Czujnik wilgotności (higrometr) – zasada działania
- Szczegóły
Higrometr, inaczej czujnik wilgotności, to urządzenie, którego głównym zadaniem jest precyzyjny pomiar wilgotności powietrza. Higrometr jest prostym urządzeniem przeznaczonym do pomiaru wilgotności. Z jego pomocą można mierzyć bardzo dokładnie poziom wilgotności zawartej w powietrzu. Urządzeniem przeznaczonym do pomiaru wilgotności jest higrometr. Jego nazwa pochodzi od greckiego słowa hygros, które można przetłumaczyć jako mokry.
Odpowiednie zastosowanie higrometru ma znaczenie nie tylko dla naszego komfortu, ale również dla utrzymania w dobrym stanie różnego rodzaju materiałów. W pomieszczeniach, w których przechowuje się obrazy, książki czy instrumenty muzyczne, wilgotność powietrza jest kluczowym czynnikiem sprzyjającym ich odpowiedniemu konserwowaniu. Zbyt niska wilgotność powoduje wysychanie i szkodliwe kurczenie się materiałów, podczas gdy zbyt wysoka sprzyja powstawaniu pleśni czy rozwijaniu się drobnoustrojów.
Ocena wilgotności powietrza jest kluczowa dla utrzymania odpowiedniej zawartości wody w otoczeniu. Do dokonywania takich pomiarów wykorzystywane są czujniki wilgotności. Te urządzenia mogą być samodzielnym czujnikiem lub zostać zamontowane dodatkowo w innych akcesoriach. Czujnik wilgotności, nazywany też higrometrem, jest profesjonalnym urządzeniem stosowanym do pomiarów wilgotności. Tego typu sprzęt stanowi wyposażenie stacji meteorologicznych, a w mniejszych wariantach znajdzie zastosowanie także w domu.
Zasada działania higrometru
Zastanawiasz się, jak działa czujnik wilgoci? Higrometr wykorzystuje różne technologie mające na celu precyzyjny pomiar wilgotności powietrza. Do badania zawartości wilgoci wykorzystuje się zmienne właściwości niektórych materiałów, które stają się widoczne pod wpływem wody. Najpopularniejszym rozwiązaniem są higrometry pojemnościowe i rezystancyjne. W higrometrach rezystancyjnych wilgotność powietrza mierzona jest poprzez zmianę rezystancji materiału, który pochłania lub oddaje wilgoć.
Rodzaje higrometrów
Na rynku można znaleźć wiele typów czujników wilgotności, które różnią się między sobą wieloma parametrami. Mogą być wbudowane w niektóre sprzęty domowe, regulatory klimatu, a także funkcjonować jako samodzielne czujniki z wyświetlaczem. Poza samą budową i zastosowaniem ważny jest czynnik wykorzystywany do badania wilgotności.
Przeczytaj także: Opinie o wentylatorze Dospel 150 WCH
Nowoczesne higrometry mogą mierzyć wiele zróżnicowanych parametrów związanych z wyznaczaniem wilgotności powietrza:
- Wilgotność względna (RH) - oznacza proporcję masy pary wodnej do masy całego powietrza znajdującego się w określonej objętości. Określa proporcje masy pary wodnej (znajdującej się w danej objętości powietrza) do masy pary, która nasyca tę objętość w tej samej temperaturze. Wilgotność względna - oznaczana jest symbolem RH i podawana w procentach.
- Wilgotność bezwzględna (dv) - Jest to masa pary wodnej zawarta w 1 m³. podawana jest w gramach i opisywana symbolem dv.
- Wilgotność właściwa (r) - Jest to masa pary wodnej wyrażona w gramach przypadająca na 1 kg powietrza. podawana jest w gramach (g) i opisywana symbolem r.
- Temperatura punktu rosy (Td) - Większość higrometrów elektronicznych, obok wskazań dotyczących wilgotności powietrza, wskazuje również jego temperaturę. podawana w stopniach Celsjusza i oznaczana symbolem Td.
