Принцип работы гигрометра

Гигрометры являются эффективными приборами для определения количества водяных паров в воздухе или других газообразных веществах.

Данное оборудование используется в домашних условиях, а также в общественных помещениях специального назначения, на объектах сельскохозяйственного комплекса и в условиях промышленного производства.

На рынке представлен широкий ассортимент гигрометров, которые классифицируются по точности измерений, конструктивному исполнению, габаритным размерам, наличию или отсутствию дополнительных функций, сфере использования и принципу действия.

Чтобы прибор служил долго, выдавал нужные показатели, каждый потребитель должен изучить руководство по эксплуатации и основные правила пользования гигрометрами. Ниже подробно описывается в каких единицах измеряется влажность, как рассчитать показатели, как их читать, а также примеры, инструкции по корректной эксплуатации данного метрологического оборудования.

Общие принципы работы

Современные гигрометры работают для измерения показателей влажности атмосферного воздуха автоматически с отображением показателей на LCD дисплее. Пользователь, как правило, просто включает их в работу и даже не задумывается о принципе действия оборудования.

В то же время, алгоритм работы данного метрологического оборудования основан на следующих принципах, физических явлениях и технологических операциях:

• В основе гигрометра лежат тонкие стеклянные плоскости, на которые направляется тонкий световой луч.
• Поверхность зеркала охлаждается, и на ней скапливается определённое количество конденсата.
• В зависимости от количества света и температуры воздуха в помещении, либо на улице, на гладкой поверхности зеркала могут образовываться как водяные капли, так и кристаллизованные кусочки льда.
• Количество влаги на поверхности зеркал замеряется специальным сканером, после чего показатели передаются на исполнительное устройство.
• В электронном блоке программа преобразует данные о количестве влаги в относительный показатель в процентном отношении, после чего данное значение отображается на экране прибора, либо, в случае с механическим оборудованием, стрелка указывает на соответствующее деление на шкале.

Эксперты рекомендуют приобретать современные гигрометры с электронным блоком и ЖК дисплеем, так как на таких приборах значения относительной влажности отображаются с точностью до 0,1% или 0,01%. Это исключает даже минимальную погрешность при измерениях, которая особенно актуальна для складских помещений, медицинских и других учреждений с особыми требованиями к температурно-влажностному режиму.

Как правильно провести калибровку и поверку?

Любое метрологическое оборудование требует периодической поверки, калибровки и настройки, и гигрометры, в данном случае, не являются исключением. Для осуществления данных метрологических операций, необходимо последовательно выполнить следующие действия.

• Необходимо заранее запастись аналогичным метрологическим оборудованием, который показывает на 100% точный результат замера влажности воздуха.
• Эталонный гигрометр устанавливается в рабочее положение, а, по завершении замера уровня содержания водяных паров в нём, данные показатели регистрируются, как основание для поверки.
• Испытуемый прибор устанавливается в то же место, что и эталонный гигрометр.
• На экране или на шкале гигрометра высвечиваются определённые показания.
• Значения двух гигрометров сверяются между собой, на основании чего принимается решение о необходимости калибровки сомнительного устройства.

• Данный способ подразумевает только идентификацию неисправного прибора, либо проверку его нормальной работоспособности.
• Прибор заворачивается в хлопковую ветошь, пропитанную водой и отжатую не менее, чем на 1 – 2 часа.
• Значения на гигрометре должны увеличиваться до достижения 96% влажности.
• Кода стрелка или цифровое значение на экране достигли данного показателя, прибор перестаёт замерять влажность.
• Если метрологическое оборудование выдаёт меньшее значение, это означает, что он нуждается в калибровке эталонным прибором.

• Данный способ достоверно позволяет определить с точностью до 0,1% корректность показаний прибора, а также необходимость его калибровки.
• В сосуд объёмом от 3 и более литров наливается горячая вода, в которую добавляется не менее 15 – 20% массовой доли поваренной или морской соли.
• Жидкость тщательно перемешивается до полного растворения соли.
• Полученный раствор переливается в другую ёмкость через марлю или сито для процеживания остатков соляных отложений.
• Над поверхностью раствора, непосредственно в ёмкости, сооружается простое крепление для гигрометра.
• Метрологический прибор фиксируется на подставке в рабочее положение, строго над ванночкой с соляным раствором.
• Готовое сооружение накрывается ведром или другой высокой ёмкостью, чтобы обеспечить полную герметичность сосуда с раствором и самого гигрометра.
• Ровно через сутки, крышка над сооружением снимается, после чего с экрана гигрометра фиксируются показания.
• На экране, либо на шкале устройства должны высветиться показания 75% относительной влажности.
• В случае, если данные значения больше или меньше, чем 75%, это говорит о необходимости калибровки.

• Данные приборы располагают поворотными рукоятками.
• При нажатии на рукоятку, стрелка гигрометра освобождается от привода анализатора влажности.
• При повороте рукоятки, стрелка приводится в движение в любую из сторон.
• Стрелка гигрометра аккуратно выставляется в нужное положение, согласно контрольным значениям эталонного прибора.
• По завершении работ, гигрометр повторно проходит поверку, согласно любому из перечисленных выше алгоритмов.

