Kā aprēķināt mitrumu higrometrā: rokasgrāmata par ierīču lietošanu + aprēķinu piemēri

Mikroklimats telpā spēlē lielu lomu. Zinātnieki ir pierādījuši, ka mitrums būtiski ietekmē cilvēka veselību. Tāpēc vēlams, lai šis rādītājs vienmēr būtu normas robežās. Vai piekrītat?

Mitruma mērīšanai izmanto higrometrus. Tie atšķiras pēc darbības principa un ir dažādu veidu. Daži modeļi automātiski nosaka mitruma līmeni. Izmantojot citus ierīču veidus, ir jāveic virkne darbību un pašam jāveic aprēķins. Tas prasa noteiktas zināšanas, tāpēc jāsaprot, kā pareizi aprēķināt mitrumu higrometrā.

Tālāk mēs pastāstīsim par to, kādas ir ierīces mitruma mērīšanai telpā, izskaidrosim to darbības principu. Turklāt no mūsu materiāla jūs uzzināsit, kā izvēlēties piemērotu mitruma mērīšanas ierīci.

Kam nepieciešami higrometri?

Higrometrs ir laboratorijas aprīkojums, ar kuru veic relatīvā vai absolūtā mitruma mērīšanu atmosfēras gaisā un gāzēs. Šo ierīci sauc arī par higroskopu.

Higrometrs tulkojumā no grieķu valodas: «ὑγρός» nozīmē «šķidrs», bet «μετρέω» – «mērs». Šāda ierīce būs noderīga gan ikdienā, gan rūpniecībā.

Mitrums, tāpat kā temperatūra, ir svarīgs mikroklimata rādītājs. To ieteicams uzturēt normatīva robežās: katram telpas veidam ir noteikts savs optimālais līmenis. Tas ir noderīgi cilvēka veselībai un lietu, konstrukciju, pārtikas produktu saglabāšanai.

No pārāk mitra gaisa ātri izplatās sēnītes un vīrusi, sāk pūt dārzeņi un augļi, parādās pelējums uz sienām. Kondensāts, nosēžoties uz elektroiekārtām, metāla konstrukcijām, papīra, izraisa to bojāšanos. Tiek traucēts arī medikamentu ķīmiskais sastāvs.

Pārāk sausa atmosfēra pasliktina nazofaringijas gļotādas aizsargājošās īpašības. Tas noved pie tā, ka cilvēks kļūst uzņēmīgs pret dažādu vīrusu un infekciju ietekmi.

Arī zems mitruma līmenis slikti ietekmē pārtikas produktu kvalitāti un saglabāšanu: tie sāk vīst, zaudējot savas derīgās īpašības. Optimāls mikroklimats ir svarīgs būvniecības un remonta darbu veikšanā, it īpaši, ja tiek izmantoti dažādi šķīdumi.

Higrometru veidu ir pietiekami daudz. To precizitāte var būt atšķirīga. Ierīces izvēle jāveic, ņemot vērā, kurā jomā to plānots izmantot.

Lai uzturētu mitrumu vajadzīgajā līmenī, regulāri jāveic tā mērīšana un jāveic atbilstoši pasākumi, ja rādītājs novirzās no normas.

Higrometru izmanto dažādās jomās:

• pārtikas rūpniecībā;
• tirdzniecībā;
• lopkopībā;
• augkopībā;
• farmaceitiskajā rūpniecībā;
• siltumnīcu un komunālajā saimniecībā;
• būvniecībā u.tml.

Neskatoties uz to lietderību, higrometri nav plaši izplatīti dzīvojamās telpās. Tos parasti izmanto meteostacijās un kontroles dienestos.

Stingri ieteicams regulāri veikt mitruma līmeņa mērījumus slimnīcās, bērnudārzos un skolās. Ir vērts iegādāties šādu aprīkojumu arī mājām. Uzturot mitrumu noteiktajā diapazonā, var ievērojami uzlabot visas savas dzīves jomas.

Populāri ierīču veidi

Mitruma līmeņa mērīšanas kārtība un īpatnības ar higrometru ir atkarīgas no izmantotā laboratorijas aprīkojuma veida. Šādas ierīces atšķiras pēc uzbūves, darbības principa un vairākiem citiem parametriem.

Pēc konstrukcijas higrometri ir mehāniskie un elektroniskie. Pirmajiem ir ciparnīca ar rādītāju, otrajiem – displejs, uz kura tiek parādīta informācija.