Ze względu na zasadę działania, możemy wyróżnić następujące rodzaje higrometrów:
- Włosowe - tradycyjny, najstarszy typ higrometru. Konstrukcja urządzenia opiera się na specyficznych właściwościach włosa ludzkiego lub końskiego. Obecnie wykorzystuje się również włókna syntetyczne lub bawełniane. Włókna te - pod wpływem wilgoci - zmieniają swoją długość. Wskazówka, pokazująca na podziałce odczyt, połączona jest z włosem lub włóknem i reaguje na zmianę jego długości. Niewątpliwą zaleta higrometru tego typu jest prosta i tania budowa, która dodatkowo jest odporna na uszkodzenia. Higrometry te cechują się dosyć dużym marginesem błędu mogącym wynosić nawet 7%.
- Kondensacyjne - Higrometry tego typu mają kształt metalowego lub szklanego naczynia. Naczynie to jest schładzane. Wilgotność powietrza w higrometrach kondensacyjnych obliczana jest na podstawie temperatury, przy której para wodna skrapla się na elementach urządzenia. Mając dane temperatury punktu rosy, ciśnienia atmosferycznego i używając tabeli, można wyliczyć wilgotność powietrza. Do samych obliczeń wykorzystać można specjalnie do tego stworzone kalkulatory internetowe.
- Elektrolityczne - Są obecnie najczęściej wykorzystywaną grupą urządzeń do pomiaru wilgotności. Higrometry elektrolityczne są dokładne i proste w użyciu. Dzięki temu są często używane we wszelkiego rodzaju nawilżaczach, systemach ogrzewania i klimatyzacji. Urządzenia te bardzo precyzyjnie określają wilgotność powietrza w oparciu o specjalny czujnik, który wychwytuje zmiany w oporności oraz przewodności.
- Psychrometry - Budowa tego typu urządzenia opiera się na dwóch termometrach (tzw. „suchym” i „mokrym”). Termometr mokry ma zbiorniczek na rtęć obłożony łatwo chłonącym wilgoć materiałem. Wykorzystuje on zjawisko hamowania parowania przez powietrze wilgotne i przyspieszania go przez powietrze suche. Im wyższa wilgotność powietrza, tym niższą temperaturę wskazuje termometr mokry. Termometr suchy zaś pokazuje temperaturę otoczenia.
Zastosowanie higrometru
Od stopnia wilgotności panującej w naszym otoczeniu zależy bardzo wiele czynników. Zależy od niego nie tylko prawidłowy wzrost roślin, ale także nasze samopoczucie. Nieodpowiednia wilgotność może doprowadzić do wymiernych strat w magazynach produktów żywnościowych, archiwach, laboratoriach, muzeach itp. Higrometr może być przydatnym urządzeniem kontrolującym wilgotność powietrza w domu lub mieszkaniu. Dzięki odpowiedniej wilgotności w pomieszczeniu możemy zadbać o nasze zdrowie.
Komfortowa wilgotność względna powietrza, w której człowiek najlepiej się czuje powinna oscylować między 40% a 60% RH. Wilgotność na tym poziomie jest optymalna dla zdrowia, ale także odpowiednia dla mebli i innych elementów wyposażenia znajdujących się w pomieszczeniach. Zbyt suche powietrze w pomieszczeniach jest bardzo niekomfortowe, powoduje uczucie suchości w ustach, nosie oraz drapanie w gardle oraz trudności w oddychaniu. Zbyt suche powietrze powoduje także procesy wpływające na niszczenie np. Niekorzystny klimat wewnątrz pomieszczeń sprzyja rozwojowi pleśni oraz grzybów. Pleśń rozprzestrzenia się poprzez zarodniki. Są one bardzo małe, dlatego z łatwością są przenoszone przez powietrze jak cząstki pyłu i osadzają się na ścianach.
Obecność widocznych grzybów w pomieszczeniu może znacząco wpływać na zdrowie. Długotrwała ekspozycja np. podczas przebywania w pomieszczeniu z zawilgoconą instalacją klimatyzacyjną pełną pleśni i grzybów sprzyja powstawaniu alergii, a nawet zwiększa ryzyko zachorowania na raka. Niedogodności związane z nadmierną wilgotnością można wyeliminować poprzez systematyczną kontrolę i regulację wilgotności w pomieszczeniach.
