Измеритель влажности (гигрометр) своими руками

Методы определения влажности воздуха

Используют специальные приборы для измерения:

• гигрометры;
• психрометры.

Гигрометр – один из измерительных приборов, благодаря которому можно определить уровень влажности.

Есть несколько типов гигрометров:

• волосной;
• весовой;
• конденсационный;
• электронный;
• электролитический;
• пленочный;
• керамический.

Каждый из приспособлений имеет особенный принцип работы. Например, конструкцию волосного гигрометра составляет система U – образных трубок. Они наполнены специальным веществом, которое поглощает водяной пар. С помощью насоса через эту систему подают воздух и определяют его влажность.

Наиболее точным измерителем считается конденсационный гигрометр. Он измеряет количество конденсата, который образуется на стеклянной поверхности после воздействия на нее солнечного луча. Погрешность при работе такого устройства очень низкая.

Психрометр – еще один из измерителей влажности воздуха окружающей среды.

Виды психрометров:

• психрометр Августа (станционный);
• психрометр Ассмана (аспирационный);
• дистанционный психрометр.

Психрометр Августа — один из наиболее известных приборов для измерения влажности. Строение этой конструкции достаточно несложное. Конструкция психрометра состоит из прикрепленных на одном штативе двух одинаковых термометров. Один из них называется сухим, он показывает температуру в помещении.

Второй термометр называют влажным или смоченным. Конец этого термометра в виде чехла обматывают батистовой тканью или марлей, конец которой опускают в резервуар с водой, находящийся на тыльной стороне конструкции психрометра.

Вода с кусочка ткани испаряется, из-за чего температура на влажном термометре снижается до момента, пока термометр не начнет показывать температуру, при которой пар становится насыщенным. В такой момент показываемые на влажном термометре данные будут представлять показатели реальной температуры окружающей среды.

Определения влажности воздуха в определенном помещении с помощью психрометра занимает немного времени. Для этого устройство помещают в место, изолированное от попадания солнечных лучей и посторонних тепловых воздействий на 10 – 15 минут, после чего записывают результаты измерения каждого из термометров прибора.

Шкала термометра поделена от — 25˚ до + 50˚ на интервалы в 0,2 градуса.

Способы измерения влажности в домашних условиях

Перед тем как узнать чем измеряют влажность воздуха, нужно рассмотреть классификацию влагометров. Самый распространённый способ измерения параметра –  применение гигрометров. Они классифицируются по строению и принципу функционирования:

1. Весовые, выполненные из системы мини труб, со специальными веществами, которые изменяют плотность в зависимости от насыщенности.
2. Волосные определяют величину влажности, используя свойства волоса изменять свою длину во влажной среде.
3. Пленочные – используют растяжение пленки пропорционально влажности.
4. Электролитические, определяющие степень разбавленности электролита на стекле. При этом показатели снимаются внутренним устройством.
5. Электронные измеряют оптические и электрические показатели воздуха.
6. Керамические используют свойства изменения проводимости керамической массы.
7. Психометрические — напоминают градусник с дополнительной шкалой, заполненной веществом, изменяющим температуру пропорционально влажности.

Специальные устройства

Современные влагомеры, оснащены дополнительными возможностями контроля: атмосферного давления и температуры окружающей среды, их называют термо-баро-гигрометры. Выбирая устройство, отдают предпочтение современным вариантам, из-за более точного измерения, допустимая погрешность прибора для серьезных методов контроля должна быть не более 1%.

Бытовые электрические гигрометры измеряют:

• Электропроводностьокружающего воздуха;
• точку росы с применением оптоэлектронного метода.

Для работы в них устанавливаются микросхемы, что сводит к минимуму погрешности измерения и в разы ускоряет замеры с передачей данных на дисплей.

Сегодня существует возможность измерить показатель с помощью телефона, на котором устанавливается специальное приложение или установить влажность с применением аспирационного психрометра, получив показания, расчетным методом.

Для этого определяют сначала абсолютную влажность, а затем относительный показатель.

Определение абсолютной влажности: А = Н1 – a*(Т1 – Т2)*Р.
Где:
А– абсолютное значение;
Н1 – насыщенность пароводяной смеси по данным влажного термометра;
а – показатель психометрии;
(Т1 – Т2) – дельта температур, кака определена между сухим и влажным термометрами;
Р – давление воздуха по барометру.