• На таких устройствах нередко имеется клавиша автоматической калибровки, нажатие на которую приводит к автоматическому выравниванию показателей метрологического оборудования до эталонных значений.
• В случае, когда автоматическая калибровка на приборе не предусмотрена, он, как правило, оснащается клавишей принудительной настройки с фронтальной или тыльной стороны.
• При нажатии и блокировке клавиши, на панели управления гигрометром нажимаются кнопки со стрелками, которые регулируют показания на 1 цену деления в большую или меньшую сторону.
• Когда на экране выставлены нужные показания, клавиша блокирования снимается, что позволяет запустить гигрометр в работу с уже откалиброванными значениями на экране.
• По завершении калибровки, рекомендуется проведение повторной поверки устройства, чтобы убедиться в его нормальной работоспособности на протяжении следующих нескольких месяцев.

Поверка и калибровка профессиональных гигрометров осуществляются в сервисных центрах авторизованных дилеров, так как, по результатам данной операции, выдаётся официальный поверочный сертификат, что позволяет использовать данное метрологическое оборудование в коммерческих целях с оформлением отчётов для представления в контролирующее органы по требованию.

Подробно о калибровке и настройке здесь.

Таблица показаний аппарата

Классические механические термометры определяют абсолютную влажность воздуха на основании замеров разницы между показаниями двух термометров – сухого и смоченного в воде. Все значения отображаются в психрометрической таблице, которая приводится ниже:

Данные значения являются ГОСТовскими и указываются, как эталонные, что позволяет потребителю точно определить относительную влажность воздуха, при условии отсутствия в помещении электронного современного прибора с автоматическим выводом готовых показателей.

Подобные гигрометры с психрометрической таблицей, как правило, сегодня используются только в лабораторных условиях, либо в учебных целях.

Нормы показателей влажности

Нормы показаний – это эталонные значения относительной влажности, которые определяются при помощи гигрометра и соответствуют требованиям ГОСТ Р 8.758-2011.

Эти показатели можно рассчитать при помощи откалиброванного и поверенного метрологического прибора, а по результатам проведения обследования помещения, записываются в специальный журнал.

В журнале, составляемым лаборантом, указывается показатели влажного и сухого термометров, разность между значениями на шкале каждого из них и относительная влажность воздуха в процентах.

При сравнении значений в журнале с психронометрической таблицей и значениями норм из ГОСТ, идентифицируется как исправность прибора, так и необходимость корректировки температурно-влажностного режима в обследуемом помещении.

Пошаговая инструкция по применению

Некоторые современные гигрометры не требуют наличия специальных знаний при их эксплуатации, так как процесс замера нужных показателей осуществляется в автоматическом режиме.

В то же время, высокоточные профессиональные и лабораторные приборы требуют привлечения профессионалов, так как они обладают рядом отличительных особенностей и требуют соблюдения определённых правил для получения точных результатов замера.

Ниже приводятся подробные технологические карты по корректному использованию всех представленных на рынке категорий механических или электронных гигрометров.

• Синтетический волос натягивается между верней опорой штатива прибора и пружиной поворотной стрелки.
• С метрологического оборудования снимается стопор, что обеспечивает свободный ход стрелки.
• По мере изменения уровня относительно влажности в помещении, волос меняет свою длину – удлиняется или укорачивается.
• Пружинный механизм приводится в движение, и стрелка гигрометра отклоняется.
• По мере отклонения стрелки, она начинает указывать на нужное деление на шкале, распложенной по траектории движения детали.
• В зависимости от реальной влажности воздуха в помещении или на улице, стрелка гигрометра указывает на значения в пределах от 30% до 80%, которые впоследствии фиксируются в журнале.

• Принцип действия такого гигрометра схож с предыдущим вариантом.
• Сверхтонкая плёночная мембрана реагирует на малейшие изменения влажности в эксплуатируемом пространстве, что заставляет стрелку прибора также отклоняться от вертикального положения и фиксироваться напротив градуированной шкалы.
• Плёнка натягивается между 2 или 3 плоскими зажимами, расположенными на рамке, после чего прибор устанавливается в центре помещения.
• Гигрометр должен быть оставлен в положении покоя на протяжении от 2 до 6 часов.
• По мере натяжения плёнки, стрелка будет отклоняться для тех пор, пока не займёт окончательное положение, соответствующее реальной относительной влажности воздуха, после чего данные показатели можно будет считывать и регистрировать официально.
• Учитывая, что принцип действия такого прибора основан на физическом изменении свойств материи, рекомендуется выждать не менее суток до полной остановки стрелки метрологического оборудования.

Конденсационный, или весовой

• На зеркале внутри прибора, которое реагирует на показатели температуры в помещении, образуется конденсат.
• Для обнуления прибора, необходимо воспользоваться резиновой грушей, которая очищает капельки влаги на зеркале, обеспечивая отклонения стрелки в вертикальное исходное положение.
• При установке откалиброванного и обнулённого гигрометра в помещении, по мере изменения температуры между поверхностью зеркала и окружающей средой, на поверхности посеребрённого зеркала начинают образовываться капли конденсата или кристаллы льда.
• По мерам образования конденсата, прибор анализирует их количество, после чего стрелка начинает отклоняться в сторону определённого значения, которое означает реальную относительную влажность воздуха.
• Как и в предыдущих случаях, показатели фиксируются в журнале, после чего анализируются с предыдущими, что позволяет определить необходимость корректировки значений.

