Vlhkoměry jsou zařízení, jejichž hlavní funkcí je měření vlhkosti. Tento ukazatel ovlivňuje lidské zdraví, provoz mnoha zařízení a vlastnosti materiálů, takže potřeba jeho kontroly může vzniknout v různých průmyslových odvětvích. Během používání vlhkoměru byly vyvinuty a rozšířeny různé principy fungování.

Vlhkoměry jsou zařízení, jejichž hlavní funkcí je měření vlhkosti. Tento ukazatel ovlivňuje lidské zdraví, provoz mnoha zařízení a vlastnosti materiálů, takže potřeba jeho kontroly může vzniknout v různých průmyslových odvětvích. Během používání vlhkoměru byly vyvinuty a rozšířeny různé principy fungování.

123123123.png

Typy vlhkoměrů

Existuje několik metod měření vlhkosti. Absolutní vlhkost charakterizuje, kolik váží vodní pára, která je aktuálně obsažena v krychlovém metru atmosféry. Relativní vlhkost je charakteristika, která ukazuje, jak blízko je množství vlhkosti obsažené ve vzduchu v době měření maximálnímu možnému pro danou teplotu. Měří se v procentech a často se používá k popisu povětrnostních podmínek. Konečně, kromě absolutní a relativní vlhkosti, umí vlhkoměr určit rosný bod – teplotu, při které vodní pára obsažená ve vzduchu kondenzuje na studeném povrchu.

Měřicí zařízení zpravidla určuje jeden ze tří uvedených ukazatelů. Existují však vzorce, které umožňují získat zbývající dva pomocí výpočtů. Takže bez ohledu na to, zda váš vlhkoměr měří rosný bod, absolutní nebo relativní vlhkost, můžete v případě potřeby vypočítat všechny tři.

Za dobu existence vlhkoměru bylo vyvinuto několik metod pro stanovení vlhkosti vzduchu. Liší se přesností získaných údajů a rozsahem použití.

Vlasové vlhkoměry měří změnou délky jemného vlasu v závislosti na množství vlhkosti, se kterou přichází do styku. Zařízení má určitá omezení – měření se provádějí pouze v rozsahu od 30 do 80 %. Indikace vlhkosti se provádí pomocí jednoduchého mechanismu. Změny mikroklimatu ovlivňují vlasy, jejichž napětí se zvyšuje nebo snižuje. Působí na kladku, ke které je připojen. Kladka se otáčí a pohybuje ukazatelem po obloukovité stupnici. Protože provoz takového vlhkoměru je dán výhradně zákony mechaniky, nevyžaduje externí zdroj energie.

Pro stanovení absolutní vlhkosti vzduchu se používá váhový vlhkoměr. Skládá se z trubek ohnutých do tvaru U, vzájemně spojených a naplněných látkou s dobrou hygroskopicitou, to znamená, že aktivně absorbuje vlhkost ze vzduchu. Popsaným trubkovým systémem je vháněno pevné množství vzduchu. Vlhkost v něm obsažená se usazuje na obsahu zkumavek a mění se jejich hmota. Rozdíl mezi hmotností trubkového systému před a po provedení měření umožňuje vypočítat, kolik vlhkosti je přítomno v daném objemu.

Váhový vlhkoměr

Činnost mechanického (keramického) vlhkoměru je založena na změně elektrického odporu hmoty obsahující keramické a kovové součásti. Základem je křemík, jíl nebo kaolin, do kterých se přidávají oxidy kovů. Výsledkem je směs, která znatelně mění odpor v reakci na změny vlhkosti. Vlhkoměry tohoto typu se často používají v každodenním životě.

