Гигрометры: что это такое и как пользоваться?

С помощью таких устройств, как гигрометр, можно контролировать микроклимат в помещении. Моделей гигрометров очень много, и следует правильно выбирать конкретную модель.

Гигрометром называется прибор, измеряющий влажность воздуха в комнате. Также подобное устройство пригодится для исследования влажности иных газов. Классы гигрометров могут сильно отличаться. Анализаторы влажности необходимы в самых различных сферах. Их единица измерения – процент относительной и абсолютной влажности.

Изначально подобное оборудование использовалось только в лабораторных исследованиях и экспертизах. Существует сразу несколько типов гигрометра. Показания таких приборов пересчитывают в единый индекс по особым таблицам. Существует множество вариантов снятия показаний (точнее, принципов работы).

Прибор для измерения относительной влажности воздуха очень важен для любого дома или квартиры. Особенно актуально такое устройство в течение отопительного сезона, когда воздух неизбежно пересушивается. Учитывая особенности отечественного климата, гигрометры придется использовать большую часть года. Но прибор, который измеряет влажность, необходим и в сельском хозяйстве, в пищевой промышленности.

Хранение зерна и корнеплодов, бобовых культур и хлопка, фармакологического сырья (лекарственных растений) можно как следует организовать только при постоянном уровне влажности и температуры.

Влажность, которую можно измерить с помощью гигрометра, очень важна также:

• в картинной галерее;

• в библиотеке;

• в административном здании;

• в хранилище документов.

На этом, впрочем, роль гигрометрического контроля не заканчивается. Процесс строительства и ремонта во многих случаях немыслим без такой процедуры. Только установив фактическую влажность, можно прогнозировать скорость схватывания цемента (бетона), гарантировать высыхание затирок, приклеивание обоев. Гигрометры крайне нужны:

• в особо чистых цехах (по производству микросхем и их сборке);
• в химической, нефтехимической, цементной промышленности;
• в торговых залах;
• в музеях;
• на предприятиях по выпуску взрывчатых веществ и на объектах, где они хранятся;
• в медицинских, санаторно-курортных учреждениях;
• при производстве мебели, текстиля.

Эти устройства называют еще «абсолютными» гигрометрами. Они состоят из целого комплекса трубок в форме буквы U. Внутри трубок скрывается вещество, которое поглощает влагу из проходящего воздуха. Перед измерением систему взвешивают.

Именно такое устройство чаще всего используется для отслеживания влажности в окружающей среде и в помещениях. Обычный диапазон измерения волосяного гигрометра колеблется от 30 до 80%. Конструкция включает:

• раму из прочного металла;
• обезжиренный волос;
• шкив (через него перебрасывают свободный край волоска с подвешенным грузом);
• указательную стрелку;
• шкалу (обычно 1 деление принимается равным 1%);
• регулирующий винт (позволяющий калибровать стрелочный блок).

Работает все очень просто. Длина волоска меняется в зависимости от того, какова его влажность. Вбирая или отдавая влагу, измерительный орган становится то длиннее, то короче. Это воздействует на шкив, а следом поворачивается и стрелка. Для нормальной работы волосяные гигрометры надо устанавливать на уровне глаз наблюдателя, чтобы упростить контроль за ними.

Иначе эти устройства относят к классу термометр-гигрометр. Суть их очень проста: есть два термометра – сухой и увлажненный (обычно завернутый во влажную ткань). Понижение температуры влажной части прибора позволяет судить о том, насколько высока влажность воздуха или иного газа. С физической точки зрения такое устройство регистрирует скорость испарения влаги. Но не все так просто: испаренная влага продолжает оставаться около датчика, повышая локальную влажность.

В профессиональной среде давно пришли к выводу, что компенсировать этот эффект помогает дополнительная обдувка воздухом. Для расчетов с использованием аспирационного психрометра вместо типовых формул применяется формула Шпрунга. Специалисты рекомендуют брать кипяченую, а еще лучше дистиллированную воду. Она меньше забивает капилляры ткани и потому меньше влияет на погрешность измерений.

Как нетрудно понять по названию, внутри находится органическая пленка. Увлажняясь, она растягивается, а при иссушении сжимается. Меняющееся положение центральной части вызывает движение стрелки. Как волосяной, так и пленочный гигрометры должны периодически сверяться с профессионально отлаженным психрометром. Электронные компоненты в таком устройстве не используются.