Pēc darbības principa pastāv šādi ierīču veidi:

• plēvju;
• matu;
• svara;
• kapacitatīvie;
• rezistīvie;
• keramikas;
• kondensācijas;
• elektrolītiskie;
• psihrometriskie.

Plēves higroskopiem ir ciparnīca ar rādītāju. Sensors ir īpaša plēve. Tā sastāv no organiska materiāla un ir savienota ar rādītāju.

Mitruma svārstību ietekmē atmosfēras gaiss maina plēves izmēru. Tas noved pie tā, ka rādītājs nobīdās pa labi vai pa kreisi, parādot rezultātu uz ciparnīcas.

Matu higrometra priekšrocība ir tā vienkāršā konstrukcija. Šo ierīci var izmantot gaisa mitruma noteikšanai temperatūrā zem nulles grādiem.

Matu ierīču galvenais elements ir uz rāmja ar rādītāju nospriegots attaukots cilvēka vai sintētisks mats. Ierīces darbības princips ir līdzīgs plēves tipa higrometriem.

Mainoties mitrumam, mainās mata garums. Tas izraisa rādītāja novirzi noteiktā virzienā.

Svara higroskopus izmanto absolūtā mitruma aprēķināšanai. Tie ir aprīkoti ar caurulēm ar higroskopisku materiālu. Gaisa masai plūstot, pildviela absorbē mitrumu un palielinās svarā.

Parauga ņemšana tiek veikta ar speciālu sūkni. Sistēmu nosver pirms gaisa iesūknēšanas un pēc tās. Absolūto mitrumu aprēķina, pamatojoties uz iegūtajiem rādītājiem, izlaistās gaisa masas tilpumu.

Kapacitatīvajiem higrometriem ir oksīda kondensators. Tā kapacitāte mainās atkarībā no mitruma koncentrācijas gaisā. Šādus modeļus nepieciešams periodiski kalibrēt. Tas ir saistīts ar to, ka laika gaitā detektora kapacitāte samazinās, kas ietekmē mērījumu precizitāti.

Pretestības higroskopi darbojas pēc mitruma līmeņa izmaiņas principa atkarībā no sāļu un polimēru elektriskās pretestības. Keramikas ierīces sastāv no ciparnīcas ar rādītāju. Sensors ir īpašs keramikas maisījums (māls, silīcijs). Tā elektrolītiskā pretestība ir atkarīga no mitruma līmeņa.

Keramikas higrometri rāda tikai mitruma līmeni. Tajos nav papildu funkciju. Bet tie ir precīzi un ļauj sekot līdzi mikroklimata izmaiņām telpā.

Kondensācijas tipa ierīces vēl tiek sauktas par Lambrehta higrometriem. Iekārtas darbības princips balstās uz iebūvēta spoguļa izmantošanu. Šī elementa temperatūra mainās līdz ar atmosfēras gaisa temperatūru.

Elektrolītisko ierīču galvenais elements ir stikla, polistirola vai cita izolācijas plāksne, kas pārklāta ar elektrolīta slāni. Atkarībā no mitruma koncentrācijas gaisa vidē mainās elektrolīta pretestība.

Kondensācijas higrometrs izceļas ar augstu precizitāti. Bet ikdienas lietošanai tas ir maz piemērots noteiktu lietošanas sarežģījumu dēļ.

Psihrometriskie higrometri mēra atmosfēras gaisa mitrumu, pamatojoties uz slapja ķermeņa temperatūras pazemināšanos. Tie sastāv no diviem termometriem: sausa un mitrināta.

Ierīce ir aprīkota arī ar padevēju – stikla kolbu, kas piepildīta ar ūdeni. Aprēķinu veic pētnieks patstāvīgi. Relatīvo mitrumu palīdz noteikt higrometram pievienotā tabula.

Papildus ierīcēm pastāv alternatīvi mitruma mērīšanas veidi. Sīkāk – lasiet tālāk.

Kā lietot higrometru?

Katram higrometra veidam, modelim ir pievienota lietošanas instrukcija. Tā ir stingri jāievēro. No tā ir atkarīga iegūtā rezultāta precizitāte.

Psihrometriskajām ierīcēm ir divas priekšrocības: tās ir precīzas un rāda ne tikai mitrumu, bet arī temperatūras līmeni telpā.