Mechanický vlhkoměr

Kondenzační vlhkoměr poskytuje přesnější údaje než mechanické přístroje popsané výše. Konstrukce takového zařízení zahrnuje chlazený povrch, na kterém kondenzuje vlhkost. Vestavěný teploměr zaznamenává teplotu, při které ke kondenzaci došlo, a úzký paprsek světla nasměrovaný na zmíněnou plochu umožňuje přesně zaznamenat okamžik vzniku kondenzace. Na základě těchto údajů elektronika vypočítá relativní vlhkost a zobrazí ji na displeji. Tento princip fungování umožňuje snížit chybu na minimum a provádět měření v rozsahu od 0 do 100%.

ČTĚTE VÍCE
Která svářečka se snáze svařuje elektrodou nebo poloautomatickou?

Kondenzační vlhkoměr

Elektronické vlhkoměry mohou využívat různé provozní principy, včetně:

  • měření elektrické vodivosti vzduchu, která závisí na vlhkosti, kterou obsahuje;
  • stanovení rosného bodu optoelektronickou metodou;
  • měření elektrického odporu solí nebo polymerů, který se mění v závislosti na vlhkosti;
  • monitorování změn kapacity kondenzátoru na bázi oxidu kovu nebo polymeru.

Všechny tyto metody poskytují přesnější údaje než použití mechanického vlhkoměru. Elektronický vlhkoměr poskytuje méně chyb a je zvláště vhodný, pokud je nutné další zpracování shromážděných dat.

Elektronický vlhkoměr

Psychrometrický vlhkoměr se používá k měření relativní vlhkosti vzduchu porovnáním údajů dvou teploměrů, z nichž jeden je umístěn ve vlhkém prostředí. Vzhledem k tomu, že mokrý se bude ochlazovat odpařováním kapaliny, bude vykazovat nižší teplotu než kontrolní. Navíc, čím méně vlhkosti ve vzduchu, tím více se budou údaje teploměru lišit. Relativní vlhkost se určuje pomocí speciální tabulky a na jejím základě se v případě potřeby vypočítá absolutní vlhkost.

Psychrometrický vlhkoměr

Na tomto principu funguje několik typů psychrometrů:

  • Stacionární je jednoduchá konstrukce namontovaná v meteorologické budce. Na stativu jsou upevněny dva teploměry, z nichž jeden je v kontaktu s vlhkým hadříkem. Odečty a výpočty se provádějí ručně.
  • Dálkové ovládání je konstruováno pomocí převodníků teploty, jako jsou termistory nebo termočlánky. Takový psychrometr může například sestávat ze dvou manometrických teploměrů, z nichž jeden je zvlhčený. Vzdálený psychrometr může být manometrický nebo elektrický.
  • Nasávací teploměr se skládá ze dvou teploměrů namontovaných v chráněném pouzdře a ofukovaných ventilátorem aspirátoru. Tato konstrukce umožňuje nejvyšší přesnost měření.

Rozsah použití vlhkoměrů

Problémy vyžadující kontrolu vlhkosti často vznikají v různých průmyslových odvětvích. Moderní výrobci vyrábějí vlhkoměry určené pro specifické specifické aplikace, což znamená, že jsou nejvhodnější pro použití v určité oblasti činnosti. Zde je jen několik příkladů situací, které lze pomocí těchto měřicích přístrojů vyřešit:

  • Pro dlouhodobé skladování zemědělských produktů, například ve skladech zeleniny nebo sýpkách, je nutné udržovat teplotní a vlhkostní podmínky. Toho lze dosáhnout neustálým sledováním mikroklimatu pomocí vlhkoměru.
  • Mnoho léků vyžaduje zvláštní podmínky skladování a mohou ztratit své vlastnosti, pokud jsou vystaveny nadměrné vlhkosti.
  • Vlhkoměr je také nezbytný v knihovně, protože knihy, zejména staré, se ve vlhkém mikroklimatu mnohem rychleji kazí. Materiály, které jsou mnoho let staré, se mohou znehodnotit nadměrnou vlhkostí, což znamená, že vlhkost vzduchu je třeba kontrolovat, aby byly zajištěny optimální podmínky skladování.
  • Na staveništi často vzniká potřeba kontrolovat obsah vlhkosti materiálů. Například se kontroluje stupeň seschnutí dřeva, aby se zjistilo, zda a jak jej lze použít jako stavební materiál. Existují také specializované vlhkoměry určené ke stanovení vlhkosti betonu.
  • Kontrola vlhkosti materiálů se často provádí při výrobě nábytku, protože výrobek z příliš vlhkého nebo přesušeného dřeva byl vyroben v rozporu s technologií a pravděpodobně mnohem méně vydrží.
ČTĚTE VÍCE
Jaký je rozdíl mezi kapacitou baterie a nominální kapacitou?