• Данный вид метрологического оборудования подробно описывается выше.
• Пользователь устанавливает прибор на поверхности стола, приблизительно в центре помещения, на достаточном удалении от окна.
• Мокрый термометр должен быть погружен во влажную среду, после наполнения водой комнатной температуры специальной колбы.
• На протяжении 1 – 2 часов, на сухом и влажном термометрах устанавливаются показатели температуры.
• Как правило, психронометрические гигрометры изготавливаются таким образом, что на задней пластине изображается градуированная психронометрическая шкала.
• Пользователь считает разницу между показаниями сухого и влажного термометра, после чего сравнивает эту разницу с эталонными значениями на психрометрической таблице.
• Полученные данные фиксируются в отчёте установленной лабораторной ведомости.

Электронный, или цифровой

• Данный прибор не требует специальных знаний по время его использования.
• Гигрометр, который, чаще всего, изготавливается в едином корпусе с комнатным термометром, устанавливается на ближайшей к простенку рядом с окном плоской поверхности.
• При необходимости, кабель с наружным сенсором для определения температуры воздуха за окном, зажимается створкой стеклопакета.
• В гигрометр устанавливаются элементы питания, после чего он включается в работу.
• Прибор насыщается влагой воздуха на протяжении 1 – 2 часов, а показатели на его экране выравниваются до реальных значений.
• Некоторые электронные / цифровые гигрометры имеют кнопку регистрации текущих значений с целью их последующего сравнения для изменения климатических параметров воздуха в помещении.

Для бытового использования, эксперты рекомендуют приобретать только электронные метрологические приборы, совмещённые с термометрами, так как такие гигрометры не требуют сложных вычислений, а калибруются не чаще, чем 1 раз в 3 – 5 лет из-за отсутствия экстремальных температурно-влажностных режимов.

Как считать показания?

Некоторые модели гигрометров требуют проведения детальных расчётов относительной влажности, так как они выдают лишь промежуточные показатели процентного содержания водяных паров в помещении. К таким приборам относятся психрометрические влагомеры, на которых отображаются только 2 показания термометров – мокрого и сухого.

Конечный результат относите оной влажности высчитывается по следующей простой формуле:

Т = Тсух – Тмокр

Данного значения вполне достаточно, чтобы подставить его в психрометрическую таблицу, в которой отображается полное соответствие измеренным и вычисленным показателям величины относительной влажности в обследуемом помещении.

Как читать значения:

• в влевом столбце таблицы пользователь может найти интересующее его значение на шкале сухого термометра;
• в верхней строке – разницу между значениями сухого и мокрого термометров;
• на пересечении 2 направляющих от соответствующих значений, располагается искомая величина относительной влажности.

В случае, если значение попадёт между отображёнными в психронометрической таблице показателями, необходимо провести простую интерполяцию между 2 или 4 значениями.

Для этого, из большего значения вычитается меньшее, делится на количество десятичных величин между целыми числами и умножается на реальную цифру, которая указана на термометре по результатам замера.

Сложности и ошибки в измерениях

При самостоятельной эксплуатации гигрометров разных категорий, новички и неопытные пользователи могут всегда столкнуться со следующими, наиболее распространёнными ошибками и сложностями:

• Отсутствие поверки или калибровки любого из представленных на рынке приборов, вне зависимости от его категории и конструкции – гигрометр будет выдавать ложные показания, которые не смогут использоваться в дальнейшем.
• Отсутствие мокрой ванночки для психрометрического гигрометра – прибор выдаст неверные результаты температуры для влажного термометра, что не позволит корректно посчитать относительную влажность.
• Физический износ капроновой нити или полимерной мембраны для волосяного или плёночного гигрометра – также, показатели не смогут достигнуть нужного уровня влажности.
• Отсутствие заряженных элементов питания для электронного гигрометра – программируемый блок выдаст ошибку по результатам измерений.
• Пыль, жировые отложения или другой налёт на зеркале конденсационного гигрометра – данные отложения приводят к сбою настроек, необходимости обслуживания и калибровки прибора.
• Ошибки в расчётах при определении относительной влажности – перед началом эксплуатации, рекомендуется заранее выписать формулы, чтобы избежать риска использования неверных значений.

Чтобы избежать ошибок, перечисленных выше, перед началом эксплуатации гигрометра, следует тщательно изучить инструкцию по его корректному использованию и чтению показателей, а также ознакомиться с несколькими уроками и мастер-классами, которыми эксперты нередко делятся с другими пользователями интернета в публичном доступе.

Рекомендации для долгого срока службы

Гигрометр любой категории – это относительно простое метрологическое оборудование, которое нуждается в периодическом уходе для достижения долгого срока службы без потери эффективности замеров параметров влажности.

Чтобы избежать преждевременного физического износа и быстрого выхода гигрометра из строя, следует обязательно придерживаться соблюдения ряда важных правил:

• Гигрометры должны находиться в исправном и рабочем состоянии.
• Перед началом эксплуатации гигрометра, рекомендуется убедиться в его правильных настройках.
• 1 раз в 12 – 36 месяцев, рекомендуется обязательно проводить поверку и калибровку оборудования.
• Для конденсационных гигрометров нужно отслеживать качество зеркальной поверхности.
• Для психрометрического оборудования нужно периодически наполнять ванночку мокрого термометра водой.
• Капроновая нить или полимерная плёнка для волосяных, либо плёночных гигрометров подлежат замене при достижении пластических деформаций и провисаний.
• Прибор нужно устанавливать только в тех помещениях, влажность воздуха в которых точно соответствует возможностям оборудования и граничным условиям замера процентного содержания водяных паров, согласно паспорту качества товарной единицы.

Следует также учесть, что качество сборки самого гигрометра имеет огромное значение для его длительной и бесперебойной эксплуатации.

