W meteorologii zmienne meteorologiczne określające pogodę są mierzone w sposób ciągły. Najważniejsze zmienne to ciśnienie atmosferyczne, wilgotność, promieniowanie słoneczne, kierunek i siła wiatrów itp. Każda zmienna pogodowa dostarcza cennych informacji o pogodzie i pozwala przewidzieć, jaka będzie pogoda w ciągu najbliższych kilku dni.
Dzisiaj będziemy rozmawiać higrometr, urządzenie służące do pomiaru wilgotności. Chcesz wiedzieć, jak to działa i wszystko, co jest związane z informacjami, które może dostarczyć w meteorologii?
Główne cechy, historia i narzędzia
Higrometr to nic innego jak przyrząd służący do pomiaru stopnia wilgotności powietrza, gleby i roślin. Pamiętamy, że wilgotność to ilość pary wodnej w otoczeniu. Aby wilgoć była nasycona, temperatura otoczenia musi być niższa. W ten sposób para wodna w powietrzu skrapla się i powoduje rosę.
Higrometr służy do pomiaru ilości pary wodnej w powietrzu. Istnieje kilka typów higrometrów w zależności od ich działania, chociaż wszystkie mają ten sam cel.
Higrometr został wynaleziony przez Francuski fizyk Guillaume Amontos w 1687 roku. Został później ulepszony i zoptymalizowany przez Fahrenheita w połowie XVIII wieku. Wykorzystuje czujniki, które dostrzegają i wskazują zmiany w stopniu wilgotności, zarówno gazu, jak i powietrza w ogóle. Najstarsze zostały zbudowane z czujnikami mechanicznymi. Czujniki te reagowały na elementy wrażliwe na zmiany wilgotności, takie jak ludzkie włosy.
Jego zastosowania są bardzo szerokie. Służą zarówno do konserwacji produktów, które są bardzo wrażliwe na nadmierną wilgotność, do poznania bliskości ewentualnych opadów deszczu i ogólnie złej pogody, do zachowania higieny znając stopień wilgotności w pomieszczeniach i pomieszczeniach. Jest również stosowany w wielu procesach przemysłowych, które wymagają wilgoci, takich jak produkcja niektórych tkanin, papieru i jedwabiu.
Niezbędne pojęcia dotyczące wilgotności
Aby zrozumieć prawidłowe działanie higrometrów, konieczne jest poznanie niektórych pojęć dotyczących wilgotności i sposobu jej działania.
Np. wilgotność względna Jest to koncepcja, co do której wielu ludzi nie ma jasności. Para wodna jest wytwarzana w wyniku różnych czynności człowieka i, ogólnie rzecz biorąc, każdej żywej istoty. W domach para wodna jest wytwarzana podczas gotowania w kuchni, pryszniców, potu z roślin, oddychania itp.
Powstająca para wodna jest pochłaniana przez powietrze w zależności od warunków środowiskowych, powodując wzrost wilgotności powietrza. Dlatego maksymalna ilość pary wodnej, która może zmieścić się w powietrzu bez nasycenia (czyli kondensacji), zależy od temperatury otoczenia. Im cieplejsze powietrze, tym więcej pary wodnej zatrzymuje, nie nasycając się wilgocią. Po to aby Wilgotność względna to procentowa ilość pary wodnej w powietrzu.
Inną pokrewną koncepcją jest wilgotność bezwzględna. Jest to ilość pary wodnej, jaką zawiera metr sześcienny powietrza, wyrażona w gramach na metr sześcienny. Higrometry są również w stanie mierzyć punkt nasycenia środowiska w zależności od temperatury. Punkt nasycenia to maksymalna ilość pary wodnej, jaka może być obecna w wodzie o określonej temperaturze i ciśnieniu bez kondensacji pary wodnej.
Rodzaje higrometru
W zależności od rodzaju działania higrometru i jego właściwości istnieją różne typy.
Higrometr do włosów
Ten typ higrometru jest znany jako higroskop. Jego działanie jest bardzo proste. Polega na złączeniu grupy włosów zgrupowanych w formie sznurka. Włosy reagują na różne zmiany wilgotności, które są rejestrowane w powietrzu, poprzez skręcanie lub rozkręcanie. Kiedy tak się dzieje, uruchamia się igła, która wskazuje ilość wilgoci w środowisku, ale nie jest w stanie pokazać jej w procentach. Dlatego nie jest w stanie zmierzyć wilgotności względnej.
Higrometr absorpcyjny
Ten typ higrometru działa za pomocą niektórych higroskopijnych substancji chemicznych, które w zależności od zawartości mają zdolność pochłaniania lub uwalniania wilgoci z otoczenia. Substancje higroskopijne to takie, które wiążą się z kroplami pary wodnej i to one tworzą deszcz.
Higrometr elektryczny
Działa z dwiema spiralnie zwijanymi elektrodami. Pomiędzy dwiema elektrodami znajduje się chusteczka nasączona chlorkiem litu zmieszanym z wodą. Po przyłożeniu napięcia zmiennego do elektrod tkanka jest podgrzewana, a część wody zmieszanej z chlorkiem litu odparowuje.
W każdej temperaturze ustala równowaga pomiędzy ilością wody odparowanej przez ogrzewanie tkaniny a ilością wchłanianą przez wilgoć z otoczenia, ponieważ obok chlorku litu jest bardzo higroskopijnym materiałem. Wraz ze zmianą sytuacji stopień wilgotności otoczenia jest określany z większą precyzją.
Higrometr kondensacyjny
Miernik ten służy do określania procentowej wilgotności powietrza. W tym celu wykorzystuje temperaturę, w której polerowana powierzchnia matowieje, powodując sztuczne obniżenie temperatury.
Higrometry cyfrowe
Są najnowocześniejszymi z istniejących i wykorzystują obwody elektroniczne do przekształcania niewielkich zmian napięcia spowodowanych zmianami niektórych właściwości fizycznych w liczby wyświetlane na ekranie. Niektóre modele tych higrometrów wykorzystują pewne substancje, które mają specjalną właściwość które zmieniają kolor w zależności od wilgotności otoczenia. Dzięki temu mogą uzyskać dokładniejsze pomiary wilgotności.
Jak widać, higrometr ma wiele zastosowań w meteorologii i nie tylko w niej, ale w życiu codziennym wielu gałęzi przemysłu, domów i budynków. Ważne jest, aby znać wilgotność otoczenia i czy jest lepszy sposób niż użycie higrometrów do jej pomiaru.