Profesionální vlhkoměry

Vlhkoměr umožňuje měřit nejen vlhkost atmosférického vzduchu, ale také podíl vlhkosti v plynných médiích. K tomuto účelu se používají profesionální přístroje pro analýzu teploty a vlhkosti neagresivních plynných prostředí. Výsledek měření je často vyjádřen v jednotkách rosného bodu. Mohou být přenosné nebo stacionární.

Profesionální vlhkoměry

Přenosný

Hlavní oblasti použití přenosných vlhkoměrů jsou ropný a plynárenský a petrochemický průmysl. Pomocí takového zařízení se zjišťuje mikrovlhkost plynu v lahvích nebo potrubí. Mohou pracovat v širokém rozsahu teplot a výstupní vlhkosti v různých měrných jednotkách. Kompaktnost vlhkoměru umožňuje snadno provádět měření ve správných bodech.

Přenosné vlhkoměry

Videorecenze přenosného elektronického vlhkoměru

Stacionární

Stacionární vlhkoměry umožňují nejen provádět měření, ale také řídit technologické procesy. Konstrukce přístroje umožňuje detekovat i malé procento mikrovlhkosti. Systém ohřevu senzoru zpřesňuje měření, protože zabraňuje vystavení sušicím látkám, které mohou být obsaženy ve směsi plynů.

Stacionární vlhkoměry

Rozsah použití profesionálních vlhkoměrů

Přenosné a stacionární přístroje na měření vlhkosti se používají především v ropném a plynárenském a chemickém průmyslu. Rozsah jejich použití však není omezen na toto. Vlhkoměr může být potřeba všude tam, kde se předpokládá práce s neagresivními směsmi plynů a potřebujete sledovat jejich stav. Díky tomu se zařízení na měření procenta vlhkosti ve vzduchu používají v jaderných elektrárnách, při výrobě mikroelektroniky a v energetice. Používají se také k řízení procesu sušení zemního plynu.

Aplikace vlhkoměrů

Profesionální vlhkoměry se používají k řešení celé řady problémů souvisejících s organizací různých výrobních procesů. V případě potřeby se stávají nepostradatelnými zejména:

  • zajistit určitou úroveň vlhkosti v místnosti, například pro skladování produktů za určitých podmínek;
  • posoudit vlhkost ve výrobním prostoru pro účely ochrany práce;
  • zajistit normální fungování elektrického zařízení pro různé účely;
  • poskytují úroveň vlhkosti potřebnou pro realizaci konkrétního výrobního procesu.

Jak vybrat vlhkoměr

Chcete-li vybrat správný vlhkoměr, rozhodněte se, jak jej budete používat. V každodenním životě jsou upřednostňovány levné mechanické vlhkoměry, zatímco ve výrobě se používají především elektronické různých typů, protože poskytují nejvyšší přesnost měření.

Důležité je rozhodnout, k čemu bude zařízení primárně sloužit a jak často se bude měření provádět. Pro použití ve stavebnictví možná budete potřebovat specializovaný vlhkoměr pro práci s určitou skupinou materiálů, například se dřevem, ale v jiných případech bude vhodný standardní model. Určete, co chcete měřit, a vyhodnoťte možnosti různých vlhkoměrů na trhu.

