Составные компоненты волосяного гигрометра помещены в специальном корпусе, который обеспечивает защиту от внешних повреждений и облегчает процесс использования устройства. Обычно корпус изготавливают из пластика или металла, и его форма и размер варьируются в зависимости от конкретной модели.
Как работает волосяной гигрометр
Волосяной гигрометр — это незаменимое устройство, предназначенное для измерения относительной влажности воздуха. Давайте более подробно рассмотрим, что собой представляет данный прибор, как его правильно использовать, а также обсудим его основные преимущества и недостатки.
Гигрометр волосяной — это прибор, цель которого заключается в измерении процентного содержания влажности в воздухе. Это устройство было изобретено швейцарским ученым Орасом Бенедиктом де Соссюром.
С момента своего создания в 1783 году, это устройство нашло применение в самых разных областях, связанных с контролем и регулировкой влажности. Гигрометр подходит для использования как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе.
Для чего нужен волосяной гигрометр
Такого рода гигрометры применяются в самом разнообразном спектре деятельностей. К основным областям их применения можно отнести:
- Агрокультура. Используется для определения оптимальных условий для роста растений;
- Фармацевтика. Способствует сохранению целебных свойств лекарственных средств;
- Промышленность. Помогает поддерживать необходимый уровень влажности в процессе производства;
- Лаборатории. Задействуются в различных экспериментах для получения информации о текущем уровне влажности;
- Библиотеки и архивы. Особенно полезны в фондах хранения редких печатных изданий;
- Хранилища овощей, фруктов и зерна. Необходимы для контроля микроклимата и предотвращения порчи продукции;
- Метеорология. Используются для сбора данных о влажности воздуха и для прогнозирования погоды.
В общем и целом, волосяной гигрометр необходим для контроля уровня влажности в помещениях, чтобы избежать появления конденсата, плесени и коррозии.
Особенности
Волосяной гигрометр — это специализированный прибор, предназначенный для измерения коэффициента влажности воздуха как в помещениях, так и на улице. Многим может быть не известно, что пребывание в окружении сухого воздуха может привести к проблемам с кожей и слизистыми оболочками, а также снижению иммунитета и постоянному ощущению усталости.
Поэтому желательно, чтобы у каждого была возможность иметь такой измеритель влажности.
Основной особенностью данного типа гигрометров является их простота конструкции. Ключевыми элементами являются:
- металлическая рама — основа всей конструкции;
- натуральный или обезжиренный синтетический волос;
- стрела;
- ролик;
- небольшой груз.
Прибор оборудован специальным регулировочным винтом, с помощью которого производятся поверка или настройка работы устройства.
Существует несколько важных моментов, которые нужно учитывать при использовании волосяного гигрометра. К основным требованиям относятся:
- Прибор необходимо крепить исключительно на стене;
- Не следует устанавливать рядом с отопительными приборами;
- Он может снимать показания в диапазоне температур от -30 ºС до +45 ºС;
- Периодически прибор необходимо очищать от загрязнений;
- Обязательно следить за тем, чтобы движение винта происходило плавно.
Если вы заметили наличие какой-либо неисправности в работе прибора, или его конструктивные элементы функционируют не так, как указано в инструкции по эксплуатации, рекомендуется обратиться к специалистам для проведения поверки гигрометра.
Преимущества и недостатки
Как и любые устройства, гигрометры обладают своими достоинствами и недостатками. Волосная модель не является исключением.
Преимущества данного устройства включают:
- Работа волосяного гигрометра не зависит от температуры воздуха, что отличает его от электрических аналогов, чьи показания могут меняться в зависимости от температуры;
- Не требует электрического питания, так как его работа основана на механических действиях.
Недостатки, которые следует учитывать, включают:
- Высокая стоимость;
- Показания могут быть недостаточно точными или не всегда точными;
- Показания с помощью установленных прибором нужно снимать вручную, так как он не оснащен электронным дисплеем, где может быть представлена информация в цифровом виде.
Из-за этих недостатков использование волосяного гигрометра стало менее популярным.
На сегодняшний день предпочтение отдается более современным моделям, таким как электронные.
Как работает волосяной гигрометр
Принцип работы волосного гигрометра основывается на способности человеческого волоса растягиваться или укорочаться в зависимости от уровня влажности. Процесс можно выразить в следующей схеме:
- На металлическую раму, которая служит основой прибора, натягивают волосы, предварительно обезжиренные.
- При изменении влажности волос меняет свою длину — удлиняется или укорачивается.
- Эти изменения передаются стрелке устройства.
- Стрелка перемещается по шкале и показывает уровень влажности в помещении.
Несмотря на простоту принципа работы, волосный гигрометр может демонстрировать достаточно высокую точность. Некоторые его модели способны определять уровень влажности с точностью до 1%.
Как сделать волосяной гигрометр своими руками
Учитывая простоту конструкции волосяного гигрометра, соорудить данное устройство в домашних условиях не представит особой сложности. Для этой цели вам понадобятся следующие материалы:
- человеческий волос;
- стержень от ручки или гвозди;
- клей;
- плотная бумага;
- фанера;
- стальная проволока;
- ролик;
- чертежные принадлежности;
- бензин.