Влажность в помещении относительную (О) в процентах получают по формуле: О = А / Н1 *100, %

Измерение при помощи стакана с водой

Этот способ доступный для каждого желающего измерить влажность. Хотя он не дает очень точного результата, но ориентирует пользователя на то, соответствует ли контролируемый показатель норме или нет. Для его использования потребуется обыкновенный стакан или колба, обычная вода и бытовой холодильник.

Алгоритм действий:

1. Перед тем как измерить влажность воздуха в квартире по данному методу, в колбу набирают воду и помещают ее в холодильник (не морозильник) на 2-3 часа, пока жидкость не охладится до 3 – 4 С.
2. Переносят сосуд в местодля измерений, подальше от нагревательных установок.
3. Осматривают поверхностью сосуда.
4. Если его стенки запотели, но через 10 мин высохли — воздух в помещении сухой, а если образовались более крупные капли, стекающие по стакану вниз — влажный.
5. Если за указанный период конденсат находится в первоначальном состоянии, то относительная влажность соответствует от 45.0 до 55.0%.

Применение термометра

Измерение показателя влажности в окружающей среде термометром выполняется по принципу функционирования психрометра использующего одно из свойств жидкой среды – испарения. Разницу температур указывают два термометра: сухой и увлажненный, обернутый мокрой бязью, погруженной в воду. Несмотря на простой принцип измерения, метод гарантирует довольно точный результат с отклонениями не более 2–3%.

При испарении жидкости, она охлаждает увлажненный датчик и чем меньше влаги в окружающей среде, тем ниже его показатели. Сравнивая показания обоих датчиков, по вышеуказанной формуле получают абсолютную и относительную влажность. С целью упрощения определения можно воспользоваться таблицей. На пересечении данных по температурам находится фактическая влажность.

Психрометр используют для измерения влажности в помещении

Психрометры классифицируются по определенным видам:

1. Дистанционные электрические или манометрические, обрабатывают данные, полученные от термисторов и термопар.
2. Метеорологические стационарные.
3. Аспирационные с применением вентилятора, обдуваемого термометры, расположенные в защитном корпусе.

Для чего используется гигрометр-психометр?

Принцип действия основан на том, что чем выше влажность воздуха и ниже температура, тем хуже испаряется вода в резервуаре под влажным термометром, и наоборот. Так как значения зависят от испарения влаги, поэтому этот тип гигрометров называется психрометрический. При влажности в 100% из резервуара вода совсем не будет испаряться, тогда применение гигрометра невозможно.

Сухой термометр гигрометр показывает фактическую температуру в помещении. Влажный показывает температуру окружающей среды с учетом испарения. Разность между показаниями двух термометров – относительная влажность.

Мокрый термометр погружен в стеклянную трубку с загибом на конце, куда доливается вода, желательно по качеству не ниже дистиллированной. От качества воды будет зависеть качество показаний, налет на термометре и долговечность фитиля. Фитиль – длинная полоска ткани (марля, батист, шифон), которая подает капиллярные потоки воды на нижнюю часть «мокрого термометра».

Фитиль нужно регулярно проверять, не забились ли поры в тканевой полоске. Старый и жесткий фитиль, потерявший способность впитывать воду, меняют на новый. Ткань для фитиля берут практически любую, главное правильно ее подготовить – прокипятить в содовом растворе, многократно выполоскать.

Принцип работы и виды устройств

Работа гигрометров основана на вариациях физических параметров различных материалов. При изменении количества паров в воздухе, меняются свойства: плотность, вес, длина и другие рабочие параметры веществ. Регистрируя изменения физических характеристик материалов, можно делать выводы о количестве паров в воздухе.

Волосной и пленочный влагомеры

Простейшие механизмы приборов, анализируя физические свойства материалов, позволяют безошибочно определить количество паров в воздухе.

Волосное устройство состоит из синтетического обезжиренного волоса, основания со шкалой, стрелки и шкива. При увеличении или уменьшении паров, сила натяжения волоса меняется, шкив проворачивается, меняя положение стрелки на шкале со значениями.