Podstatným faktorem jsou také podmínky použití. Věnujte pozornost rozsahu teplot a vlhkosti, ve kterých bude zařízení poskytovat správné údaje. V závislosti na specifikách vaší výroby možná budete potřebovat vlhkoměr, který pracuje při extrémně vysokých nebo extrémně nízkých teplotách. Je třeba vzít v úvahu také nejistotu změn.

Záleží také na tom, jak budou přijatá data v budoucnu zpracována. V nejjednodušším případě stačí provést jedno měření a odhadnout vlhkost vzduchu v místnosti nebo mikrovlhkost plynné směsi. Stacionární vlhkoměry vám ale umožňují řešit složitější problémy. S jejich pomocí můžete sledovat změny parametrů, signalizovat dosažení prahových hodnot a tím efektivněji řídit technologický proces.

ČTĚTE VÍCE
Proč vypínat vyhřívaný věšák na ručníky, když je vypnutá teplá voda?

Nezapomeňte na ergonomické vlastnosti zařízení. Velká čísla na displeji by měla být kontrastní a dobře čitelná. Možná budete chtít koupit podsvícený model, abyste mohli snadno odečítat údaje při jakékoli úrovni osvětlení. Ergonomie je důležitá především u přenosných zařízení: jejich tělo by mělo být lehké, aby se pohodlně drželo v ruce.

Profesionální vlhkoměr je nástroj, který je široce používán v různých průmyslových odvětvích. Pomáhá kontrolovat vlhkost vzduchu, zajišťuje bezpečnost osob a stabilní provoz zařízení.

Lekce 10: Vlhkost. Metody stanovení vlhkosti vzduchu

  • Video
  • Simulátor
  • Teorie

Sytá pára, vlhkost vzduchu

Dnešní lekci budeme věnovat probírání pojmu vlhkost vzduchu a metodám jejího měření. Hlavním jevem ovlivňujícím vlhkost vzduchu bude proces odpařování vody, o kterém jsme již hovořili dříve, přičemž nejdůležitějším pojmem, který budeme používat, bude sytá a nenasycená pára.

Pokud rozlišujeme různé stavy páry, budou určeny interakcí, ve které se pára nachází se svou kapalinou. Pokud si představíme, že nějaká kapalina je v uzavřené nádobě a dojde k procesu vypařování, tak tento proces dříve nebo později dospěje do stavu, kdy odpařování ve stejných časových intervalech bude kompenzováno kondenzací a tzv. dynamickou rovnováhou. kapalina s její párou (obr. 1) .

Rýže. 1. Sytá pára

Definice Nasycená pára je pára, která je v termodynamické rovnováze se svou kapalinou. Pokud pára není nasycená, pak k takové termodynamické rovnováze nedochází (obr. 2).

Rýže. 2. Nenasycená pára

Pomocí těchto dvou pojmů popíšeme tak důležitou vlastnost vzduchu, jako je vlhkost.

Definice Vlhkost – hodnota udávající obsah vodní páry ve vzduchu.

Nabízí se otázka: proč je důležité brát v úvahu pojem vlhkost a jak se vodní pára dostává do vzduchu? Je známo, že většinu zemského povrchu zabírá voda (Světový oceán), z jejíhož povrchu neustále dochází k vypařování (obr. 3). Samozřejmě v různých klimatických pásmech je intenzita tohoto procesu různá, což závisí na průměrné denní teplotě, přítomnosti větrů apod. Tyto faktory určují skutečnost, že v určitých místech je proces odpařování vody intenzivnější než její kondenzace. a na některých místech je to naopak. V průměru lze tvrdit, že pára, která se tvoří ve vzduchu, není nasycená a je třeba popsat její vlastnosti.

