Co to jest hygrometr?

Definicja

Higrometr służy do pomiaru wilgotności w otoczeniu, gdzie "wilgotność" oznacza ilość pary wodnej w gazie. Higrometry działają na zasadzie, że fizyczne właściwości materiałów zmieniają się w odpowiedzi na wilgotność, co umożliwia pomiar.

Wilgotność dzieli się na dwa typy:

• Wilgotność bezwzględna: Oznacza ilość pary wodnej na jednostkę objętości powietrza.

• Wilgotność względna: Stosunek rzeczywistego ciśnienia pary wodnej do maksymalnego ciśnienia pary wodnej, jakie może osiągnąć substancja przy określonej temperaturze, co zależy od temperatury.

Klasyfikacja higrometrów

Higrometry klasyfikowane są według materiałów używanych do pomiaru wilgotności, w tym:

Rezystancyjny higrometr

Rezystancyjny higrometr posiada warstwę przewodzącą wykonaną z materiałów takich jak chlorowodorek litu lub węgiel, umieszczoną między metalowymi elektrodami. Opór tej warstwy zmienia się w zależności od wilgotności otaczającego powietrza.

Ilość wilgoci absorbowanej przez chlorowodór litu zależy od wilgotności względnej. Wyższa wilgotność względna powoduje, że chlorowodór litu absorbuje więcej wilgoci, co zmniejsza jego opór.

Zmiana oporu jest mierzona poprzez podanie prądu przemiennego (AC) do obwodu mostkowego. Unika się prądu stałego (DC), ponieważ może on degradować warstwę chlorowodoru litu. Zaburzony przepływ prądu wskazuje wartość oporu, która koreluje z wilgotnością względną.

Kondensacyjny higrometr

Kondensacyjny higrometr mierzy wilgotność otoczenia poprzez zmiany pojemności kondensatora, oferując wysoką dokładność. Składa się z hygroscopicznego materiału (który szybko absorbuje wodę) umieszczonego między metalowymi elektrodami. Absorpcja wody przez materiał zmienia pojemność kondensatora, co jest wykrywane przez obwód elektroniczny.

Mikrofalowy refraktometr

Mikrofalowy refraktometr mierzy współczynnik załamania wilgotnego powietrza w miarę zmian wilgotności. Współczynnik załamania – stosunek prędkości światła w jednym ośrodku do drugiego – jest określany poprzez pomiar dielektrycznej stałej (używając kondensatora) lub zmian częstotliwości w wilgotnym powietrzu.

Higrometr z tlenku aluminium

Ten higrometr używa anodowanego aluminium pokrytego tlenkiem aluminium. Wilgotność zmienia stałą dielektryczną i opór aluminium. Używa aluminium jako jedną elektrodę, a warstwę złota jako drugą elektrodę.

Druga elektroda jest porowata, aby absorbować mieszanki powietrza i pary. Wilgotność powoduje zmiany pojemności i oporu materiału, co zmienia jego impedancję. Ta impedancja jest mierzona za pomocą obwodu mostkowego, co czyni ten higrometr kluczowym elementem w systemach elektronicznych.

Kryształowy higrometr

Poniższy rysunek ilustruje kryształowy higrometr wykorzystujący kwarc.

W kryształowym higrometrze używa się hygroscopicznego kryształu lub kryształu pokrytego hygroscopicznym materiałem. Gdy kryształ absorbuje krople wody, jego masa się zmienia. Zmiana masy jest proporcjonalna do całkowitej ilości wody absorbowanej przez kryształ.