Психрометр в домашних условиях. Как сделать волосной гигрометр своими руками. Основные типы дистанционных психрометров

Гигрометр это прибор для измерения влажности – это известно всем. Также всем хорошо известно что в последнее время он стал постоянным, и для многих необходимым (не просто исполняет роль украшения) атрибутом большинства саун и бань.

Опытные любители банных процедур утверждают: «Самый лучший гигрометр - это уши!», правда, затем обычно добавляют: «…и опыт». Конечно, опыт - великая вещь, но красивый и надёжный прибор на стене современной парилки (сауны) никогда не помешает.

Большую часть многочисленных современных гигрометров можно разделить на три основные группы.

1. Электронные гигрометры.

Очень часто эти устройства встраивают в пульты управления парогенераторами и увлажнителями. Надёжность и точность работы таких изделий во многом зависит от схемного решения и качества комплектующих компонентов.

2. Психрометрические гигрометры.

Принцип действия приборов этого типа основан на изменении разницы показаний мокрого и сухого термометра, которые зависят от влажности воздуха в помещении по ним то непосредственно и измеряют влажность используя специальные психрометрические таблицы. Температуру же измеряют основываясь на показаниях сухого термометра.

В банях саунах такие гигрометры используют редко.

3. Механические гигрометры.

Принцип действия таких устройств основан на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности окружающего воздуха. При изменении длины волоса механически связанный с ним шкив поворачивается, а конец стрелки перемещается вдоль шкалы (см. рис. 1).

Рис. 1. Схема устройства волосного гигрометра.

Сегодня вместо старого доброго волоса в качестве чувствительного элемента обычно применяют специально обработанную синтетическую нить. Механические гигрометры вполне надёжно работают в широком диапазоне температур по крайней мере от +Ю°С до +120°С), довольно очно измеряя влажность в пределах от 30% до 100%. Такие механизмы сейчас устанавливают в подавляющем большинстве относительно недорогих банных гигрометров и комбинированных термометров-гигрометров. Чаще всего банные волосные гигрометры и биметаллические термометры-гигрометры работают стабильно и обеспечивают достаточно достоверные показания при вполне приемлемой - с практической точки зрения - точности.

Однако, как любой механический прибор, волосной гигрометр не любит грубого обращения, особенно сильной тряски или резких ударов. Иногда такой прибор может начать совершенно неприлично завышать или занижать показания даже просто после длительного пребывания на сильном морозе.

Если есть возможность сравнить показания волосного гигрометра с показаниями эталонного прибора, то при наличии серьёзных расхождений показания механического гигрометра несложно скорректировать. Сделать это можно с помощью отвертки через отверстие на задней крышке. Следует ввести отвертку в шлиц регулировочного винта на опоре измерительного механизма и, осторожно поворачивая его, сместить стрелку на нужные показания на шкале прибора. Обычно этого бывает достаточно для восстановления работоспособности гигрометра.

Если же нет возможности сравнить показания волосного гигрометра и заведомо исправного точного прибора, то можно попытаться выполнить регулировку другим доступным в домашних условиях методом. При этом надо учитывать, что проверять работу термометра-гигрометра лучше всего при температуре, максимально приближенной к той, какая обычно будет в парилке.

Для проверки и регулировки потребуются: чайник, прозрачный полиэтиленовый пакет, подставка для тестируемого прибора, чтобы разместить его на уровне носика чайника (например, мелкая кастрюля). Далее действуем следующим образом. Помещаем прибор в пакет и делаем в пакете маленькое отверстие для выхода пара (фото 1). Подсоединяем пакет к носику чайника и закрепляем это соединение нитками или резинкой (фото 2). Ставим всё это на плиту и зажигаем огонь (фото 3).

Через некоторое время вода в чайнике закипит, шкалы запотеют, температура начнёт подниматься, и стрелка термометра установится в районе 95-100°С, стрелка гигрометра тоже начнёт отклоняться и дойдёт до своего максимума (фото 4).

Если в течение 3-5 минут стрелка гигрометра не меняет своего наивысшего положения, можно считать, что точка максимума достигнута. Стрелка термометра должна показывать 95-100сС, то есть температуру, близкую к температуре кипения воды. Если же значение другое, например, 80°С, надо подкорректировать показания термометра с помощью отвёртки через отверстие на задней крышке. Выполнить это можно прямо сквозь пакет. Самое главное - не ошпариться!

Если необходимо, также корректируют и положение стрелки гигрометра, установив её на значение, близкое к максимальному - 95-100%.