Rýže. 3. Odpařování kapaliny (Zdroj)

Pro člověka je vlhkost velmi důležitým parametrem prostředí, protože naše tělo velmi aktivně reaguje na její změny. Například mechanismus pro regulaci fungování těla, jako je pocení, přímo souvisí s teplotou a vlhkostí prostředí. Při vysoké vlhkosti jsou procesy odpařování vlhkosti z povrchu pokožky prakticky kompenzovány procesy její kondenzace a je narušen odvod tepla z těla, což vede k poruchám termoregulace. Při nízké vlhkosti převládají procesy odpařování vlhkosti nad kondenzačními a tělo ztrácí příliš mnoho tekutin, což může vést k dehydrataci.

ČTĚTE VÍCE
Jak určit vnější a vnitřní stranu polykarbonátu?

Množství vlhkosti je důležité nejen pro člověka a další živé organismy, ale také pro plynulost technologických procesů. Například díky známé vlastnosti vody vést elektrický proud může její obsah ve vzduchu vážně ovlivnit správný chod většiny elektrických spotřebičů.

Pojem vlhkost je navíc nejdůležitějším kritériem pro hodnocení povětrnostních podmínek, které každý zná z předpovědí počasí. Stojí za zmínku, že pokud srovnáme vlhkost v různých ročních obdobích v našich obvyklých klimatických podmínkách, je vyšší v létě a nižší v zimě, což souvisí zejména s intenzitou odpařovacích procesů při různých teplotách.

Absolutní vlhkost vzduchu

Hlavní vlastnosti vlhkého vzduchu jsou:

  1. hustota vodní páry ve vzduchu;
  2. relativní vlhkost.

Vzduch je složený plyn a obsahuje mnoho různých plynů, včetně vodní páry. Pro odhad jejího množství ve vzduchu je nutné určit, jakou hmotnost má vodní pára v určitém přiděleném objemu – tato hodnota je charakterizována hustotou. Hustota vodní páry ve vzduchu se nazývá absolutní vlhkost.

Definice Absolutní vlhkost vzduchu – množství vlhkosti obsažené v jednom krychlovém metru vzduchu.

Označení absolutní vlhkost: (jak je obvyklé označení pro hustotu).

Jednotky měření absolutní vlhkost: (v SI) nebo (pro usnadnění měření malého množství vodní páry ve vzduchu).

Vzorec výpočet absolutní vlhkost:

hmotnost páry (vody) ve vzduchu, kg (v SI) nebo g;

objem vzduchu, ve kterém je obsažena uvedená hmotnost páry, .

Absolutní vlhkost vzduchu je na jednu stranu pochopitelná a příhodná hodnota, protože dává představu o měrném hmotnostním obsahu vody ve vzduchu, na druhou stranu je tato hodnota nepohodlná z hlediska náchylnosti. vlhkosti živými organismy. Ukazuje se, že například člověk necítí hmotnostní obsah vody ve vzduchu, ale spíše její obsah vzhledem k maximální možné hodnotě.

Relativní vlhkost

K popisu takového vnímání byla zavedena následující veličina: relativní vlhkost.

Definice Relativní vlhkost – hodnota udávající, jak daleko je pára od nasycení.

To znamená, že hodnota relativní vlhkosti, jednoduše řečeno, ukazuje následující: pokud je pára daleko od nasycení, pak je vlhkost nízká, pokud je blízko, je vysoká.

Označení relativní vlhkost:.

Jednotky měření relativní vlhkost

Vzorec výpočet relativní vlhkost:

hustota vodní páry (absolutní vlhkost), (v SI) nebo ;

hustota nasycené vodní páry při dané teplotě, (v SI) nebo .

Kondenzační vlhkoměr

Jak je vidět ze vzorce, zahrnuje absolutní vlhkost, kterou již známe, a hustotu nasycených par při stejné teplotě. Vyvstává otázka: jak určit druhou hodnotu? Na to existují speciální zařízení. Zvážíme to kondenzacevlhkoměrem (obr. 4) je zařízení, které slouží k určení rosného bodu.

Definice Rosný bod – teplota, při které se pára nasytí.

