, часто болеют ОРЗ. Если же влажность воздуха выше нормы, то ткани и мебель начинают отсыревать, размножается плесень и прочее аллергены, одежда портится. Вот почему психрометр должен быть в каждом доме.
Какая относительная влажность должна быть в жилом помещении
Ученые медики установили, что для того чтобы человек чувствовал себя наиболее комфортно, температура в помещении должна быть +20 °С, а влажность от 30 до 45%.
В том случае, если показатель относительной влажности (φ, %) ниже установленного диапазона, воздух считается сухим. Человек, который будет находиться в таком помещении, ощущает сухость в горле, он начнет кашлять, а волосы и кожа становятся сухими. Комнатные растения также будут подвержены болезням и, скорее всего, засохнут.
Напротив, если фактическая относительная влажность превышает верхний допустимый уровень, в такой комнате будет чувствоваться промозглость, излишняя влага будет пропитывать мебель, стены, книги постель и вещи. В сыром помещении особенно страдают люди с респираторными болезнями.
Влажность в доме регулируется с помощью применения специальных осушителей или увлажнителей, а также другой климатической техники, например калориферов, кондиционеров и газовых котлов. Важно знать текущее состояние этого параметра, а для этого его нужно периодически проверять гигрометром.
