Higrometr

Higrometry, określają aktualną zawartość wilgoci w otaczającym je powietrzu. Ilość pary wodnej zawartej w powietrzu wpływa nie tylko na samopoczucie i wydajność człowieka, ale także na trwałość i funkcjonalność wielu produktów. Ponieważ wiele materiałów może wchłaniać i uwalniać wilgoć z otaczającego powietrza, wilgotność powietrza ma również wpływ na zawartość wilgoci w materiale. Podano zatem wartości dla materiałów i urządzeń do przechowywania i użytkowania, zarówno dla temperatury powietrza, jak i dla wilgotności powietrza. Zbyt duża zawartość wilgoci sprzyja łuszczeniu, rozwojowi pleśni lub bakterii oraz korozji. W przypadku niektórych materiałów zbyt niski poziom wilgoci może utrudniać obróbkę i powodować pęknięcia wysychające. Wilgotność można szybko i łatwo określić za pomocą higrometru. W przypadku odchyleń od zadanych wartości docelowych istnieje możliwość podjęcia określonych działań w celu zmiany wilgotności powietrza.

Wilgotność bezwzględna i względna
Higrometry pokazują wilgotność powietrza jako wartość bezwzględną lub względną. Wilgotność bezwzględną podaje się zazwyczaj wg/m³, czyli wskazuje ona, ile gramów pary wodnej znajduje się w jednym metrze sześciennym powietrza. Maksymalna ilość pary wodnej, jaką może pomieścić jeden metr sześcienny powietrza, rośnie wraz z temperaturą. Dlatego wilgotność względna jest zawsze zależna od aktualnej temperatury. Wskazuje stosunek istniejącej zawartości pary wodnej do maksymalnej możliwej zawartości pary wodnej (wielkości nasycenia) w aktualnych warunkach temperatury i ciśnienia w procentach. Wilgotność względna jest często podawana jako wzgl. F., rF lub rH (wilgotność względna) lub w skrócie RH. Ilość pary wodnej 8 g/m³ jako wilgotność bezwzględna odpowiada:


przy 10 stopniach Celsjusza – 8 g/m³ : 9,4 g/m³ = 0,8511 = 85,1% wilgotności względnej, przy 15 stopniach Celsjusza – 8 g/m³ : 12,8 g/m³ = 0,6250 = 62,5% wilgotności względnej,
przy 20 stopniach Celsjusza - 8 g/m³ : 17,5 g/m³ = 0,4571 = 45,7% wilgotności względnej,
przy 25 stopniach Celsjusza - 8 g/m³ : 23,0 g/m³ = 0,3478 = 34,8% wilgotności względnej.

Wyświetlacz punktu rosy w higrometrze
Aby zapobiec uszkodzeniu materiałów wrażliwych na wilgoć, należy unikać tworzenia się na nich kondensatu. Ponieważ ciepłe powietrze może wchłonąć więcej pary wodnej niż zimne powietrze, podczas ochładzania ciepłego powietrza na zimnych powierzchniach tworzy się kondensacja. Efekt ten łatwo zaobserwować w lustrach po długich, gorących prysznicach oraz na okularach, gdy ktoś wchodzi do ciepłego, wilgotnego pomieszczenia z zimnego otoczenia. Kondensacja często tworzy się również w chłodne wieczory w namiotach imprezowych, gdzie ciepłe powietrze unosi się na zimny dach namiotu. Temperatura powierzchni, przy której istnieje ryzyko powstawania skroplin, zależy od aktualnej temperatury i wilgotności powietrza. Wiele higrometrów wilgotności może wskazywać powiązany punkt rosy dla mierzonej temperatury i wilgotności. Punkt rosy to temperatura