Przeczytaj także: Osuszacz powietrza: wszystko, co musisz wiedzieć
Zalecane wartości temperatury i wilgotności powietrza wewnątrz pomieszczeń wentylowanych i klimatyzowanych, które są przeznaczone do stałego przebywania ludzi ustala w Polsce norma PN78/B-03421:
- przy niskim tempie metabolizmu (np. szycie, pisanie na maszynie): temperatura powietrza zimą 20-22°C, latem 23-26° C, wilgotność względna latem 40-55%, maksymalna prędkość ruchu powietrza zimą 0,2 m/s, latem 0,3 m/s.
- przy średnim tempie metabolizmu (np. wbijanie gwoździ, tynkowanie) temperatura powietrza zimą 18-20°C, latem 20-23°C, wilgotność względna latem 40-60%, maksymalna prędkość ruchu powietrza zimą 0,2 m/s, latem 0,4 m/s.
- przy wysokim tempie metabolizmu (np. przenoszenie ciężkich przedmiotów) temperatura powietrza zimą 15-18 °C, latem 18-21°C, wilgotność względna latem 40-60%, prędkość ruchu powietrza zimą maksymalnie 0,3 m/s, latem 0,6 m/s.
Gdzie zamontować czujnik wilgotności?
Decydując się na montaż czujnika wilgotności, warto zastanowić się nad optymalnym miejscem dla jego umiejscowienia. Lokalizacja higrometru ma spore znaczenie dla uzyskania precyzyjnych pomiarów, które są kluczowe dla utrzymania zdrowego klimatu w naszym domu lub biurze. Wybierając miejsce montażu, pamiętaj, że czujnik nie powinien być wystawiony bezpośrednio na promienie słoneczne, ani umieszczony blisko źródeł ciepła jak kaloryfery czy piece.
Poszukując optymalnego miejsca, skup się na pomieszczeniach, gdzie spędzasz najwięcej czasu lub gdzie precyzyjny pomiar wilgotności jest szczególnie istotny - może to być sypialnia, salon, pomieszczenia z roślinami, czy też miejsca przechowywania żywności. Pamiętaj, że montaż czujnika wilgotności powinien być przemyślany i dostosowany do Twoich indywidualnych potrzeb.
Przykłady higrometrów
Obecnie na rynku możemy wybierać w wielu modelach higrometrów:
- Termohigrometr VOLTCRAFT HY-10 TH to niewielki ręczny przyrząd do pomiaru temperatury powietrza i względnej wilgotności powietrza.
- Higrometr testo 605-H1 to mały, poręczny i precyzyjny termohigrometr.
- Termohigrometr Testo 635-1 jest pomocny przy pomiarze wilgotności powietrza, materiałów, punktu rosy i ciśnienia w instalacji sprężonego powietrza oraz wilgotności na sufitach i ścianach. Termohigrometr testo 610 to dokładny, niezwykle poręczny miernik wilgotności.
Przedstawione modele to tylko kilka przykładów higrometrów z bogatej oferty profesjonalnych urządzeń do pomiaru warunków środowiskowych. Należy pamiętać, aby podczas doboru typu higrometru wziąć pod uwagę system regulacji wilgotności powietrza (zakres pomiarów oraz rozdzielczość) oraz parametry powietrza, jakie mają panować w pomieszczeniu lub prowadzonym procesie technologicznym. Należy również zwrócić uwagę na świadectwo wzorcowania.
Przeczytaj także: Iveco Daily: Czujnik Filtra Powietrza
Jeśli jednak higrometr nie będzie wykorzystywany do np. Ekstremalne środowiska bardzo różnią się od siebie wilgotnością. Pustynie prawie nie zawierają wody lub zawierają jej niewiele, podczas gdy wędrówka przez las deszczowy może przypominać spacer pod prysznicem. Wilgotność to „wilgoć” w otaczającym nas powietrzu. Jest to zdecydowanie coś, co można poczuć, ale nie zawsze można zobaczyć.
Jeden z możliwych pomiarów nazywa się wilgotnością właściwą, która jest masą pary wodnej obecnej w kilogramowej masie powietrza (łącznie z wodą). Jest zapisana w gramach na kilogram. Jednak znacznie powszechniejszą miarą jest wilgotność względna, czyli ilość pary wodnej w powietrzu w porównaniu z maksymalną ilością, jaka mogłaby się tam znaleźć w danej temperaturze. Zapisuje się ją w procentach, bez żadnych jednostek.
tags: #czujnik #wilgotności #higrometr #zasada #działania