Чтобы полностью исключить физический износ, рекомендуется также обратить внимание на производителя при его покупке и наличие большого количества положительных отзывов от довольных пользователей о конкретной товарной единице марки на независимых форумах в сети.

Заключение

Гигрометр – это такое метрологическое оборудование для домашнего или лабораторного использования, которое предназначено для замера относительной влажности в помещении или на улице и требует наличия определённых знаний для корректной эксплуатации, получения ожидаемого результата. В зависимости от типа гигрометра, меняются правила его использования и то как измеряется влажность.

Самыми простыми в использовании считаются электронные или цифровые гигрометры, которые автоматически выдают пользователю конечный результат. В случае применения волосяных или плёночных гигрометров, рекомендуется постоянно отслеживать качество и физических износ синтетической нити, либо полимерной плёнки при эксплуатации психронометрических гигрометров.

По результатам замера температуры между сухим и влажным термометром, потребуется получить разницу между ними, после чего определить показатель относительной влажности по специальной таблице на его корпусе, с тыльной стороны.

Гигрометр – прибор для определения влажности воздуха

Всем известно, что вода является важнейшим элементом для обеспечения

нормальной жизнедеятельности. В организм животных и человека она в основном поступает с пищей или питьем. Однако, достаточное количество влаги необходимо не только внутренним органам, но и слизистым оболочкам глаз, дыхательных путей, коже. Следовательно, важно не только потребление жидкости вовнутрь, но и получение ее из окружающего влажного воздуха. Для определения показателя влажности и поддержания его на нормальном уровне используют специальный измерительный прибор – гигрометр. Это особое предназначено не только для создания комфортных условий для человека. Оно также применяется в некоторых промышленных и торговых сферах, где многие материалы: обычная и ьтровальная бумага, ткани, некоторые виды пластмасс и других веществ, а также овощи, фрукты являются гигроскопичными, т.е. меняют свои свойства в сухом воздухе.

Определение и применение

Гигрометр, также называемый гигроскоп, (от греч. гигро – влажный, и метрон – мера) – это лабораторное оборудование для измерения относительной влажности воздуха или других газов. В настоящее время существуют различные типы гигрометров: одни измеряют относительную влажность, другие – абсолютную, третьи – точку росы. Гигрометры выполнены таким образом, что при помощи несложных вычислений и подсчетов можно преобразовать результаты показаний одного типа гигрометра в показания другого. Так, например: по гигрометру абсолютной влажности можно вычислить и определить относительную влажность или точку росы, и наоборот. Кроме того, они могут различаться по видам, конструкциям в зависимости от предназначения и принципа действия.

Проблема влажности воздуха интересовала людей с давних времен, особенно там, где сухой и жаркий климат. Для ее решения применялись самые обычные методы: ткань или бумага, пропитанная водой, посуда с жидкостью. Но впервые определить уровень влажности попытался кардинал Н. Кузанский, используя лабораторную посуду из стекла и кусочки шерсти. Позже уровень влажности измеряли с помощью натянутых нитей, конического сосуда со льдом, кожаного шара. Но основоположником нынешнего гигрометра считается Б. Соссюр.

– весовой или абсолютный гигрометр помогает определить количество водяного пара в соотношении г/м³. В его основе лежит система U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом или особыми , способными впитывать влагу из воздуха; – волосяной гигрометр – особый лабораторный прибор, предназначение которого состоит в определении относительной влажности воздуха в пределах примерно от 30 % до 100 %. Принцип работы волосяного гигрометра основан на химико-физическом свойстве обезжиренного человеческого волоса, который изменяет свою длину с изменением влажности окружающего воздуха; – наиболее популярным измерительным прибором считается гигрометр психрометрический (психрометр). Он с высокой точностью исследует и измеряет температуру и относительное содержание влаги в воздушной среде.

Гигрометр состоит из пластикового основания, двух термометров со шкалой, психрометрической таблицы, питателя из . Принцип работы базируется на определении разности показаний «влажного» и «сухого» термометров; – плёночный гигрометр включает органическую плёнку, способную растягиваться и сжиматься при повышении или понижении влажности. В зимнее время чаще всего используют волосной или плёночный гигрометры.

Помимо вышеуказанных типов существуют также керамические, механические, электрические, конденсационные и другие гигрометры.

Качество измерительного прибора

Для определения качества измерительных приборов важно учесть следующие характеристики:

– постоянную величину прибора; – пределы погрешностей; – чувствительность прибора; – точность прибора и используемой шкалы; – диапазон показаний.

Лабораторное оборудование выгодно и качественно от компании “Prime Chemicals Group”!

Широкий ассортимент по низким ценам предлагает компания “Prime Chemicals Group”. Весь товар отвечают знаку качества и прошел тщательную проверку на заводе-изготовителе.

«Прайм Кемикалс Групп» – Ваш надежный помощник в сфере лабораторного оборудования!

Гигрометры – это такие метрологические приборы, с помощью которых можно быстро определить процентное содержание водяных паров в окружающем атмосферном воздухе как в помещении, так и на улице.

Владельцы квартир или частных жилых домов уже давно покупают гигрометры, совмещённые с уличными и комнатными термометрами, и не задумываются об их устройстве, принципе работы.

В то же время, на крупных промышленных предприятиях в складских помещениях, к которым предъявляются повышенные требования к окружающему воздуху, используются более точные и проверенные временим гигрометры.

Каждый из типов данного оборудование имеет различное внутреннее устройство, от чего зависит принцип его работы, а также граничные условия при определении расчётных параметров. Ниже подробно описываются схемы и устройство гигрометров разных категорий.