Higrometr w pomieszczeniach mieszkalnych
Higrometry są często stosowane w pomieszczeniach mieszkalnych, gdzie odczyty mogą być odczytywane bezpośrednio przez osoby obecne w pomieszczeniu. Jeśli zmierzone wartości wilgotności są zbyt niskie lub zbyt wysokie, wilgotność można uzupełnić lub usunąć poprzez wentylację. W przypadku problemów z wilgocią na zewnątrz mieszkań, zachowanie mieszkańców w zakresie ogrzewania i wentylacji jest często sprawdzane za pomocą higrometrów, które mogą rejestrować dane. Te higrometry zapisują czas pomiaru, temperaturę i wilgotność w stałych odstępach czasu. Dane pokazują, kiedy wystąpiły wahania. Aby ocenić dane pomiarowe, należy również wziąć pod uwagę wypowiedzi mieszkańców dotyczące korzystania z pomieszczenia i klimatu na zewnątrz w momencie wystąpienia problemu. Geometryczne lub związane z materiałem mostki termiczne są zwykle pierwszymi, które wykrywają penetrację wilgoci w wyniku kondensacji. Aby tego uniknąć, temperatura elementu musi być utrzymywana powyżej punktu rosy. Punkt rosy można określić w higrometrze na podstawie wartości temperatury i wilgotności. Ponadto niektóre urządzenia posiadają dodatkowy czujnik do pomiaru temperatury powierzchni, z którym można bezpośrednio porównać temperaturę ściany lub sufitu oraz temperaturę punktu rosy.

Higrometr w pomieszczeniach o wysokim poziomie pary wodnej
Wentylacja pomieszczeń o wysokim poziomie pary wodnej, takich jak łazienki, prysznice i kuchnie, może być również sterowana w zależności od istniejącej wilgotności powietrza. Na przykład istnieją wentylatory ze zintegrowanymi czujnikami wilgotności powietrza do wentylacji łazienek w pomieszczeniach, które usuwają powietrze z pomieszczenia dopiero po przekroczeniu wybranej wartości granicznej.

Higrometr w pojemnikach transportowych
Towary są często transportowane na duże odległości i w zmiennych warunkach klimatycznych. Termohigrometr z funkcją przechowywania umieszczony obok przewożonego towaru rejestruje warunki klimatyczne podczas transportu. Zmiany wartości temperatury i wilgotności podczas transportu mogą być wykrywane i oceniane. Jeśli towar jest uszkodzony w miejscu przeznaczenia, dane zapisane w higrometrze mogą posłużyć do sprawdzenia, czy przyczyną były warunki klimatyczne podczas transportu. W razie potrzeby towary można należycie zabezpieczyć podczas następnego transportu za pomocą bardziej odpowiedniego opakowania zewnętrznego.

Higrometr w szklarniach
Optymalna wilgotność w szklarniach ma duży wpływ na zdrowy wzrost i plony upraw. Istnieje ryzyko inwazji szkodników, jeśli zawartość wilgoci jest zbyt wysoka lub zbyt niska. Wzrost zatrzymuje się, gdy wilgotność powietrza jest zbyt niska, a gdy wilgotność powietrza jest zbyt wysoka, nie mogą powstawać owoce, ponieważ pyłek zbija się w grudki i nie dochodzi do zapłodnienia. Za pomocą higrometru wilgotności można łatwo monitorować wartości. W przypadku wyboru higrometru z wyjściem sygnałowym istnieje możliwość sterowania systemami wentylacji i nawadniania w zależności od zmierzonych wartości wilgotności.

Higrometry w muzeach i archiwach
Niezastąpione dobra kultury i akta są zagrożone, jeśli są przechowywane niewłaściwie. Aby uniknąć szkód spowodowanych wilgocią, muzea i archiwa są stale monitorowane za pomocą higrometrów, aby zapewnić pożądane warunki klimatyczne w pomieszczeniach. Higrometr albo rejestruje dane pomiarowe i jest regularnie sprawdzany przez osoby odpowiedzialne, albo przekazuje dane bezpośrednio do urządzeń do kontroli klimatu.

Zakres pomiarowy i dokładność higrometrów
Wiele dostępnych higrometrów obejmuje zakres od 0 do 100 procent wilgotności względnej. Rzadko higrometry podają wilgotność jako wartość bezwzględną w gramach na metr sześcienny. Dokładność wilgotności względnej jest często gorsza w obszarach brzegowych niż w obszarze centralnym. W zależności od zastosowania należy upewnić się, że urządzenie do pomiaru wilgotności zapewnia wymaganą dokładność w monitorowanym obszarze klimatycznym oraz że można go ustawić na prawidłową wartość w przypadku odchyleń.