Теперь можно осторожно вынуть прибор из пакета, просушить его и… в работу. На фото в начале статьи видны показания бытового электронного термометра-гигрометра и протестированного с помощью чайника волосного банного термометра-гигрометра. Снимок сделан на следующий день после проверки, регулировки и просушки прибора в течение 24 часов - показания обоих приборов практически полностью совпадают. Таким образом, этот способ позволяет достаточно точно настроить гигрометр при температурах близких к рабочим.

Но главное - не забывать, что какой бы точный прибор ни использовался, ваше самочувствие - это самый важный критерий. Баня должна приносить здоровье и радость!

Относительную влажность воздуха можно измерить с помощью простого прибора, который называют волосным или волосяным гигрометром. Действие этого прибора основано на свойстве человеческого волоса удлиняться при увеличении влажности и укорачиваться при ее снижении. При желании вы можете изготовить такой прибор самостоятельно.
Для этого вам понадобится:
- человеческий волос;
- бензин или ацетон;
- термоклей;
- нитроклей;
- гвозди;
- столярный и слесарный инструмент;
- чертежные принадлежности;
- лист фанеры толщиной 5мм;
- плотная бумага;
- стальная проволока;
- стержень от шариковой авторучки;
- ролик с внутренним диаметром около 1 см.
В гигрометре можно использовать не только волос, но и высококачественную хлопчатобумажную нить.

Изготовление гигрометра

Возьмите человеческий волос длинной не менее 40 сантиметров. Волос должен бы не крашенный и ни в коем случае не покрыт лаком. Прежде всего его надо обезжирить. Для этого промойте волос в воде со стиральным порошком (без кондиционера) или прокипятите его в растворе соды. Можно также применить ополаскивание в бензине или ацетоне. На одном конце волоса закрепите небольшой отвес. Лучше всего, если отвес будет иметь острие. Для изготовления отвеса вы можете использовать острый конец гвоздя или промытый растворителем наконечник стержня от шариковой авторучки. Важно, чтобы вес наконечника был достаточен для распрямления висящего вертикально волоса. Для закреплении отвеса на волосе используйте термоклей или каплю нитроклея. Подберите небольшой гвоздь, наденьте на него отрезок стержня шариковой авторучки длинной около 5 мм или любую другую подходящую пластмассовую трубку. Важно, чтобы трубка могла свободно вращаться и не соскальзывала через шляпку. Гигрометр монтируется на вертикальной доске или фанерной панели с горизонтальной подставкой - основанием. Вбейте в центре вертикальной панели приготовленный вами гвоздь с пластиковой трубкой так, чтобы переброшенный через него волос свободным концом мог крепиться к горизонтальному основанию. Часть волоса, переброшенная через гвоздь, составляла примерно треть его от общей длинны. Перекиньте волос через гвоздь и закрепите его свободный конец термоклеем. При изменении влажности длина волоса будет изменяться, а острие отвеса подниматься и опускаться. Снабдите гигрометр шкалой. Ее можно сделать из полоски бумаги, наклеив на приборную панель позади отвеса.

Градуирование гигрометра

Отградуировать гигрометр вы можете следующим способом: занесите прибор в ванную комнату, предварительно включив в ней горячий душ. Когда помещение начнет наполняться паром, отметьте на шкале нижнюю точку, против которой остановится острие отвеса, как 100%. Далее поставьте прибор в протопленную и остывающую духовку кухонной плиты (не очень горячую, чтобы не сжечь прибор). В верхней точке напротив острия поставьте отметку 0%. Отметку 50% можно поставить посредине между двумя крайними отметками. Более точную градуировку вы можете провести по контрольному гигрометру, но можете и рассчитать, поскольку шкала волосяного гигрометра линейна. Если длинного волоса вы достать не смогли и чувствительности прибора не хватает, оборудуйте гигрометр стрелкой. Наденьте на гвоздь вместо пластиковой трубки маленький шкив. В качестве шкива подойдет ролик от карниза для штор, колесо от игрушечного автомобиля со снятой шиной, вы можете также изготовить его самостоятельно. Главное, чтобы диаметр его не превышал 1 см. Волос в этом случае нужно обернуть вокруг ролика на один виток. Стрелку сделайте из легкого материала: упругой проволоки или полоски пластмассы. Приклейте стрелку термоклеем к торцу ролика так, чтобы не мешать его вращению на ости. Шкалу гигрометра в этом случае нужно сделать в виде дуги или сектора окружности.