Ierīces pasē ir norādīts, kā pareizi veikt mitruma līmeņa mērījumus. Tiek sniegti drošības noteikumi un piesardzības pasākumi darbā ar ierīci. Tiek doti ieteikumi laboratorijas mērīšanas aprīkojuma kopšanai.

Mūsdienās sadzīvē un ražošanā parasti tiek izmantoti mehāniskie, elektroniskie, kondensācijas un psihrometriskie higrometri.

Variants Nr.1 – elektroniskās ierīces

Elektroniskie higrometri ir vienkārši lietošanā. Tiem nav nepieciešami iestatījumi, tie ir pilnībā gatavi darbam. Pirms lietošanas ierīce jāpārbauda, vai nav redzamu defektu – plaisu, skaidu.

Algoritms mitruma līmeņa noteikšanai ar elektronisko higrometru ir šāds:

• ieslēgt ierīci, nospiežot barošanas pogu;
• ja nepieciešams, iestatīt nedēļas dienu, laiku, modinātāju un citus parametrus, izmantojot pogas «UP», «MODE» un «DOWN»;
• pagaidīt, kamēr aparāts veic mitruma līmeņa aprēķinu;
• novērtēt rezultātu uz elektroniskā displeja.

Parasti šādus higrometrus izmanto sadzīvē. Daži tos izmanto inkubatoros.

Elektroniskajiem higrometriem ir diezgan augsta kļūdu līmeņa pakāpe. Tāpēc pilnībā uzticēties to rezultātiem nav vēlams, labāk pārbaudīt rezultātus ar mehāniskās ierīces palīdzību.

Mūsdienu elektronisko higrometru modeļi ir aprīkoti ar dažādām papildu funkcijām: piemēram, rāda gaisa temperatūru, apgaismojuma līmeni, nedēļas dienu utt.

Variants Nr.2 – mehāniskie higrometri

Mehānisko higrometru precizitāte nav augsta. Kļūda ir 5-8%. Pirms sākt lietot ierīci, ieteicams veikt tās kalibrēšanu. Iestatīšanai nepieciešams etalona higrometrs, kas rāda precīzas mitruma vērtības.

Nepieciešams novietot blakus divas ierīces. Ja mehāniskās ierīces rādījums neatbilst etalona rādījumam, tas jākoriģē, izmantojot regulēšanas skrūvi. Šis elements atrodas uz iekārtas aizmugurējās paneļa.

Mehāniskie higrometri papildus mitruma līmenim telpā var rādīt arī temperatūras līmeni. To precizitāte ir augstāka nekā elektroniskajiem.

Mehāniskā higrometra lietošana ir pietiekami vienkārša. Nepieciešams novietot ierīci vēlamajā vietā (novietot uz galda vai pakārt pie sienas) un novērtēt rezultātu.

Variants Nr.3 – kondensācijas ierīces

Kondensācijas higrometrs sastāv no termometra, metāla kastes un gumijas bumbiera. Tas nosaka absolūto gaisa mitrumu rasas punktā. Tas izceļas ar augstu precizitāti. Sadzīvē šādu ierīci parasti neizmanto.

Kondensācijas higrometrs ir pietiekami precīzs. Tomēr, lai noteiktu mitruma līmeni, jāveic virkne darbību. Lietošanas ērtības ziņā tas ir zemāks par elektroniskajiem modeļiem.

Kondensācijas tipa higrometra lietošanas algoritms:

• kastē ieliet ēteri (spirtu);
• sākt iesūknēt gaisu ar bumbiera palīdzību, līdz parādās pirmās rasas lāses;
• pierakstīt termometra rādījumu;
• Skatiet mitruma līmeni tabulā, kas pievienota ierīcei.

Kā redzat, mitruma noteikšanā ar kondensācijas tipa higrometru nav nekā sarežģīta. Pietiek ievērot iepriekš sniegto instrukciju.

Variants Nr.4 – psihrometriskais higrometrs

Psihrometriskais higrometrs ir pietiekami precīzs. Šādu iekārtu pārbauda metroloģijas dienesti. Šīs ierīces rezultātiem var uzticēties.

Parasti psihrometriskos higroskopus izmanto slimnīcās, poliklīnikās, skolās, sabiedriskās ēdnīcās. Tos pērk arī mājām. Psihrometriskie higrometri ir pieejami modeļos VIT-1 un VIT-2. To izskatu var aplūkot zemāk redzamajā attēlā.