Этот вид гигрометров работает за счет специальной пластинки из изолирующего материала. Чаще всего используют стеклянные и полистирольные пластинки. На них наносят хлорид лития, а под основным рабочим слоем располагается связующий материал. Когда меняется влажность воздуха, меняется и концентрация электролита. Вслед за этим меняется и сопротивление, которое можно точно измерить и вычислить линейную зависимость; проблема в том, что точность показаний зависит от температуры.

Именно подобные системы рекомендуют использовать в домах и квартирах. Работает аппарат относительно просто. В нем используется керамическая масса, имеющая определенный уровень электрического сопротивления. Чтобы система действовала четко и правильно, в ней должны содержаться окислы металлов в строго определенной пропорции. Чаще всего за основу берутся обычная глина, каолин и кремнезем.

Суть такого устройства в том, что измеряется конденсат, образующийся на стеклянной поверхности. На особое охлаждаемое зеркало направляют световой луч. Под его воздействием образуются капли воды или кристаллики льда (в зависимости от конкретных условий). Термометр, вмонтированный в зеркало, измеряет температуру. Затем электроника по специальным формулам проводит тщательные вычисления, которые и показывают уровень влажности.

Хороший вариант такого устройства – гигрометр Ламбрехта. Его разработали еще в 1875 году. В современном виде конструкцию представили в 1877 году после усовершенствования Вильгельмом Ламбрехтом. Камера в форме цилиндра имеет никелированную фронтальную стенку. Вокруг располагается еще одно точно такое же кольцо.

В таких системах применяются методы, позволяющие куда более точно оценить реальную влажность воздуха, чем при использовании традиционных моделей. Сюда относятся:

• определение электрической проводимости воздуха;

• установление точки росы при помощи оптоэлектронного блока;

• определение электрического сопротивления полимерных веществ или солей металлов;

• определение колебаний емкости специально калиброванных конденсаторов.

Напоследок стоит сказать еще о двух типах устройств. Термометры-гигрометры спиртовые пригодны для измерения температуры и влажности воздуха как внутри помещений, так и на улице. Отзывы на подобную технику показывают, что она работает достаточно точно. В кулонометрических гигрометрах определяется сила тока, которую нужно потратить для электролиза газов. Данный показатель прямо зависит от влажности расщепляемого электричеством газа.

В подобной системе применяются:

• электроды из родия;

• частично гидратированная пятиокись фосфора (ею покрывают электроды и воздушный канал);

• источники питания;

• специальные отсчетные устройства.

Аппарат «Эвлас-2М» отлично подходит для контроля влажности сыпучих веществ. Это устройство применяют в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и фармации. Можно будет также контролировать влажность строительных материалов. Микропроцессор продуман так, чтобы предотвратить вычислительные ошибки. Поверка устройства производится по требованиям Росстандарта.

Гигрометр Venta может запомнить минимальную и максимальную температуру, влажность. Устройство позволит установить температуры от -40 до +70 градусов. Погрешность основного измерения – 3% в обе стороны. Для питания используется пара батареек стандарта ААА.

Boneco может предложить людям модель A7057. Это устройство имеет пластиковый корпус. Установка возможна только в настенном варианте. Для крепления подойдет любая прочная поверхность. Однако в отзывах отмечают сомнения в точности прибора.

Хорошей альтернативой можно считать модель 1756 от Momert. Для изготовления корпуса применена белая пластмасса. Устройство отличается компактностью. Благодаря круглым углам гигрометр очень приятен тактильно. Привлекательна и небольшая толщина – 0,02 м.

Beurer HM 16 – это уже не отдельный гигрометр, а целая метеорологическая станция. Она может измерять температуру от 0 до 50 градусов. Внешняя влажность может быть измерена не ниже 20% и не выше 95%. Прочие особенности:

• батарейки CR2025;

• монохромный надежный экран;

• откидная подставка для установки на стол;

• возможность подвесить устройство;

• изящный белый корпус.

Анализатор влажности Ohaus MB23 тоже входит в список лучших моделей. Устройство работает в соответствии со стандартами GLP и GMP. Определять содержание влаги аппарат будет за счет гравиметрии. Система может определить температуру с погрешностью до 1 градуса, а масса устройства – 2,3 кг.

