Spis treści:
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. Pomiar wilgotności jest niezbędnym elementem prognozowania pogody i właśnie w tym celu konieczny jest higrometr.
Wilgotność i jej pomiary
Wilgotność to „wilgoć” w otaczającym nas powietrzu. Jest to zdecydowanie coś, co można poczuć, ale nie zawsze można zobaczyć. Jak więc dokładnie zmierzyć wilgotność? Zwykle wielkości mierzy się w jednostkach naukowych z układu SI lub spoza niego, takich jak kilogramy, metry czy sekundy, ale z wilgotnością jest nieco inaczej.
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. Istnieje bardzo podobny pomiar zwany współczynnikiem zmieszania, który jest masą pary wodnej w kilogramowej masie suchego powietrza, również zapisany 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. W naprawdę mokry i wilgotny dzień wilgotność względna może wynosić nawet 90-100%, a w suchy dzień przy wiejącym wietrze i niewielkiej lub zerowej szansie na deszcz będzie wynosić bliżej 60-75%.
Wiele roślin reaguje na zmiany wilgotności, na przykład szyszki otwierają kolce, gdy jest sucho, aby uwolnić nasiona, ale wilgotność właściwa jest dla większości ludzi bez znaczenia. Dlatego właśnie prognozy pogody zazwyczaj podają wilgotność względną, a łatwe w obsłudze higrometry są skalibrowane i oznaczone pomiarami na swoich tarczach lub wyświetlaczach również w ten sposób. W artykule będziemy mówić oczywiście o bardziej wyrafinowanych higrometrach niż sosnowa szyszka.
Jak działa higrometr (wilgotnościomierz)?
Istnieją dwa powszechnie stosowane rodzaje higrometrów. To higrometr mechaniczny oraz psychrometr (nie, nie „psychometr”) mokrej i suchej żarówki. Psychrometr to najprostszy sposób pomiaru wilgotności. Jest wyposażony w dwa termometry rtęciowe, gdzie jeden ma mokrą żarówkę, a drugi – suchą. Z powodu odparowania wody na mokrej żarówce temperatura spadnie i zostanie odczytana niższa temperatura niż ta wyświetlana na suchej żarówce. Różnica pomiędzy tymi dwoma odczytami temperatury jest równa ilości wilgotności względnej w atmosferze.
Mechaniczny higrometr wymaga nieco więcej wysiłku, aby określić poziom wilgotności w pomieszczeniu. Działa dzięki wykorzystaniu materiału organicznego, na przykład włosia, którego zachowanie pozwala przewidzieć ilość wilgoci w powietrzu. Ludzkie włosy mają tendencję do puszenia się, gdy w powietrzu jest dużo wilgoci lub gdy na zewnątrz jest bardzo gorąco. Stąd już łatwo do zrozumienia sposobu, w jaki działają higrometry mechaniczne. Włosie jest dołączane do sprężyny i instrumentu igły, który wystawia je na działanie wilgoci, a poziom wilgotności można odczytać na podstawie reakcji materiału. Obie metody są skuteczne, choć ta pierwsza zdaje się dokładniejsza i przystępniejsza.
Higrometry i elektronika, czyli wilgotnościomierz jako czujnik
Higrometry w sklepie Botland kryją się pod kategorią sensorów określanych jako czujniki multifunkcyjne. Są to komponenty do samodzielnego montażu. Zwykle moduły higrometrów łączą wspomnianą funkcję pomiaru temperatury i wilgotności w ramach jednego modułu, np. te dostępne w szerokiej gamie czujników Iduino. Funkcji tych może być więcej, np. pomiar ciśnienia (barometr). W specyfikacji warto zwrócić uwagę na zakresy pomiarowe niezależnie od tego, o jaki parametr chodzi. Po zapoznaniu się z wyprowadzeniami sensorów można nimi sterować swobodnie za pomocą mikrokontrolera Arduino lub innych. Zastosowań jest oczywiście mnóstwo, tak jak i pomysłów na projekty – inkubatory, sauny, pielęgnacja drewnianych instrumentów muzycznych takich jak gitary i skrzypce czy inteligentne rolnictwo.
Higrometry w stacjach pogodowych
Stacja pogodowa kojarzy się z miejscem, gdzie zainstalowano zbiór instrumentów, które mierzą warunki atmosferyczne, aby określić stan pogody i klimatu konkretnego obszaru. Większość stacji pogodowych mierzy temperaturę, wilgotność, ciśnienie barometryczne, prędkość i kierunek wiatru oraz opady deszczu. Nie wszyscy wiedzą, że stacje pogodowe do użytku w domu również mogą pełnić te funkcje. Mają zwykle termometr i higrometr, czasem są określane jako termohigrometr. Służą do pomiaru wilgotności wewnątrz lub na zewnątrz. Gdy masz nieustannie suchą skórę albo wręcz trudności z oddychaniem w domu lub biurze, być może warto sprawdzić poziom wilgotności w danym pomieszczeniu. Co prawda higrometr nie może na przykład zapobiec rozwojowi pleśni, ale może ostrzec, zanim pojawi się dany problem.