• Как устроен прибор для измерения влажности?
• Элементы конструкции, датчики у разных видов
• Почему важно знать устройство?
• Заключение

Как устроен прибор для измерения влажности?

Все гигрометры, представленные в широкой продаже, либо поставляемые в специализированные лаборатории, вне зависимости от степени точности измерений и конструктивного исполнения, состоят из следующих основных и вспомогательных функциональных деталей:

• Корпус, или штатив, который оснащается подставкой для установки на столе, а также рамкой для крепления основных деталей оборудования.
• Сенсоры, которые предназначены для реагирования на влажность воздуха и передачи механического, либо электрического сигнала на исполнительное устройство. В качестве сенсоров может выступать капроновая нить, полимерная тонкая мембрана, зеркальная пластина для сбора конденсата или пара термометров – влажный и сухой.
• Исполнительное устройство со стрелкой, пружинным механизмом или электронным блоком, которое приводится в движение от импульса, передаваемого с сенсора.
• Информационная шкала или LCD дисплей, на котором отображается показатели прибора – стрелки, либо электронного программного кода.
• Противовес для стрелки – в механических гигрометрах, который позволяет вернуться детали на исходную позицию при обнулении настроек.
• Для электронных влагомеров – панель управления, которая позволяет выставить текущие настройки и откалибровать устройство.

Как правило, гигрометр поставляется в продажу в сборе и в заводской упаковке. В случае, если потребителю приходится собирать данное устройство, к нему прилагается схема с пошаговой инструкцией и графическим описанием.

Элементы конструкции, датчики у разных видов

Учитывая, что первые механические гигрометры появились ещё много лет назад, сегодня на рынке представлены сотни моделей разных видов от многих производителей. Каждая модификация гигрометра имеет индивидуальное внутреннее строение.

Ниже приводится подробное описание особенностей, элементов, схем, конструкций, датчиков, исполнительных устройств и других конструктивных или функциональных частей каждой категории гигрометров, которые можно встретить в продаже, либо в испытательных центрах.

Волосные являются одними из самых простых механических гигрометров, которые имеют следующее строение:

• Штатив конструкции прибора в де вытянутой по вертикали прямоугольной рамки из стали или высокопрочного пластика
• Подставка с прорезиненными ножками из того же материала, что и штатив.
• Крепежи в верхней и нижней части штатива с резьбовыми затяжными элементами для крепления капронового шнура.
• Капроновый шнур или волос, который натягивается между двумя фиксаторами и подсоединяется к пружинному механизму исполнительного устройства. Волос в данном приборе выполняет роль сенсора.
• Исполнительное устройство в виде пружинного механизма, который приводится в действие при натягивании или ослабления волоса, в зависимости от изменения относительной влажности воздуха.
• Стрелка, закреплённая на пружинном механизме и отклоняющаяся при его срабатывании.
• Дугообразная градуированная шкала, на которой наносятся риски, обозначающие процентное содержание водяных паров в воздухе. При отклонении стрелки, её острый край показывает точно на текущее состояние измеряемого газообразного вещества.

Следует учесть, что волос для приборов рассматриваемой категории является расходным элементом и подлежит замене раз в 6 – 12 месяцев из-за физического износа, при условии эксплуатации оборудования в нормальных условиях.

Плёночные гигрометры сильно похожи по критерию принципа работы на волосные и отличаются наличием следующих конструктивных элементов:

• Рамка и подставка для данного прибора выполняются с такой же формой, как для волосных гигрометров.
• В нижней половине рамки, около одной из её вертикальных опор располагается кольцевой фиксатор, состоящий из двух колец разного диаметра и затяжного винта с контргайкой.
• Полимерная мембрана натягивается на малое кольцо, таким образом, чтобы её края выступали за пределы фиксирующего элемента по всему периметру.
• После натяжки плёнки, вся конструкции накрывается кольцом с большим диаметром и затягивается винтом, после чего крепится к штативу гигрометра.
• В центре полимерной мембраны устаивается шайба, к которой крепится нить, соединяющая её с пружинным исполнительным механизмом. Кольцо с полимерной мембраной, в данном случае, выполняет роль сенсора.
• К исполнительному механизму на шарнирной опоре фиксируется вертикальная стальная стрелка.
• В верхней части устройства монтируется шкала, форма, размеры и количество делений на которой идентичны волосному гигрометру.
• Готовая конструкция устаивается на пол или на стол при помощи прорезиненных вставок, а, в некоторых случаях. в верхней части перекладины рамы имеются проушины для фиксации к стене.

Плёночная мембрана, также, как и капроновый волос, подлежит физическому износу. В связи с этим, необходимо сразу запастись несколькими плёнками, чтобы исключить сбой настроек гигрометра и выдачу неверных показателей.

