Zasady działania wilgotnościomierzy

Początki pomiarów wilgotności sięgają XV i XVI wieku. W 1500 roku sam Leonardo da Vinci zbudował pierwszy higrometr. Był on zbudowany z bawełnianej lub wełnianej kuli, zmieniającej masę pod wpływem wilgoci z powietrza. Kula ta była umieszczona na wadze, której wychylenia wskazywały wilgotność powietrza. Nie było to urządzenie zbyt dokładne, ale z pewnością przyczyniło się do dalszego rozwoju badań z tej dziedziny pomiarów.

Jelita, pióra, skóra i włosy…

Przez lata substancje wykorzystywane do pomiarów wilgotności zmieniały się, a wśród najbardziej zaskakujących były jelita owcy, gęsie pióra, żabia skóra czy pęcherz moczowy szczura. W końcu XVIII wieku pojawił się także pomysł wykorzystania ludzkiego włosa. Idea ta okazała się na tyle dobra, że przez lata włos ludzki, koński, a obecnie ich syntetyczne lub bawełniane zamienniki, znajdują zastosowanie w higrometrach.

Konstrukcja wilgotnościomierza włosowego – bo taką nazwę nosi ten rodzaj urządzenia – oparta jest na specyficznych właściwościach włosów lub włókien, które pod wpływem wilgoci zmieniają swoją długość. Wskazówka znajdująca się na podziałce higrometru jest bezpośrednio połączona z włosem lub włóknem i reaguje na zmianę jego długości. Higrometry włosowe z racji swej prostoty są urządzeniami tanimi i odpornymi na uszkodzenia. Charakteryzują się też dość dużym marginesem błędu, sięgającym 5-7%.

Higrometry kondensacyjne

Te wilgotnościomierze opierają się na zjawisku kondensacji pary wodnej. Mają one kształt metalowego lub szklanego naczynia, które jest schładzane, a wilgotność powietrza obliczana jest na podstawie temperatury, przy której para wodna skrapla się na elementach urządzenia. Uzyskana w ten sposób temperatura punktu rosy określa wilgotność bezwzględną powietrza. Wilgotność względna zależy od temperatury otoczenia. Na podstawie tych temperatur z użyciem wzorów, tabel lub też kalkulatorów internetowych można wyznaczyć wilgotność powietrza.

Psychrometry i higrometry elektroniczne

Stosując w higrometrze kondensacyjnym dwa termometry – suchy i wilgotny, stworzono tzw. psychrometr. Termometr wilgotny ma zbiorniczek z rtęcią owinięty kawałkiem nasiąkliwego, łatwo chłonącego wilgoć materiału. Jak mówi nam ekspert z firmy Lab-El, która jest polskim producentem elektroniki laboratoryjnej:

- Wykorzystane jest tutaj zjawisko hamowania parowania przez powietrze wilgotne i przyspieszania go przez powietrze suche. Im wyższa wilgotność powietrza, tym niższą temperaturę wskazuje termometr mokry. Termometr suchy pokazuje temperaturę otoczenia. Wilgotność powietrza może zostać wyliczona na podstawie różnicy tych temperatur.

Obecnie najczęściej wykorzystywaną grupą wilgotnościomierzy są higrometry elektroniczne. Są one niezwykle dokładne i łatwe w użytkowaniu. Używane są m.in. we wszelkiego rodzaju nawilżaczach czy klimatyzatorach. Określają wilgotność powietrza w oparciu o czujnik, wychwytujący zależne od wilgotności powietrza zmiany w przewodzeniu i oporności. Urządzenia te zwykle występują z opcjami dodatkowymi – termometrami czy rozbudowanymi systemami automatycznego powiadamiania i reagowania na zmiany wilgotności.