Psihrometru VIT-1 izmanto temperatūras diapazonā no 0 līdz +24 grādiem. VIT-2 ieteicams izmantot telpās, kur temperatūra ir no +16 līdz +40 grādiem.

Pirms ierīces tiešas lietošanas jāveic vairāki sagatavošanas darbi:

1. Izpakojiet higroskopu. Pārliecinieties, ka ierīces komplektācija atbilst pasē norādītajiem datiem.
2. Pārbaudiet iekārtas elementu veselumu.
3. Noņemiet padevēju no pamatnes. Iegremdējiet to traukā ar destilētu ūdeni, aizzīmogoto galu uz leju.
4. Samitriniet dakti, iegremdējot mitrā termometra rezervuāru stikla kolbā ar ūdeni.
5. Uzstādiet padevēju tā, lai dakts nepieskartos tā sienām, un no kolbas atvērtā gala malas līdz termometra rezervuāram būtu vismaz 2 cm attālums.
6. Uzstādiet higroskopu vertikālā stāvoklī acu līmenī. Psihrometriskajai ierīcei nav statīva. Ierīci var piekārt pie sienas. Šim nolūkam izstrādājuma augšdaļā ir īpašs caurums.

Pēc sagatavošanas posma pabeigšanas var sākt tiešu mitruma līmeņa noteikšanu ar psihrometrisko higrometru.

Padevējam vienmēr jābūt piepildītam ar ūdeni. Šķidrums jāpielej iepriekš. Ūdens līmenis kolbā ir jāuzrauga. Ja to pielej pirms mērījuma veikšanas, jāgaida pusstunda un pēc tam jāsāk noteikt temperatūras uz mitrā un sausā termometra.

Mērāmajā vidē ierīce jāiztur vismaz 30 minūtes. Pretējā gadījumā rezultāta precizitāte būs apšaubāma.

Psihrometriskā higroskopa lietošanas kārtība:

• nostājieties pretī ierīcei tādā attālumā, lai labi redzētu skalas atzīmes. Ir svarīgi neelpot uz termometriem, lai neizkropļotu rezultātu;
• pierakstiet sausā termometra rādījumus. Tas atrodas kreisajā pusē un ir attiecīgi atzīmēts. Pierakstiet iegūto rezultātu ar precizitāti līdz 0,1 °C;
• nolasiet mitrā termometra rādījumus;
• veiciet iegūtajiem rezultātiem korekcijas saskaņā ar mērierīces pasē norādītajiem ieteikumiem;
• no sausā termometra rādījuma atņemiet mitrā termometra vērtību;
• Relatīvā mitruma noteikšanai izmantojiet tabulu, kas atrodas ierīces labajā pusē. Vēlamā vērtība atradīsies sausā termometra temperatūras un divu termometru rādījumu starpības krustpunktā.

Zemāk attēlā ir parādīts, kā tiek noteikts mitrums, izmantojot psihrometrisko higrometru.

Sausais termometrs rāda temperatūru 20 °C, bet mitrais – 19 °C. Atšķirība starp šīm vērtībām ir 20-19=1 °C. Tabulā sausā termometra rādījumu kolonnā atrodam rādījumu «20», novelkam taisnu horizontālu līniju. Temperatūras starpības vērtībās atrodam «1» un novelkam vertikāli. Abu līniju krustpunktā atrodas relatīvā mitruma līmeņa rādītājs – 90%.

Lai psihrometrs rādītu precīzu rezultātu, regulāri jāveic tā tehniskā apkope.

Ūdenim jābūt istabas temperatūrā. Ir pieļaujams izmantot vārītu šķidrumu. Ūdens iepriekš jāattīra, izmantojot filtru. To vajadzētu vārīt vismaz 15 minūtes.

Mitrā tipa termometra rezervuāra filtram vienmēr jābūt mīkstam, tīram un mitram. Periodiski jāveic šī elementa nomaiņa. Ja gaisa putekļainība nepārsniedz 5 mg/m³, tad šī procedūra jāveic ik pēc divām nedēļām.

Ja aplūkotais parametrs ir augstāks, tad dakts jāmaina atkarībā no tā piesārņojuma. Pirms jauna dakts uzstādīšanas, termometra rezervuārs jānoslauka ar vates tamponu, kas samitrināts siltā ūdenī.