Весовые гигрометры являются более сложным метрологическим оборудованием, чем предыдущие две категории данных приборов. В составе конструкции таких устройств лежат следующие основные и вспомогательные детали:

• Весовой гигрометр также называется абсолютным, из-за своей конструкции и повышенной точности.
• В качестве датчиков выступают от 2 до 4 стальных, либо стеклянных трубок с диаметром от 15 до 25 мм, имеющих U-образную форму и соединённых между собой гибкими шлангами.
• Внутри трубок находится гигроскопическая субстанция, которая эффективно поглощает водяные пары из окружающего воздуха.
• У основания крайней трубки располагается ручная или электромеханическая помпа, через которую прокачивается воздух. Именно для этого объёма воздуха требуется определить относительную влажность.
• Система из трубок соединяется с исполнительных устройств, на котором устроены несколько стрелок с циферблатами, имеющими различные обозначения, для индикации результатов замера.
• Для блокировки воздушной массы испытуемого вещества, на концах каждой из трубок располагаются ручные вентили.
• Показания стрелок позволяют определить объём воздуха, массу всей системы до закачивания её увлажнённым газом из атмосферы и после его нагнетания, когда гигроскопическое вещество вытягивает из него молекулы воды.
• По результатам простых измерений находится сначала абсолютная влажность воздуха, а, принимая во внимание его объём, вычисляется относительный параметр содержания водяных паров, в процентах.

Весовые приборы отличатся высокой степенью точности и, несмотря на широкое распространение цифровой метрологической техники по миру, до сих про часто используются в разных испытательных лабораториях.

Керамические гигрометры относятся к товарам премиум-класса из числа повышенной ценовой категории, включают в себя следующий набор конструктивных элементов, которые обеспечивают замер влажности воздуха:

• Корпус прибора совмещает в себе датчики и исполнительное устройство, а также индикаторы. Выполнен в виде плоского цилиндрического циферблата со стрелкой за стеклом.
• С задней части стрелки располагается градуированная шкала, на которой нанесены риски, обозначающие влажность воздуха от 0% до 100%.
• По мере вращения стрелки, её заострённый конец останавливается напротив одного из показаний на шкале, что означает количество водяных паров в измеряемом воздухе.
• Внутри гигрометра располагается масса из керамических кристаллов, которые засыпаются между пластинами из токопроводящей стали. Данные элементы играют роль сенсоров.
• Керамические кристаллы являются диэлектриками, а стальные пластины – проводниками, также, как и вода, содержащаяся в воздухе.
• По мере провождения воздуха сквозь пористую засыпку, электролит в виде воды взаимодействует с металлом, после чего электрические импульсы приводят в движение круговую пружину с исполнительным механизмом.
• По мере сжимания или ослабления пружины, стрелка с лицевой стороны метрологического оборудования начинает отклоняться и показывать точное содержание относительной влажности в воздухе.

При использовании данного высокоточного оборудования рекомендуется соблюдать предельную осторожность в связи с тем, что оно часто выходит из строя из-за ударных нагрузок и других импульсных механических воздействий.

Электролитические приборы работают по принципу анализа электрической проницаемости воздуха, которая увеличивается при насыщении его молекулами воды, так как данная жидкая субстанция является электролитом.

Данное оборудование представляет собой конструкцию, включающую в себя следующие элементы:

• Корпус устройства представляет собой стеклянную или стальную полую трубку с внутренним диметром до 40 мм.
• По внутреннему периметру трубки гигрометра клеится негорючий волокнистый изоляционный материал – минеральная или базальтовая вата, что исключает проникновение звуковых колебаний в контрольную камеру.
• Покрытие из изоляторов покрывается жидким составом, проводящим электричество, чаще всего, соединением хлора с литием.
• После нанесения электролита, трубка изнутри обрабатывается полимерными связующими веществами для повышения адгезии элементов.
• На выходе из трубки устаивается обычный спиртовой или ртутный термометр для измерения температуры воздуха.
• Когда в воздухе меняется влажность, либо повышается температура, электролит начинает увеличиваться, а размерах. В данном приборе жидкое электролитическое соединение является сенсором.
• По мере увеличения объёма, электролит воздействует на подошву поршня, толкая его весте со штоком, который, в свою очередь, соединяется с исполнительным механизмом гигрометра – пружиной.
• К пружине крепится стрелка, которая располагается внутри кругового циферблата со шкалой относительной влажности воздуха.
• При нажатии на пружину, она сжимается, стрелка проворачивается и фиксируется на определённом делении циферблата.
• Современные электролитические гигрометры могут оснащаться не только стрелочным, но и электронным циферблатом с LCD дисплеем.

Устройства для определения концентрации молекул воды в воздухе отличаются широким диапазоном измерений, так как электрический разряд проходит даже через почти сухие газообразные вещества, отображая точные показатели на индикаторе электролитического гигрометра.

Конденсационные метрологические приборы для определения влажности воздуха часто используются как в помещении, так и на улице, потому что они могут работать при широком диапазоне температур. Данные устройства состоят из следующих конструктивных и функциональных элементов:

• Конденсационные гигрометры сегодня используются преимущественно в лабораториях, так как, несмотря на повышенную точность показаний, они имеют слишком большие габариты и предполагают наличие мокрых процессов.
• Внутри стальной цилиндрической коробки располагается набор пластин с посеребрением для достижения зеркального блеска. Данные зеркальные пластины являются сенсорами конденсационного гигрометра.
• С торцевой стороны цилиндр диаметром до 100 – 150 мм соединяется с кольцом, на котором располагаются круговой циферблат и стрелка с пружинным исполнительным механизмом.
• К одной из граней цилиндра приварен сосок из стальной трубки, на которой фиксируется полимерный шланг с грушей.
• По мере нагнетания атмосферного воздуха при помощи груши в тело цилиндра, влага из него осаждается на поверхности зеркала в виде капелек воды или кристаллов льда, в зависимости от температуры воздушной среды.
• Объём внутри цилиндра известен заранее, а, в зависимости от массы и скопившегося конденсата из воздуха, рассчитывается относительная влажность воздуха.
• Исполнительное устройство реагирует на повышение давления внутри цилиндра, когда конденсат начинает вытеснять воздух, что приводит стрелку в движение.