Влажность - жизненно важный параметр для нормального развития зародышей в инкубаторе. На первой неделе закладки яиц её величина должна составлять 60–70 %, на второй - не более 40–50 %, на третьей она должна быть существенно выше - не менее 75 %. Измерить этот показатель можно специальным прибором - гигрометром.

Как работает гигрометр

Гигрометром или влагомером называется устройство, позволяющее определить уровень влажности воздуха внутри инкубатора. Для определения этой величины прибор на несколько минут опускается в контейнер через специальное отверстие. Некоторое время спустя на экране датчика появляются показатели. При открытой крышке инкубатора точных данных следует ждать не менее часа.

Важно! Падения, грязь и прямые солнечные лучи отрицательно сказываются на работе влагомера. Для нормального функционирования прибора его стоит оберегать от негативного влияния внешней среды.

Виды гигрометров для инкубатора

Влагомеры могут быть разных видов. В зависимости от принципа их работы, каждый из них имеет свои особенности, определённые преимущества и недостатки.

Весовой

Работа этого устройства основана на системе трубок, объединённых между собой. Они заполнены гигроскопическим веществом, поглощающим воздух. Вычислить абсолютную влажность можно благодаря разнице веса до и после пропуска определённой порции воздуха. Для этого используется специальная формула.

Минус этого прибора очевиден - рядовому пользователю довольно сложно каждый раз проводить необходимые математические расчёты. Преимущество весового влагомера заключается в высокой точности его измерений.

Волосяной

Этот тип устройства основан на свойстве волоса менять длину при изменениях влажности. Чтобы определить этот показатель, в контейнере инкубатора волос натягивается на специальную металлическую рамку.

Знаете ли вы? Проверить исправность влагомера при покупке можно, зажав прибор в ладони на несколько секунд. Под влиянием тепла человеческого тела показания датчика должны измениться.

Он фиксирует изменения с помощью стрелки на специальной шкале. Главное достоинство метода - простота. А недостатки - хрупкость и низкие показатели точности измерений.

Плёночный

Принцип действия этого прибора базируется на свойстве органической плёнки растягиваться при повышенной влажности и сжиматься при понижении её уровня. Плёночный датчик работает по принципу волосяного, только тут фиксируются изменения эластичности плёнки под действием груза.

Данные отображаются на специальном табло. Плюсы и минусы данного метода идентичны характеристикам волосяного влагомера.

Керамический

В основе работы этого прибора - зависимость сопротивления керамической детали, которая состоит из глины, каолина, кремния и окислов некоторых металлов, от влажности воздуха.

Важно! Для повышения влажности в инкубаторе яйца обрызгивают водой. Однако это следует делать только с яйцами водоплавающих птиц.

К преимуществам такого типа устройств стоит отнести их способность с высокой точностью измерять влажность в широком диапазоне, к недостаткам - немалую стоимость.

Как выбрать гигрометр для инкубатора

Приступая к выбору, важно получить как можно больше информации о технических характеристиках прибора. При покупке влагомера немаловажен и размер инкубатора - чем он больше, тем мощнее должен быть прибор.

Выбирая устройство, важно учесть следующие характеристики:

• у моделей с выносным сенсором целостность кабеля и дисплея не должна быть нарушена;
• параметр давления может быть относительным (RH) и абсолютным (г/куб. м);
• если существует необходимость в высокоточном устройстве, то для этого идеально подойдёт оптический аппарат;
• для размещения устройства вне жилого помещения лучше всего приобрести гигрометр с высокой степенью защиты от внешних факторов, этот показатель измеряют по шкале IP.

Самыми популярными устройствами считаются влагомеры «Цып-цып» и «Max». Электронные устройства для измерения влажности и температуры «Цып-цып» определяют влажность от 20 до 90 %, с погрешностью не более 5 %. Совместимы со всеми бытовыми инкубаторами. Влагомеры «Max» измеряют влажность в диапазоне от 10 до 98 %. Питание - одноразовые батарейки.

Как сделать гигрометр своими руками

В домашних условиях этот прибор изготовить не представляет особой сложности. Трудности возникают при его использовании - тут требуются определённые математические знания и внимательность, чтобы избежать ошибок в расчётах.

Инструменты и материалы

Для изготовления влагомера потребуются:

• два ртутных градусника;
• досочка, к которой эти градусники будут крепиться;
• небольшой лоскут ткани;
• нитка;
• колба;
• дистиллированная вода.