Periodiski jāpārbauda higrometrs. Ierīces precizitāte tiek novērtēta uzreiz pēc izlaišanas no ražošanas. Turpmāk ierīces pārbaude jāveic 1–2 reizes gadā.

Drošas ekspluatācijas noteikumi

Neskatoties uz to, ka higroskopi ir dažādu veidu, pastāv vispārīgi noteikumi, kas jāievēro to lietošanā. Ar jebkuru aprīkojumu jārīkojas uzmanīgi. Nedrīkst pieļaut ierīces krišanu.

Tāpat ir aizliegts apstrādāt ierīci ar agresīvām ķīmiskām vielām: piemēram, šķīdumiem, kas satur sārmu vai skābi. Nav ieteicams pārkarsēt ierīci. Maksimālā pieļaujamā temperatūra, kurā drīkst ekspluatēt aprīkojumu, ir norādīta tā pavaddokumentācijā.

Ir svarīgi pareizi izvēlēties vietu higrometra novietojumam. Iekārtas tuvumā nedrīkst būt aukstuma un siltuma avotu. Svarīga ir vibrāciju neesamība. Nevajadzētu novietot higroskopus vietās, kur tie ir tiešā saules staru iedarbībā.

Ir svarīgi atcerēties par drošības pasākumiem, lietojot ierīces, kas satur indīgas vielas. Piemēram, psihrometriskā aparāta VIT-2 termometri ir piepildīti ar toluolu. Tā ir toksiska un viegli uzliesmojoša viela.

Tāpēc ir svarīgi nepieļaut ierīces sasišanu un pārkaršanu. Ja ir noticis rezervuāra plīsums, toluolu no apkārtējiem priekšmetiem var noņemt ar ūdeni un mazgāšanas līdzekli.

Ja mitruma mērīšanai ir jāizmanto ūdens, tad jālieto destilēts ūdens (pat ja instrukcijā tieši par to nekas nav teikts). Krāna ūdens (neattīrīts) satur sāļus, kas nogulsnēsies uz ierīces elementiem, samazinot tā kalpošanas laiku un rezultātu precizitāti.

Kurš higrometrs ir labāks?

Kāda veida higrometru vislabāk iegādāties, lai kontrolētu mitruma līmeni, ir atkarīgs no telpas veida, mērķiem un regulārības, ar kādu mērījumi tiek veikti. Noliktavām, ražošanas cehiem, skolām un medicīnas iestādēm labāk izvēlēties psihrometru. Tas izceļas ar augstu precizitātes līmeni un uzticamību.

Mājsaimniecības vajadzībām pietiks ar mehānisko vai elektronisko higrometru – šīs ierīces var iegādāties tuvākajā tehnikas veikalā. Turklāt modeļu daudzveidība palīdzēs izvēlēties ierīci, kas atbilst telpas stilam.

Psihrometriskos modeļus, kas satur toluolu, mājās, īpaši ja ģimenē ir bērni un dzīvnieki, nav ieteicams lietot. Nejauša ierīces saplīšana var radīt virkni nepatīkamu seku.

Lai kontrolētu mitruma līmeni mājā, labāk iegādāties mehānisko higroskopu. Tas ir precīzāks nekā elektroniskais. Tajā pašā laikā tam trūkst daudzu papildu funkciju, atšķirībā no pēdējā veida iekārtām.

Turklāt jūs varat paši savām rokām salikt ierīci mitruma mērīšanai. Kā to izdarīt, var izlasīt šajā materiālā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Dotajā video ir aprakstīts psihrometriskās ierīces darbības princips un mitruma līmeņa aprēķināšanas kārtība:

Par psihrometrisko un elektronisko higrometru precizitāti var spriest pēc šī video:

Visizplatītākās ir psihrometriskās ierīces VIT-1 un VIT-2. Tās ir precīzas un papildus rāda gaisa temperatūru.

Mājsaimniecības vajadzībām var izmantot elektroniskās ierīces. Tās parasti ir daudzfunkcionālas un rāda ne tikai mitrumu, bet arī temperatūru, apgaismojumu, laiku, nedēļas dienu utt. To precizitāte atstāj vēlamo labāku.

Mehāniskajiem higroskopiem arī ir noteikta kļūda, bet tos var noregulēt, veicot kalibrēšanu.

Vai jūs lietojat mitruma mērītājus mājās? Kurai ierīcei esat devuši priekšroku un vai esat apmierināti ar tās darbu? Lūdzu, atstājiet savus komentārus blokā zem raksta.