Схема изготовления устройства выглядит следующим образом:
- Волос замачивается в бензине для обезжиривания, после чего его необходимо высушить.
- На кончике волоса с помощью клея закрепляется небольшой груз, например, очищенный отрезок стержня от ручки.
- Собирается каркас: один лист фанеры укладывается на стол, а второй прикрепляется к нему вертикально.
- В верхней части вертикальной доски вбивается тонкий гвоздь, и на его острую часть надевается еще один отрезок стержня длиной не более 5 мм.
- Через пластиковую трубку перекидывается волос с прикрепленным грузом.
- Свободный конец волоса фиксируется на горизонтальном основании гигрометра.
Затем из плотной бумаги вырезается длинная полоса, на которую наносятся деления. Шкала закрепляется на стенке самодельного гигрометра за подвешенным волосом. В результате изменений влажности волос будет сокращаться и растягиваться, в то время как груз будет двигаться вверх и вниз по шкале, и просто останется только следить за его положением.
Важно! При желании волос в самодельном устройстве можно заменить на тонкую хлопковую нить, однако в этом случае результаты измерений влажности будут менее точными.
Гигрометр, изготовленный самостоятельно, необходимо предварительно настроить. Для этого устройство следует поместить в предварительно распаренную ванную комнату. Точка, до которой при этом дойдет отвес на шкале, отмечается как 100%. Для определения нулевой отметки самодельный прибор размещают в несильно разогретой духовке и ожидают, пока волос не распрямится. Затем в соответствии с положением груза на нижней части шкалы отмечается еще одна точка, обозначающая 0%.
Нужно провести линию посередине между двумя отметками, показывающую влажность воздуха в 50%. После этого с помощью линейки и карандаша можно нанести десятичные или единичные деления в соответствии с индивидуальными потребностями.
Принцип действия
Принцип работы прибора основан на способности волоса изменять свою длину в условиях изменяющейся влажности. Когда влажность уменьшается, волос сокращается, тогда как при повышении уровня влажности он удлиняется.
При изменении длины волоса шкив начинает вращаться и перемещает стрелку вдоль шкалы, которая показывает уровень относительной влажности окружающей среды. Каждое деление шкалы гигроскопа соответствует 1% относительной влажности.
Особенности использования
Волосяной гигрометр можно как повесить на стену, так и установить, например, на книжной полке. При выборе места для установки прибора важно учитывать, чтобы он не располагался рядом с источниками холода или тепла.
Также необходимо избегать установки устройства в местах с вибрациями, поэтому не рекомендуется размещать его на работающих электрических приборах.
Кроме того, учитывая, что принцип действия устройства основан на изменении длины волоса, его не следует переносить с места на место, а также подвергать резким ударам и сотрясениям, поскольку это может повлечь за собой выход из строя прибора.
Тем не менее, для того, чтобы иметь гигрометр в вашем доме, вовсе не обязательно его приобретать, поскольку его можно просто изготовить самостоятельно.
Гигрометр своими руками
На самом деле создание этого устройства гораздо проще, чем может показаться на первый взгляд.
Необходимо использовать человеческий или конский обезжиренный волос длиной не менее 40 см. На одном из концов волоса нужно закрепить небольшой груз.
Для этих целей отлично подойдут либо промытый стержень от шариковой ручки, либо острый конец гвоздя. Ключевым моментом является то, что вес груза должен быть достаточным для полного распрямления волоса. Для прикрепления груза к концу волоса рекомендуется использовать нитроклей.
Далее необходимо взять небольшой гвоздь и одеть на него любую пластиковую трубку длиной не более 5 мм. Трубка должна быть достаточно свободной, чтобы вращаться на стержне, но не соскальзывать с него.
Монтаж гигрометра следует выполнять на вертикальной основе или кусочке фанеры с горизонтальной подставкой, которая будет служить основанием конструкции.
Теперь нужно в центре доски, укомплектованной горизонтальной подставкой, вбить гвоздь с надетой на него пластиковой трубкой таким образом, чтобы перекинутый через него край волоса мог быть своим свободным концом закреплен на горизонтальном основании.
Важно, чтобы часть волоса, перекинутая через гвоздь, равнялась как минимум одной трети общей длины. Волос нужно перекинуть через гвоздь и зафиксировать его свободный конец с помощью клея.
При изменении уровня влажности длина волоса будет соответствующим образом меняться, и острие отвеса будет подниматься и опускаться. Затем остается только изготовить из бумаги шкалу, которую следует приклеить на заднюю часть отвеса.
Как видно, изготовление гигрометра своими руками — это несложная задача, главное — правильно подобрать исходные материалы для его создания.
Это полезно почитать:
Разновидности гигрометров
Гигрометры бывают различных видов, отличающихся конструкцией, принципом измерений и сферами применения. В зависимости от степени автоматизации процессов, выделяют два типа приборов:
- Механические. Их конструкция относительно проста, а измерения, как правило, основываются на изучении физико-химических свойств (веса, размера) основных чувствительных материалов или компонентов, которые реагируют на изменения параметров окружающей среды. Показания выводятся на циферблате с стрелкой.