Процесс изготовления

Чтобы изготовить гигрометр собственноручно, необходимо осуществить следующие действия:

1. Два градусника крепятся на доску параллельно друг другу.
2. Под одним из них размещается колба с дистиллированной водой.
3. Ртутный шарик одного из градусников бережно оборачивается тканью, которую связывают с помощью нити.
4. Край ткани опускается в воду на глубину 5–7 мм. Таким образом мы получаем «влажный» градусник.
5. Показания обоих градусников необходимо сопоставить и определить влажность воздуха с помощью таблицы разности температур.

Подобное самодельное устройство - сомнительная альтернатива. Во-первых, показания, полученные таким путем, имеют серьёзные погрешности.

Во-вторых, для снятия показаний требуется постоянно открывать крышку кювеза.
Какой из гигрометров будет выбран, зависит от желания и возможностей птицевода. Сегодня к их вниманию предложен большой выбор современных влагомеров: простых в эксплуатации, с цифровыми дисплеями, измеряющих показания не только влажности, но и температуры.

Знаете ли вы? Сосновые шишки - природный гигрометр. Они раскрываются при низкой и сжимаются при высокой влажности воздуха.

Уровень влажности воздуха окружающей среды может влиять не только на самочувствие человека, но и также на состояние бытовой техники, мебели и продуктов. Количество влаги в воздухе зависит от особенностей климата региона или техногенных факторов.

Нормой для здорового человека считается влажность воздуха от 30 до 60 %. Чтобы создать оптимальный микроклимат в помещении используют специальные увлажнители или осушители, а также кондиционеры с функциями автоматического контроля уровня влаги.

Используют специальные приборы для измерения:

• гигрометры;
• психрометры.

Гигрометр – один из измерительных приборов, благодаря которому можно определить уровень влажности.

Дополнительная информация: швейцарский ученый в 1783 г. Орас де Соссюр сконструировал первый волосной гигрометр, но работать над изобретением этого измерителя начал Леонардо да Винчи еще в 1400 г.

Есть несколько типов гигрометров:

• волосной;
• весовой;
• конденсационный;
• электронный;
• электролитический;
• пленочный;
• керамический.

Каждый из приспособлений имеет особенный принцип работы. Например, конструкцию волосного гигрометра составляет система U – образных трубок. Они наполнены специальным веществом, которое поглощает водяной пар. С помощью насоса через эту систему подают воздух и определяют его влажность.

Наиболее точным измерителем считается конденсационный гигрометр. Он измеряет количество конденсата, который образуется на стеклянной поверхности после воздействия на нее солнечного луча. Погрешность при работе такого устройства очень низкая.

Психрометр – еще один из измерителей влажности воздуха окружающей среды.

Виды психрометров:

• психрометр Августа (станционный);
• психрометр Ассмана (аспирационный);
• дистанционный психрометр.

Психрометр Августа — один из наиболее известных приборов для измерения влажности. Строение этой конструкции достаточно несложное. Конструкция психрометра состоит из прикрепленных на одном штативе двух одинаковых термометров. Один из них называется сухим, он показывает температуру в помещении.

Второй термометр называют влажным или смоченным. Конец этого термометра в виде чехла обматывают батистовой тканью или марлей, конец которой опускают в резервуар с водой, находящийся на тыльной стороне конструкции психрометра.

Если конец влажного термометра будет опущен в резервуар, то он покажет температуру находящейся там воды, а не воздуха, который циркулирует над ним. Поэтому необходимо учесть, что расстояние между сосудом и окончанием измерительного прибора должно составлять около 3 – 4 сантиметров.

Вода с кусочка ткани испаряется, из-за чего температура на влажном термометре снижается до момента, пока термометр не начнет показывать температуру, при которой пар становится насыщенным. В такой момент показываемые на влажном термометре данные будут представлять показатели реальной температуры окружающей среды.

Определения влажности воздуха в определенном помещении с помощью психрометра занимает немного времени. Для этого устройство помещают в место, изолированное от попадания солнечных лучей и посторонних тепловых воздействий на 10 – 15 минут, после чего записывают результаты измерения каждого из термометров прибора.

Шкала термометра поделена от — 25˚ до + 50˚ на интервалы в 0,2 градуса.

Как пользоваться психрометрической таблицей

Для определения уровня влажности на основании данных психрометра нужна специальная психометрическая таблица. В первом столбце таблицы в ˚С показано температуру сухого термометра. В первой строке – разницу между показателями температур обеих термометров. Относительная влажность воздуха вычисляется на пересечении результата первого столбца и первой строки психометрической таблицы.

В чем плюсы и минусы психрометра?