Раритетные и эксклюзивные модели волосных гигрометров действуют исключительно по законам механики, поэтому не требуют внешнего источника питания

Такой измеритель действует в диапазоне от 30 до 80%. Сейчас он практически не используется, поскольку существуют другие модели, имеющие больший диапазон работы.

В пленочном влагомере в качестве чувствительного элемента выступает органическая пленка, присоединенная к шкиву. При изменении показателя влажности, усиливается или уменьшается натяжение пленки, что приводит к движению шкива, который меняет угол наклона стрелки.

Указатель двигается по дугообразному циферблату, показывая процент влажности воздуха в помещении.

Оба механизма действуют по законам механики, поэтому могут точно измерить влагу в помещениях, где держится низкая температура, до 0 °С.

Весовой и конденсационный измерители

С помощью весового гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха. Такое устройство используется для лабораторных опытов, поэтому для домашнего использования в помещениях не подойдет.

Конденсационный измеритель резюмирует наиболее точные данные. Конструкция такого прибора состоит из плоской поверхности, на которой оседает влага, термометра, определяющего момент образования конденсата и пучка света, улавливающего появление первого конденсата. Рабочий диапазон измерителя от 0 до 100%.

Конденсационный прибор имеет большие габариты. Для приведения устройства в действие, применяется резиновая груша, поэтому такие влагомеры используются только в лабораториях

Данные механизмы генерируют результаты с высокой точностью, что необходимо для исследований, но не в качестве домашних измерителей влажности воздуха.

Механический и электрический приборы

Механический или керамический влагомер работает посредством электрического сопротивления массы. Поскольку в составе керамической массы содержится кремний и каолин с частицами металла, полученная смесь меняет сопротивление после изменения влажности воздуха.

За счет этого при различном содержании пара, стрелка на приборе меняет положение, отражая влажность воздуха.

Данный механизм работы позволяет делать керамические приборы компактными, поэтому они пользуются спросом для измерения влажности воздуха в быту.

Электронный или комнатный гигрометр – современный высокоскоростной прибор для определения влажности воздуха в помещении.

В конструкции могут быть использованы следующие принципы действия:

• измерение электропроводности окружающего воздуха;
• оптоэлектронный метод, с измерением точки росы;
• измерение электрического сопротивления полимеров и солей;
• анализ емкости конденсата.

Цифровой влагомер работает при помощи микросхем, поэтому расчеты производятся в течение нескольких секунд, а выходные данные имеют минимальную погрешность.

Точные показания электронного гигрометра возможны при отсутствии сквозняка. Некоторые модели допускают колебания до 2 м/с, чтобы это учесть, необходимо предварительно ознакомиться с технической документацией

При определении влажности воздуха устройствами данного типа, необходимо учитывать температуру окружающей среды. Малейшие отклонения от стационарных условий влияют на конечные показатели, поэтому перед непосредственным измерением уличные двери должны быть закрыты в течение 15 минут.

Кроме температурных колебаний на работу устройств влияет близость нагревательных приборов. Поэтому при размещении гигрометров любого типа учитывайте близость радиаторов и размещайте их на противоположной стене или столике, расположенном на значительном расстоянии от обогревателей.

Точность измерения

Точность гидрометров зависит от трех факторов; чистоты, температуры и правильного погружения. Как ареометр, так и резервуар или цилиндр с жидкостью, подлежащей испытанию, должны быть чистыми. Чтобы жидкость могла расти равномерно, давая точное считывание. Кроме того, температура должна быть одинаковой в жидкой и окружающей атмосфере. Таким образом, предотвращение изменений плотности. Соответственно, сосуд, содержащий жидкость, должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить погружение ареометра .

В то время как с гигрометрами трудно поддерживать точность. Необходимо учитывать такие факторы, как температура, давление, электрические изменения и масса.Обычные гигрометры неточны ниже точки замерзания.

Гигрометры бывают следующих видов:

• волосной;
• весовой;
• керамический;
• конденсационный;
• электронный;
• психрометрический (психрометр).

Рассмотрим более подробно технологию действия каждого вида устройства.