Фирма Sawo может предложить квадратный термогигрометр 224-THD. Модель имеет классическую прямоугольную конструкцию. Два циферблата выводят информацию раздельно. Корпуса изготавливаются из различных сортов древесины. Устройство отлично подходит для бань и саун.

Модель 285-THA помещается в широкую рамку из осинового массива. Как и в предыдущем случае, используются термометр и гигрометр с раздельными циферблатами. Размер составляет 0,17х0,175 м. Фирменная гарантия – 3 года. Это устройство также подходит для контроля микроклимата в ванной комнате и бане.

ИВА-8 – еще один привлекательный гигрометр. Блок индикации выполнен по щитовой схеме. Можно подсоединить 2 индикатора точки инея к одному устройству. Есть 2 релейных выхода с настраиваемыми уровнями срабатывания. Относительная влажность воздуха может быть измерена в диапазоне от 30 до 80%; масса устройства – 1 кг, за час работы им расходуется не более 5 Вт.

Внимания заслуживает и модель «Байкал» 5Ц. Это цифровое одноканальное устройство индустриального образца. Система может измерять не только влажность, но и молярную концентрацию воды в нетоксичных газах. Можно производить замеры также в газовых смесях, включая обычный воздух. Аппарат имеет стендовое или настольное исполнение; эксплуатировать его нужно с заземлением в помещении, где обеспечена взрывная безопасность.

При соблюдении должных условий можно использовать «Байкал»:

• в нефтехимии;

• в ядерной отрасли;

• в промышленности по выпуску полимеров;

• на металлургических и металлообрабатывающих предприятиях.

Завершить обзор уместно на анализаторе влажности «Элвиз-2С». Эти устройства предназначены для измерений степени увлажнения:

• твердых монолитов;

• сыпучих веществ;

• жидкостей;

• волокнистых веществ;

• пастообразных составов различного рода.

В основу работы устройства положен термогравиметрический метод. Система может показывать как процент влаги, так и процент сухого вещества в анализируемом образце. Индикаторное устройство показывает также массу образца и длительность прогрева.

Различные анализаторы влажности обычно выбирают инженеры и другие специалисты, которые четко понимают, что им нужно. Для дома можно ограничиться самым простым гигрометром. Но не все так просто. Обязательно надо учесть, к примеру, дизайнерские особенности каждого аппарата, чтобы он вписывался в интерьер. Психрометрические модели лучше оставить профессиональным метеорологам – они довольно точны, но сложны в обращении.

Так как зимой влажность воздуха сильно падает, очень важно ориентироваться на диапазон замеров 20-70% как минимум. Для гаражей, подвалов, бань, саун, ванных комнат и парников лучше выбирать модели, способные измерять влажность до 100%. Скупиться при покупке точно не надо. В бытовых условиях вполне достаточно погрешности 2-3%. В детской комнате советуют ставить модели, напоминающие игрушки.

Правильное использование каждого гигрометра, как и периодичность поверки, полнее всего отражается, конечно, в сопроводительной инструкции. Но в любом случае запрещено:

• бросать устройство;

• подвергать его сильным механическим воздействиям;

• обрабатывать кислотами, щелочами и другими едкими веществами;

• перегревать устройства свыше 45 градусов.

Только в таком случае показания гигрометра будут действительно точны и адекватны. Если для работы устройства нужно налить воду, следует брать дистиллированную жидкость, даже когда инструкция прямо об этом не говорит. Отдельного внимания заслуживает калибровка прибора. Электронные модели во многих случаях невозможно настраивать – их уже должны были как следует настроить на заводе.

Рекомендуется для упрощения процесса использовать соляной тест:

• кладут гигрометр в стеклянную банку или контейнер с плотно прилегающей крышкой;

• ¼ емкости заполняют солевым раствором;

• ставят прибор над ним на подставке;

• через 8 часов проверяют, достигнуто ли значение 75% влажности (именно таким и будет оно).

Если нужная цифра определена верно, значит, калибровать измеритель не потребуется. При ошибке механического гигрометра нужно вручную (максимально быстро) установить стрелку в требуемом положении. Электронные устройства обычно настраивают сервисные службы в рамках гарантии. Если она уже закончилась, то шансы, что что-то можно сделать, невелики.

О том, как пользоваться гигрометром, смотрите далее.