Одной из главных сложностей при эксплуатации таких гигрометров является качество воздуха. Так, если на зеркале осаждаются капли загрязнённой влаги, то датчики быстро сбиваются, что приводит к неверным показателям. Чтобы исключить данные проблемы, конденсационное устройство должно проходить периодическую очистку и сервисное обслуживание.

Психрометрические гигрометры являются одними из самых первых приборов для измерения влажности воздуха. Данные механизмы имеют очень простое строение и принцип работы:

• На плоском, как правило, пластиковом прямоугольном штативе высотой до 300 – 400 мм и шириной до 100 мм размечается психронометрическая таблица. Данная информационная шкала представляет собой зависимость относительной влажности от разности показаний двух треморов – сухого и мокрого.
• В качестве сенсоров выступают два термометра со спиртовым или ртутным содержимым, которые размещаются вдоль вертикальной плоскости штатива.
• Один из термометров погружен в колбу с водой или влажную губку, из-за чего он называется мокрым.
• Штатив закреплён на подставке с ножками для удобного размещения на горизонтальной плоскости.
• По мере замера температуры воздуха в помещении, сухой термометр всегда показывает большее значение, чем мокрый.
• Когда пользователю необходимо определить относительную влажность воздуха, ему достаточно снять показания последовательно с сухого и мокрого термометров, вычислить разницу между этими результатами, после чего подставить значения в психронометрическая таблицу.
• Прибегая к методу интерполяции между 2 или 4 соседними значениями, легко вычисляется корректный показатель процентного содержания водяных паров в воздухе с минимальной погрешностью.
• Некоторые психронометрические гигрометры также оснащаются индикатором уровня влажности мокрого термометра, который позволяет вовремя добавить воды в колбу или губку, чтобы показания были более точными.

Для снятия верных показателей, рекомендуется постоянно поддерживать мокрый термометр во влажном состоянии, путём замены губки или ванночки с водой. В случае высыхания, показания мокрого термометра сравниваются с сухим, что не позволяет пользователю получить разницу, и, как следствие, определить относительную влажность воздуха по психронометрической таблице.

Ёмкостные гигрометры также являются одними из старейших и практичных типов оборудования, которые состоят из следующего набора деталей:

• В качестве сенсора для определения уровня влажности в атмосфере выступает тонкая полимерная мембрана, отличающаяся гигроскопичными свойствами.
• С двух сторон плоской мембраны фиксируются металлические электроды, которые состоят из плотно сплетённых между собой волокон, обеспечивающих пористость токопроводящих элементов.
• Вся конструкция из плёнки и электропроводящих контактов в виде сэндвича устаивается внутри пластикового корпуса на подставке.
• По мере поглощения воды из воздуха, полимерная мембрана увеличивается в объёме, что вызывает изменение габаритов пор между электродами.
• По мере насыщения диэлектрической среды молекулами воды, тензоры исполнительного устройства меняются в объёме, что приводит в движение пружину стрелочного индикатора.
• С тыльной стороны стрелки гигрометра располагается шкала с показаниями относительной влажности воздуха, которая точно позволяет определить текущее содержание водяных паров.
• Если относительная влажность воздуха падает, полимерный сенсор уменьшается в объёме, и исполнительное устройство приводит стрелку в движение в обратном направлении.

Ёмкостные устройства допускается собирать своими руками, при условии наличия соответствующего инструмента, простых пластиковых и стальных деталей, а также руководства по сборке и обработке каждого элемента.

Резистивные гигрометры отличаются повышенной сложностью сборки и высокой точностью, включают в себя следующие элементы конструкции:

• Сенсорами в таком метрологическом приборе выступают 2 разнополюсных электрода, которые размещаются на диэлектрической плоской подложке.
• Над подложкой фиксируется гигроскопичная мембрана с повышенной электропроводимостью.
• По мере насыщения гигроскопичного слоя влагой, материал изменяется в объёме.
• Датчики гигрометра имеют очень низкое сопротивление так как состоят из алюминиевых компонентов.
• Сопротивление электродов меняется по мере насыщения гигроскопичного материала влагой, что позволяет получить сведения о её количестве в воздухе. Принцип действия таких гигрометров основан на анализе сопротивления токопроводящей среды при прохождении электрического заряда сквозь молекулы воды. Чем выше сопротивление, тем меньше относительная влажность воздуха, и наоборот.
• Электроды с подложкой размещаются в корпусе из пластика или металла, по обеим сторонам которого имеются контактные выводы для сопряжения датчиков с исполненным устройством и электронным модулем.
• Контакты соединяются с индикаторами, которые представляют собой циферблат со стрелкой или жидкокристаллический дисплей.
• Такие гигрометры, как правило, работают от батареек или от подзаряжаемых аккумуляторов, расположенных в специальном отсеке с тыльной стороны. Простая конструкция делает их доступными для бытового использования.
• Некоторые гигрометры резистивного типа оснащаются панелью управления с возможностью фиксации показателей.

Перед эксплуатацией резистивных гигрометров, рекомендуется заранее ознакомиться с руководством по эксплуатации, либо просмотреть несколько видео уроков и мастер-классов в сети от экспертов, которые часто делятся своими роликами с пользователями в открытом доступе.