Волосной гигрометр

Волосные гигрометры работают на основе обычного волоса и его свойств. Волос может изменять свою длину при различной влажности воздуха. Он натягивается на дощечку или рамку и, удлиняясь или укорачиваясь, двигает стрелку, которая в свою очередь перемещается по шкале устройства.

Читать так же: Особенности кассетного содержания пчел в павильонах «Берендей»

Волосной гигрометр хорош для домашнего использования, если необязательно получение предельно точных данных.

Также их не стоит перемещать или как-то иначе механически на них воздействовать. При малейшем ударе гигрометр может выйти из строя, так как вся его конструкция достаточно хрупка и деликатна.

Весовой гигрометр

Абсолютный весовой гигрометр состоит из нескольких трубок, приведенных в систему. В них помещается гигроскопическое вещество, которое может поглощать из воздуха влагу.

Через всю систему протягивается определенная порция воздуха, взятая в одной точке пространства.

Так, человек определяет массу трубочной системы до пропуска через нее воздуха и после, а также непосредственно объем проведенного воздуха и при нехитрых математических манипуляциях может просчитать изучаемый показатель в абсолютном значении.

Механический (керамический) гигрометр

Пористая или твердая керамическая масса, в состав которой также входят металлические элементы имеет электрическое сопротивление. Его уровень напрямую зависит от влажности.

Для правильного его действия керамическая масса должна состоять из некоторых окислов металла. В качестве основы используется каолин, кремний и глина.

Конденсационный гигрометр

Такой гигрометр достаточно прост в применении. Принцип его действия основывается на использовании встроенного зеркала. Температура этого зеркала изменяется вместе с температурой воздуха в окружающем пространстве.

Определяется его температура в первоначальный момент измерения. Далее на поверхности зеркала появляются капли влаги либо небольшие кристаллы льда. Температура измеряется еще раз.

С помощью разницы температур, определенных конденсационным гигрометром, и определяется влажность воздуха.

Электронный гигрометр

На пластинку из стекла или другого подобного электроизоляционного вещества наносят слой хлорида лития.

Меняется влажность – увеличивается или уменьшается концентрация и сопротивляемость хлористого лития.

Стоит отметить, что на показания электронного (электролитического) гигрометра может оказывать незначительное влияние температура воздуха, поэтому он часто оборудован встроенным термометром.

Такой гигрометр предельно точен и дает показания с минимальной погрешностью.

Психрометрический гигрометр (психрометр)

Психрометр представляет собой систему из двух обычных спиртовых термометров. Один из них сухой, а второй – влажный (это состояние регулярно поддерживается).

Чем быстрее испаряется влага, тем ниже относительная влажность. Конденсированная жидкость при этом начинает охлаждаться. Таким образом, устанавливают разницу между температурами двух термометров и скорость испарения, а на их основе находят влажность воздуха.

Психрометр не является гигрометром в прямом смысле, но измеряет тот же показатель, поэтому их зачастую отожествляют.

По сути, принцип действия любого гигрометра достаточно прост и базируется на физических или химических свойствах материалов и веществ.

Практически любой гигрометр подойдет для использования вы бытовых условиях, но самые точные данные все же дают электронные гигрометры.

Гигрометр для инкубатора

Занимающиеся инкубацией птицеводы понимают всю важность для успеха процесса такого параметра, как влажность. На первых порах процесса инкубации влажность не имеет существенного значения при условии, что в помещении не слишком сухо – вполне достаточен показатель 60-70%. В середине периода влажность стоит понизить до 40-45%

А вот на последних днях инкубации рекомендуется поддержание высокого уровня влажности (RH 75%) – скорлупа станет мягче, и птенцам будет легче проклюнуться. Контроль за обеспечением такой многоэтапности позволит осуществить применяемый в инкубаторе цифровой гигрометр

В середине периода влажность стоит понизить до 40-45%. А вот на последних днях инкубации рекомендуется поддержание высокого уровня влажности (RH 75%) – скорлупа станет мягче, и птенцам будет легче проклюнуться. Контроль за обеспечением такой многоэтапности позволит осуществить применяемый в инкубаторе цифровой гигрометр

На первых порах процесса инкубации влажность не имеет существенного значения при условии, что в помещении не слишком сухо – вполне достаточен показатель 60-70%. В середине периода влажность стоит понизить до 40-45%. А вот на последних днях инкубации рекомендуется поддержание высокого уровня влажности (RH 75%) – скорлупа станет мягче, и птенцам будет легче проклюнуться. Контроль за обеспечением такой многоэтапности позволит осуществить применяемый в инкубаторе цифровой гигрометр.

