Higrometer: Kako deluje in kako izmerimo relativno vlažnost zraka
Higrometer je meteorološki instrument, ki se uporablja za merjenje vlažnosti zraka. Te naprave običajno delujejo tako, da uporabljajo material, ki privlači vlago. Ta material se spreminja glede na to, kako hidriran je, in spremembo se nato pretvori v merljivo vrednost.
Kako deluje psihrometer (mokro‑suha žarnica)
Pri klasičnem psihrometru (mokro‑suha žarnica), enem najstarejših tipov higrometrov, sta dve žarnici: mokra in suha. Obe žarnici sta kot termometra, vendar je ena pokrita z mokro brisačo. Po določenem času voda na mokri žarnici izhlapi in takrat se izmerita temperaturi obeh žarnic. Razlika med njima (imenovana mokrobulbna depresija) pove, koliko toplote je odvedeno z izhlapevanjem. Majhna razlika med temperaturama žarnic kaže na visoko relativno vlažnost (majhno izhlapevanje), velika razlika pa na nizko relativno vlažnost (hitro izhlapevanje).
Kako se izračuna relativna vlažnost
Relativna vlažnost (RH) je razmerje med dejansko količino vodne pare v zraku in največjo količino vodne pare, ki jo zrak lahko vsebuje pri določeni temperaturi. Izraža se v odstotkih in nima enote. Pri psihrometru se za določitev RH uporablja tabela ali psihrometrična karta: v tabeli poiščemo suho temperaturo in razliko med suho in mokro temperaturo ter preberemo ustrezno vrednost RH za ta par podatkov. Če je na voljo, lahko uporabimo tudi računanje z izračunom delnih tlakih pare ali z elektronskimi algoritmi, a za praktično rabo so tabele in digitalni instrumenti najpogostejši.
Primer: 30˚C suha žarnica + 20˚C mokra žarnica = ~40% relativna vlažnost.
Drugi tipi higrometrov
- Elektronski (senzorji kapacitivni in odpornostni) — merijo spremembo električnih lastnosti materiala, ko ta vpija vlago; so hitri, kompaktni in pogosto uporabljeni v gospodinjskih in industrijskih napravah.
- Lasni (mehanični) — uporabljajo naravna ali sintetična vlakna (npr. človeški las), ki se ob prehajanju vlažnosti daljšajo oziroma krajšajo in poganjajo kazalec.
- Ogledalni (chilled‑mirror) — merijo rosišče (temperature, pri kateri para kondenzira na ohlajenem zrcalu) in iz tega natančno izračunajo relativno vlažnost; uporabljeni predvsem v laboratorijih in za kalibracijo.
Nasveti za natančno merjenje
- Pri psihrometru zagotovite, da je mokra brisača popolnoma prepojena in da je ventilator ali pretok zraka stabilen — brez ustrezne ventilacije so meritve netočne.
- Merilna mesta izberite stran od neposredne sončne svetlobe, toplotnih virov in v višini približno 1,2–2 m nad tlemi za splošne vremenske meritve.
- Redno kalibrirajte termometre in elektronske senzorje ter preverjajte, ali brisača na mokri žarnici ni umazana ali obrabljena.
- Pri elektronskih higrometrih bodite pozorni na čas odziva in temperaturno kompenzacijo; nizkokakovostni senzorji lahko sčasoma driftajo.
Pomen relativne vlažnosti
Relativna vlažnost vpliva na počutje ljudi, zdravje, ohranjanje tkanin in umetnin, delovanje elektronike ter rast rastlin. Tipične priporočene vrednosti notranje RH so med 40 % in 60 % — prenizka vlažnost povzroča suho sluznico in električne izpuste, previsoka pa lahko vodi do rasti plesni in pršic.
Če želite natančno merjenje ali primerjavo naprav, uporabite kalibriran ogledalni higrometer ali primerjalne standarde in upoštevajte vplive okolja na meritve.
Higrometer za lase. Upoštevajte, da je lestvica nelinearna.
Psihrometer za prake
Psihrometer sling deluje tako, da znanstvenik v zraku vrti dva termometra, enega navadnega in drugega z mokro krpo okoli njega. Suhi termometer meri temperaturo zraka. Mokri termometer meri temperaturo rosišča, saj se mokra tkanina med vrtenjem termometra ohlaja. Ker voda na tkanini izhlapeva zaradi latentne toplote, ki je izguba toplotne energije pri fazni spremembi snovi, se tkanina ohlaja. Nato termometer izmeri temperaturo tkanine. Sčasoma se bo količina vode, ki jo tkanina absorbira, ujemala s količino vode, ki jo absorbira zrak, oziroma z vlažnostjo zraka. Ko se temperatura uskladi, se ustali. Nato znanstvenik pogleda na tabelo in poišče točko rosišča glede na temperaturo zraka in vlažnost, izmerjeno z mokro bučko.
Psihrometer za uporabo na prostem
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je higrometer?
O: Higrometer je meteorološki instrument, ki se uporablja za merjenje vlažnosti zraka.
V: Kako deluje higrometer?
O: Higrometer deluje z uporabo materiala, ki privlači vlago. Ta material se spreminja glede na to, kako hidriran je. Higrometer ima dve bučki: eno mokro in eno suho. Obe žarnici sta kot termometra, vendar je ena pokrita z mokro ali suho brisačo. Po določenem času voda na žarnici izhlapi in takrat se na vsaki žarnici izmeri temperatura. Zapišemo razliko med temperaturama.
V: Kaj je relativna vlažnost?
O: Relativna vlažnost je razmerje, zato nima enote.
V: Kako se izračuna relativna vlažnost?
O: Vsaka od temperatur se uporabi v tabeli, da se ugotovi relativna vlažnost za to temperaturo in območje.
V: Kaj kaže majhna razlika med temperaturami žarnic?
O: Majhna razlika med temperaturama žarnic kaže na visoko relativno vlažnost, ki je posledica nizke stopnje izhlapevanja.
V: Kaj kaže velika temperaturna razlika?
O: V suhem zraku izhlapevanje poteka hitreje, kar kaže na veliko razliko v temperaturi in s tem na nizko relativno vlažnost.
V: Koliko žarnic ima higrometer?
O: Higrometer ima dve žarnici: eno mokro in eno suho.