Главным преимуществом психрометра есть его несложное строение. Соответственно, определение влажности воздуха с помощью психрометра намного проще по сравнению с другими измерительными приспособлениями. Плюс ко всему, в изготовлении он гораздо более дешевый, чем любой другой прибор.

Но кроме положительных сторон, у психрометра есть и недостатки. На показания этого измерительного инструмента очень влияет движение окружающего воздуха. То есть, чем выше будет скорость движения воздуха в месте измерения, тем больше будет разница в окончательном результате обеих термометров психрометра. Эту погрешность было исправлено в психрометре аспирационного типа или, как его еще называют, психрометре Ассмана.

В чем особенность психрометра Ассмана?

Психрометр Ассмана – это гораздо сложнее и более надежное устройство для измерения влажности воздуха. Оба термометра конструкции находятся нижними концами в специальном металлическом корпусе, который защищает их от попадания солнечных лучей, тепловых воздействий, а также от различных повреждений. Воздух движется с постоянной скоростью благодаря работе вентилятора. Этот вентилятор, еще известный как аспиратор, обдувает термометры со скоростью 2 м/сек.

Определение влажности с помощью этого психрометра: прибор подвешивают в месте исследования на высоте 1,5 м от пола; результаты получают через 10 – 15 минут зимой и через 4 – 5 минут в летнее время.

Общим для психрометра Августа и психрометра Ассмана является то, что в конструкции обеих есть стеклянно – ртутные термометры. Минус этих приспособлений – их хрупкость и, соответственно, отсутствие возможности проводить измерения дистанционно.

Чем отличается дистанционный психрометр от остальных приборов

Дистанционный психрометр – это еще один экземпляр приспособления для измерения влажности. В конструкции этого измерительного приспособления используют такие электронные приборы как термометр сопротивления или терморезисторы.

Основные типы дистанционных психрометров:

• манометрические;
• электрические.

Манометрический психрометр составляет один или два термометра манометрического типа. В электронных психрометрах, как и во всех остальных дистанционных измерителях, используют кремниевые транзисторы, которые заменяют датчики сухого и влажного термометров.

В чем разница между психрометром и гигрометром

Главное отличие этих приспособлений для определения влажности заключается в принципе их работы. В функции гигрометра входит измерение не только влажности воздуха, но и влажности различных твердых тел.

Показатели психрометра, не смотря простоту его конструкции, всегда более надежны, из – за чего в примечания к инструкциям некоторых гигрометров рекомендуют проверять показания по психрометру.

Как узнать влажность воздуха без измерительных приборов

Для проведения этого эксперимента будут необходимы обычный стакан, немного воды и холодильник. На несколько часов в холодильник помещается стакан с холодной водой. Когда температура жидкости в сосуде достигнет 3 – 5˚С, стакан ставят в помещение, где будет измеряться влажность воздуха.

Если воздух в комнате очень сухой, то на поверхности стакана будет наблюдаться конденсат, который исчезнет после 5 – 10 минут наблюдения. Если воздух в помещении очень влажный, то на стенках стакана в течение 5 – 10 минут образуются большие капли конденсата. Если же не наблюдается ничего из двух предыдущих вариантов – воздух в комнате средней влажности.

Как сделать измеритель влажности воздуха своими руками

Психрометр – достаточно несложное по своей конструкции изобретение, поэтому любой желающий сможет сделать его самостоятельно.

Необходимые материалы:

• два спиртовых термометра;
• небольшой отрезок батистовой ткани;
• несколько деревянных реек;
• мелкие шурупы;
• стеклянная баночка.

Для подставки психрометра необходимо взять небольшую деревянную пластину размером 50 мм в ширину и 120 мм длинной. К ней шурупами крепим рейку, длина которой зависит от длины используемых измерительных приборов. Перпендикулярно к ней крепится еще одна планка, на которой будут держаться термометры.

Для компактности и высшей точности показателей не следует размещать термометры на большом расстоянии друг от друга.

Основу прибора можно соединить с подставкой просверлив в ней небольшое отверстие, либо же использовать клей ПВА. После того, как корпус психрометра собран, нижний баллон одного из термометров обматывается батистовой тканью. Конец ткани опускается в сосуд, в котором находится незамерзающая жидкость.

При проверке показателей изготовленного прибора следует проверить результаты заводского измерителя и сравнить оба показателя. В дальнейшем для определения уровня влажности воздуха необходимо пользоваться специальной психрометрической таблицей.

Использовав минимум материалов и свободного времени, владелец готового изделия получит полезный инструмент для измерения уровня влаги воздуха.