- Электронные. Модели этого типа более функциональны, отслеживают колебания влажности с помощью датчиков и оснащены экранами.
По способу отображения результатов гигрометры бывают аналоговыми с простыми циферблатами и стрелками, а также цифровыми, которые имеют дисплеи для представления значений в виде цифр.
В зависимости от мобильности устройства делятся на стационарные и портативные. Последние отличаются мобильностью, компактностью и легкостью, что позволяет переносить их и использовать в разных условиях, в том числе в полевых. Стационарные модели, в свою очередь, могут быть настольными или настенными, устанавливаемыми на поверхности стены.
Кроме того, все гигрометры различаются по принципу, на котором основываются измерительный процесс и интерпретация значений. Далее рассмотрим разновидности гигрометров.
Психрометрические
В конструкции любого психрометрического гигрометра используются два термометра. Принцип измерения основывается на различии температур нормальной среды и зоны, где испаряется влага. Термометры заполняются либо спиртом, либо толуолом с добавлением красителя.
Один из термометров считается сухим, а второй — влажным. Нижняя часть влажного термометра представляет собой колбу с расширением, окруженную гигроскопичным материалом, таким как марля или батист. Свободный конец этого своеобразного фитиля находится в емкости с дистиллированной водой.
Уровень влажности воздуха влияет на скорость испарения влаги. Сухой термометр показывает реальную температуру, в то время как влажный, благодаря процессу испарения, будет охлаждаться, поэтому его показания всегда ниже. Тем самым по разнице температур можно определять уровень влажности, и на корпусе психрометра обычно имеется таблица, по которой легко можно узнать искомый параметр.
Весовые
Весовые устройства определяют абсолютную влажность. Их конструкция включает систему трубок, заполненных гигроскопичным, то есть хорошо впитывающим влагу материалом. Воздух из определенной точки измеряемой среды проходит через все элементы, и его подает насос. Поток воздуха проходит через трубки, а их гигроскопичный наполнитель впитывает воду. Результаты измеряются путем взвешивания материала до и после измерений, что дает значение, равное массе поглощенной воды.
Волосные
Ключевым элементом волосного (волосяного) прибора является синтетический или натуральный человеческий волос. Чтобы измерения были достоверными, волосы предварительно обезжириваются и натягиваются на рамку, к которой прикреплена стрелка. При колебаниях влажности длина волоса изменяется, так как он поглощает воду из воздуха. Укорочение или удлинение фиксируется стрелкой, которая отклоняется и указывает значение на шкале.
Пленочные
Приборы данного типа имеют принцип работы, схожий с волосными. Однако в качестве чувствительного элемента здесь используется пленка, изготовленная из органического материала, реагирующая на изменение уровней влажности. Она меняет свои размеры под воздействием влаги, перемещая стрелку, которая, в свою очередь, движется вдоль шкалы вправо или влево.
Как выполнять измерения с помощью психрометрических приборов типа ВИТ
Чтобы определить уровень влажности с использованием устройства типа ВИТ, выполните следующие шаги:
- Если вы впервые используете устройство, откройте упаковку и проверьте ее содержимое: целостность устройства и полное наличие всех комплектующих.
- Отделите питатель от корпуса. Обычно он крепится с помощью специальных защёлок, которые необходимо перевести в открытое положение.
- Держите питатель так, чтобы его запаянная часть находилась внизу. Опустите этот резервуар в емкость, наполненную дистиллированной водой, и держите там до полного заполнения жидкостью.
- Для смачивания фитиля опустите влажный термометр в питатель.
- Затем закрепите резервуар на корпусе, снова переместив крепления в закрытое положение. Проверьте правильность размещения: фитиль не должен касаться стенок емкости, а нижняя часть влажного термометра должна быть отдалена от питателя не менее чем на 2 см.
- Разместите устройство так, чтобы было удобно отслеживать его показания. Для этого можно закрепить корпус на стене, где отсутствуют вибрации, нагревание и удары. Лучше, если устройство будет находиться на уровне глаз.
- Чтобы определить скорость аспирации, которая должна быть в диапазоне 0,5-1 м/с для повышения точности данных, используйте крыльчатый анемометр с маркировкой У5. Однако, если допускаются погрешности, использование анемометра не обязательно.
- Дайте прибору время для наибольшего соответствия с температурой анализируемой среды — минимум 30 минут.
- Переходите к измерениям. Встаньте так, чтобы хорошо видеть шкалу, но не позволяйте своему дыханию воздействовать на устройство (поскольку выдох может добавить искажающую влагу на гигрометр).
- Сначала смотрите на сухой термометр слева и запишите показания с точностью до десятых долей градуса Цельсия.
- Затем посмотрите на влажный термометр и запишите его показания.
- Вычтите показания влажного термометра из температуры, показанной сухим термометром. Запомните это значение.
- Обратитесь к таблице на корпусе. В первом столбце найдите температуру, показанную сухим термометром, а во втором — ожидаемое значение разницы.
- Сделайте прямую линию от температуры слева направо. Затем, от разницы, проведите линию вниз. Точка пересечения линий будет и будет указывать значение влажности.