Психрометры ВИТ

Существует две разновидности данного психрометра, ВИТ-1 предназначен для помещений с температурой 5-25°С, ВИТ-2 – 20-40°С. Если в помещении нет возможности регулировать температуру (кондиционер, вентиляция), то гигрометр ВИТ 1 применяют в прохладное время года, а гигрометр ВИТ 2 – в жаркое. Если же есть регулировка температурного режима, то круглогодично подойдет ВИТ-1, так как большинство нормативных документов рекомендует температурный режим 20-25°С.

Гигрометр психрометрический вит представляет собой пластиковый корпус- подставку, на котором размещены два термометра, влажный и сухой. Оба термометра заполнены подкрашенным раствором, поэтому вопрос об ртутном загрязнении закрыт. Шкала состоит из подкрашенного толуола. Для удобства, там же, на пластиковой подставке, расположена полная шкала расчета влажности по разности температур (психрометрическая таблица).

Техника безопасности

Пластиковый корпус, стеклянные трубки термометров являются первой причиной, почему гигрометр требует бережного отношения

Также важно соблюдать условия эксплуатации, тогда прибор прослужит не один десяток лет, пока не выгорит красная жидкость в термометрах

Правила безопасного применения гигрометра ВИТ:

• Не подвергать механическим воздействиям (не бросать, не наступать, не бить, тому подобное). Обратное приведет к разрушению пластика, стекла, после чего можно будет заменить или починить испорченный элемент, но снова придется проводить поверку прибора. Стоимость покупки запчастей плюс поверка по стоимости будет равно как новый психометрический гигрометр с заводской поверкой.
• Не разрушать шкалу термометров. Находящийся внутри трубок крашений толуол является ядовитым химическим веществом. Если же бой произошел, остатки, осколки быстро собрать в герметичный пакет или емкость и выбросить, а помещении очень сильно проветрить, поверхности протереть горячей водой с соблюдением правил безопасности (перчатки, маска, очки). Руки, слизистые, а также загрязнения вымыть с мылом.
• Не подвергать воздействию агрессивных веществ. Нельзя протирать или окунать, обрызгивать или поливать прибор химическими жидкостями или абразивными смесями.
• Не подвергать нагреву или охлаждению выше шкалы прибора. Гигрометр психрометрический ВИТ 1 нельзя охлаждать ниже +5°С или нагревать выше +25°С (критически – выше 45°), а гигрометр психрометрический ВИТ 2 – нижняя норма +20°С, верхняя – +45°С (критичный нагрев выше 60°С). В обратном случае столб расширяющейся жидкости внутри термометра выйдет вне границ, а после возвращения к нормальной температуре разорвется на несколько отрезков, что автоматически выводит гигрометр из эксплуатации.

Важно! Можно попробовать несколько раз быстро нагреть и охладить мокрый термометр, например, под потоком воды. Обычно это помогает соединить измерительную шкалу

Особенности

Психометрический гигрометр ВИТ обладает большой популярностью и используется не только в медицинских помещениях, но и дома. Конструкция психрометрического гигрометра проста. Основание изготавливается из пластика. К нему прилегают 2 термометра и питатель. Последний делают из стекла.

Один из термометров всегда находится в воде, второй – остается сухим. Резервуар, на котором есть отметка «Увлажненный» питается жидкостью через питатель посредством фитиля. При расчете необходимо учитывать разницу показаний между ними – это относительная влажность. Благодаря термоприбору можно постоянно следить за температурой и влажностью в помещении.

Итак, конструкция психрометра включает такие составляющие, как:

• 2 термометра;
• заполненный дистиллированной жидкостью питатель;
• психрометрическая таблица.

По последнему элементу определяют уровень относительной влажности.

С техническими характеристиками можно более подробно ознакомиться в инструкции по эксплуатации. На каждый такой инструмент обязательно предоставляется паспорт и регистрационное удостоверение.