Оптические метрологические приборы для замера количества водяных паров в воздухе отличаются наличием высококачественных линз и состоят из следующих конструктивных, а также функциональных элементов:

• Датчиком гигрометра, идентифицирующим количество влаги, выступает тонкая прямоугольная зеркальная пластина с посеребрением, на которой скапливается конденсат из воздуха если температура поверхности эквивалентна точке росы.
• Над зеркалом располагается светодиод, генерирующий световой луч под углом 30 – 45 градусов по отношению к плоскости отражения.
• Луч, направляемый со светодиода, отражается от плоской поверхности зеркала и улавливается фотоэлементом, распложенным строго вдоль траектории угла отражения, согласно законам оптики.
• Когда луч света падает на зеркальную плоскость, температура материала незначительно повышается.
• С тыльной стороны зеркала располагается модуль регулировки температуры, который определяет точку росы, что вызывает образование конденсата.
• На зеркале также имеется датчик температуры, который реагирует на малейшие колебания температурно-влажностных параметров окружающей среды.
• После выпадение конденсата, исполнительное устройство считывает значения температуры и количества абсолютной влажности воздуха, передаёт эту информацию на электронный блок.
• В электронном модуле производит обработка информации, в соответствии с запрограммированным алгоритмом, формулами элементарной физики, и конечные данные поступают в виде цифрового кода на экран генриметра в виде процентного содержания влажности на единицу объёма окружающего воздуха.

Оптические приборы часто устанавливаются в складских помещениях с повышенными требованиями к климатическому и температурно-влажностному режиму, так как они позволяют определить количество водяных паров в воздухе с точностью до десятых и даже сотых долей процента.

Термисторные гигрометры – это высокотехнологичные механические или электрические метрологические приборы, отличающиеся точностью до 0,01%, конструктивная схема которых включает в себя следующие детали:

• Термистор – это такой полупроводниковый элемент, электросопротивление которого постоянно меняется в прямо пропорциональной зависимости от изменения его температуры.
• Гигрометры термисторного типа оснащаются парой идентичных термисторов, покрытых полимерной диэлектрической изоляцией.
• Первый термистор запаивается в полностью герметичную камеру, в которую отсутствует доступ молекул воды.
• Второй термистор помещается в такую же камеру, но с перфорированными стенками.
• Оба термистора выступают в данном гигрометре в качестве чувствительных датчиков.
• Компактный прибор в пластиковом корпусе на подставке, внутри которого располагаются две разные камеры с термисторами, устанавливается на столе.
• Оба термистора реагируют на изменение температуры окружающего воздуха, но показывают разное значение.
• Сухой термистор имеет электрическое сопротивление, которое отличается от аналогичного показания для влажного термистора на определённую величину.
• Сведения о сопротивлении каждого термистора поступают в электронные блоки исполнительного устройства гигрометра.
• При анализе разницы между показателями сопротивления, в соответствии с заложенным в электронный блок алгоритмом линейной зависимости между электрической проводимостью и количеством влажности.
• Полученная информация обрабатывается в автоматическом режиме и передаётся на экран устройства.
• Таким образом, чем выше разница между сопротивлениями термисторов, тем больше относительная влажность воздуха, и пользователь считывает данную информацию с экрана гигрометра.

Термисторные гигрометры сегодня тяжело встретить в широкой продаже, так как их давно вытеснили электронные / цифровые устройства. В то же время, в некоторых учебных или испытательных центрах такое оборудование стоит на балансе и прекрасно справляется со своими основными функциями.

Почему важно знать устройство?

Каждый покупатель и пользователь гигрометра должен знать его конструктивное исполнение, схему и принцип работы по следующим причинам:

• Возможность беспроблемной эксплуатации гигрометра без обращения к профессионалам.
• Возможность самостоятельной настройки поверки и калибровки гигрометра.
• В случае выхода метрологического оборудования из строя, пользователь сможет самостоятельно провести мелкий ремонт или заменить расходный элемент.
• Использование всего функционала каждого устройства для замера количества влаги в воздухе.
• Оценка степени безопасности, точное знание климатических и температурно-влажностных ограничений, принятие решения о конечном выборе и приобретении устройства после определения целесообразности покупки рассматриваемой модификации.
• Возможность самостоятельного сопоставления показателей с последующей оценкой погрешностей при использовании различной метрологической техники в лабораторных условиях.
• Возможность передачи своего опыта, обучение пользователей, приобретение новых навыков в жизни.
• Возможность самостоятельной разработки рабочих чертежей с последующей сборкой простого механического гигрометра своими руками, что позволяет существенно сократить расходы на приобретение приборов рассматриваемой категории с их последующим обслуживанием.

В случайны отсутствия знаний по схеме конструктивного исполнения гигрометра, потребитель рискует понести существенные расходы не только на осуществление его ремонта, но также и при поверке или калибровке оборудования, которое часто можно выполнить своими руками, не прибегая к услугам дорогостоящих специалистов из сервисного центра.

Гигрометры для определения влажности воздуха в замкнутых или открытых помещениях и на улице, могут быть механическими или электронными. На рынке подостланы волосные, плёночные, конденсационные, термисторные, электролитические, ёмкостные, психрометрические и некоторые другие категории данного метрологического оборудование.

Все приборы отличаются индивидуальными особенностями и конструктивным строением, что определяет сферу их использования, степень надёжности и безопасности, климатические ограничения, точность измерений и другие параметры.

Перед выбором и покупкой гигрометра, рекомендуется заранее изучить особенности его конструктивного строения, чтобы понимать, насколько эффективно будет с ним работать, а также оценить приблизительные затраты на ремонт и сервисное обслуживание, поверку, калибровку.