Rýže. 4. Kondenzační vlhkoměr (Zdroj)

Do nádoby zařízení se nalije snadno odpařující se kapalina, např. éter, vloží se teploměr (6) a nádobou se pomocí baňky (5) čerpá vzduch. V důsledku zvýšené cirkulace vzduchu začíná intenzivní odpařování éteru, teplota nádoby se tím snižuje a na zrcátku (4) se objevuje rosa (kapky zkondenzované páry). V okamžiku, kdy se na zrcadle objeví rosa, je teplota měřena pomocí teploměru, tato teplota je rosným bodem.

ČTĚTE VÍCE
Je možné udělat rozvodnou skříň na strop?

Co dělat se získanou hodnotou teploty (rosného bodu)? Existuje speciální tabulka, do které se zadávají údaje – jaká hustota nasycené vodní páry odpovídá každému konkrétnímu rosnému bodu. Za zmínku stojí užitečný fakt, že s rostoucím rosným bodem roste i hodnota odpovídající hustoty nasycených par. Jinými slovy, čím je vzduch teplejší, tím větší množství vlhkosti může obsahovat, a naopak, čím je vzduch chladnější, tím je maximální obsah par v něm nižší.

Vlasový vlhkoměr

Podívejme se nyní na princip fungování jiných typů vlhkoměrů, přístrojů pro měření vlhkostních charakteristik (z řeckého hygros – „mokrý“ a metero – „měřím“).

Vlasový vlhkoměr (obr. 5) je zařízení pro měření relativní vlhkosti, ve kterém vlasy, například lidské, působí jako aktivní prvek.

Rýže. 5. Vlasový vlhkoměr (zdroj)

Působení vlasového vlhkoměru je založeno na vlastnosti odtučněných vlasů měnit svou délku při změně vlhkosti vzduchu (s rostoucí vlhkostí se délka vlasů zvětšuje, s klesajícím klesá), což umožňuje měřit relativní vlhkost. Vlasy jsou nataženy přes kovový rám. Změna délky vlasů se přenáší na šipku pohybující se po stupnici. Je třeba si uvědomit, že vlasový vlhkoměr neudává přesné hodnoty relativní vlhkosti a používá se především pro domácí účely.

Psychrometr

Pohodlnějším a přesnějším zařízením pro měření relativní vlhkosti je psychrometr (ze starořeckého ψυχρός – „studený“) (obr. 6).

Psychrometr se skládá ze dvou teploměrů, které jsou upevněny na společné stupnici. Jeden z teploměrů se nazývá mokrý, protože je obalený tkaninou cambric, která je ponořena v nádržce s vodou umístěnou na zadní straně přístroje. Z mokré tkaniny se odpařuje voda, což vede k ochlazení teploměru, proces snižování její teploty pokračuje, dokud není dosaženo stupně, dokud pára v blízkosti mokré tkaniny nedosáhne nasycení a teploměr začne ukazovat teplotu rosného bodu. Teploměr s mokrým teploměrem tedy ukazuje teplotu nižší nebo rovnou skutečné teplotě okolí. Druhý teploměr se nazývá suchý teploměr a ukazuje skutečnou teplotu.

Na těle přístroje je zpravidla také tzv. psychrometrický stůl (tab. 2). Pomocí této tabulky můžete určit relativní vlhkost okolního vzduchu z hodnoty teploty zobrazené suchým teploměrem a z rozdílu teplot mezi suchým a vlhkým teploměrem.

Nicméně i bez takové tabulky po ruce můžete přibližně určit množství vlhkosti pomocí následujícího principu. Pokud jsou údaje obou teploměrů blízko sebe, pak je odpařování vody z vlhkého téměř zcela kompenzováno kondenzací, tj. vlhkost vzduchu je vysoká. Pokud je naopak rozdíl v údajích teploměru velký, pak převažuje odpařování z mokré tkaniny nad kondenzací a vzduch je suchý a vlhkost nízká.

Tabulky vlhkostních charakteristik

Vraťme se k tabulkám, které nám umožňují určit charakteristiky vlhkosti vzduchu.