Основные критерии выбора

Существует ряд исходных параметров, которые необходимо определить, перед тем как купить комнатный гигрометр. Где он будет установлен: жилая комната, кухня, ванная или сауна. От этого зависит подбор эксплуатационных характеристик:

1. Рабочий диапазон измерений. Для большинства моделей бытовых приборов это 20%…80%, несмотря на то, что шкала указывает от 0 до 100%. Если реальное значение влажности помещений выходит за этот диапазон, то точность измерения существенно ухудшается. Более точные бытовые электронные приборы измеряют показатели в нижнем пределе 6-15%, для промышленных устройств этот показатель составляет 2-5%,  верхний предел в обоих случаях 95-100%.
2. Точность. Бюджетные устройства и приборы среднего класса могут ошибаться в показателях до 5-10%. Для более точных устройств допустимой ошибкой считается 1-3%. При этом точность измерения существенно падает при приближении к граничным величинам 10% и 95%.
3. Частота измерения (актуально для электронных устройств). Для бытовых приборов вполне допустимая величина 10-30 сек. Цена комнатных гигрометров осуществляющих измерения на уровне промышленных моделей 0,5-1 сек. неоправданно высока, так как для повседневного использования такая частота и точность является излишней.
4. Дополнительные функциональные возможности. Большинство устройств для бытового использования разрабатываются как многофункциональные приборы, которые могут предоставить данные по температуре, времени давлении. Некоторые модели получают информацию от внешних источников. В этом случае дистанционные датчики можно устанавливать как в других помещениях, так и на улице. Наиболее передовые модели синхронизируются с ПК или смартфонами и передают им собранные данные для ведения статистики или управления отопительными и увлажняющими приборами.

Подробное описание популярных моделей НТС-½ можно найти на видео:

Watch this video on YouTube

Электронный термометр гигрометр с ночником для детской комнаты

Виды

Существует несколько типов влагомеров для бань и саун.

Электронные (цифровые) – это наиболее передовые и точные устройства. Имеют низкую погрешность измерения. Так как подобные изделия нельзя располагать в парных, они имеют удаленный датчик, и все показатели выводятся на дисплей, который находится в подходящем месте. Это достаточно удобно – можно узнать влажность, не заходя в парную. Другие считают это недостатком, ведь нужно выйти из помещения, чтобы проверить показатели. Цифровые гигрометры имеют высокую цену, нужно следить за состоянием элементов их питания, своевременно менять их. Некоторые влагомеры имеют дополнительную опцию – измерение температуры, и тогда они уже становятся гидрометрами-термометрами.

Когда нужно устанавливать гигрометр?

Специалисты рекомендуют столь же строго поддерживать влажность в помещениях, как и температуру. Это связано с несколькими факторами:

• От слишком влажного окружения быстро распространяются простудные заболевания, возникают грибки и плесень на строительных конструкциях.
• Пересушенная атмосфера также вредна для здоровья. Подсохшие слизистые в горле и носоглотке быстро теряют свои защитные свойства.
• При избытке влаги в кладовой начинают гнить овощи, а при ее недостатке они вянут и становятся несъедобными.

В поддерживании постоянной влажности нуждается строительство, пищевая промышленность и медицина, коммунальное и тепличное хозяйство, предприятия, школы и дошкольные учреждения. Зная и контролируя ее показатель в заданном диапазоне, можно улучшить все сферы своего существования (включая здоровье и материальное благосостояние).

Сравнение между гидрометром и гигрометром

ареометр	Гигрометр
Измеряет удельный вес жидкости	Измеряет количество водяного пара / влаги в воздухе
Первоначально изобретен греческий ученый Ипатия	Первоначально изобретен Леонардо да Винчи
Изобретенный в начале 5го века	Изобретен в начале 15го века
Гидрометры классифицируются по назначению или контексту использования приборов	Гигрометры классифицируют различные методы измерения влажности
Легче обеспечить точность	Трудно поддерживать точность. Неточность ниже точки замерзания
Факторы, такие как чистота, температура и правильное погружение, должны учитываться для поддержания точности	Факторы, такие как температура, давление, масса и электрический заряд, необходимо стандартизировать для обеспечения точности