Opcje przechowywania i transmisji danych dla higrometru
Ciągłe rejestrowanie wartości temperatury i wilgotności za pomocą higrometru jest ważne dla wykazania zgodności z warunkami przechowywania i eksploatacji. Zachowanie ogrzewania i wentylacji w mieszkaniach i pomieszczeniach roboczych można również udokumentować za pomocą zapisanych danych pomiarowych z higrometru. Istnieją rejestratory danych z wbudowaną pamięcią wewnętrzną, którą można odczytać za pomocą interfejsu USB lub urządzenia z zapisem na karcie SD. Niektóre higrometry przesyłają zmierzone wartości bezpośrednio do innych urządzeń za pośrednictwem interfejsów Ethernet, RS485 lub Modbus RTU. Dostępne są również higrometry z wyjściem danych przez interfejsy analogowe o natężeniu od 4 do 20 miliamperów lub od 0 do 10 woltów. Niektóre higrometry oferują opcje podłączenia optycznego.

Dodatkowe funkcje pomiarowe i obliczeniowe dla higrometru
Ponieważ wilgotność względna jest zawsze związana z aktualną temperaturą powietrza, wszystkie higrometry muszą również rejestrować aktualną temperaturę. Higrometr, który wyświetla również temperaturę, nazywany jest termohigrometrem. W przypadku wielu urządzeń punkt rosy jest określany na podstawie temperatury i wilgotności za pomocą zapisanych funkcji. Jeśli higrometr ma również czujnik temperatury na podczerwień lub zewnętrzny czujnik temperatury, można bezpośrednio zmierzyć, czy punkt rosy został osiągnięty, czy spadł poniżej punktu rosy na zagrożonych powierzchniach. Do badań klimatycznych istnieją urządzenia, które obliczają również temperaturę mokrego termometru i entalpię.

Zastosowanie higrometru w pomieszczeniach magazynowych
Trwałość wielu materiałów zależy od warunków klimatycznych panujących w pomieszczeniu magazynowym. Przechowywany towar może ulec uszkodzeniu, jeśli wilgotność powietrza jest zbyt wysoka lub zbyt niska. W celu ochrony cennych i wrażliwych przechowywanych towarów, temperatura i wilgotność w pomieszczeniu magazynowym powinny być monitorowane za pomocą higrometru i w razie potrzeby korygowane. W przypadku przekroczenia ustawionych wartości granicznych, niektóre z higrometrów mogą wywołać alarm lub automatycznie włączyć urządzenia do wentylacji, kontroli temperatury, osuszania lub nawilżania powietrza. Przed składowaniem należy wyjaśnić, jakie wymagania dotyczące temperatury i wilgotności mają materiały, które mają być przechowywane. Jeśli mają być przechowywane różne materiały o różnych wymaganiach, zalecane jest przygotować oddzielne pomieszczenia magazynowe zgodnie z wymaganiami. Na przykład żywność przetwarzana w stołówkach kuchennych ma bardzo różne wymagania dotyczące temperatury i wilgotności. Podczas gdy mąkę, cukier, sól i orzechy należy chronić przed nadmierną wilgocią, świeżo zebrana żywność, która nie została specjalnie zakonserwowana, taka jak ziemniaki, warzywa, sałatki i niektóre rodzaje owoców, wymaga wysokiej wilgotności względnej. Ponieważ same owoce zawierają dużo wody, tracą smak i konsystencję, gdy oddają wilgoć do zbyt suchego powietrza otoczenia.
Sól i orzechy należy chronić przed nadmierną wilgocią, świeżo zebrana żywność, która nie została specjalnie zakonserwowana, taka jak ziemniaki, warzywa, sałatki i niektóre rodzaje owoców, wymaga wysokiej wilgotności względnej. Ponieważ same owoce zawierają dużo wody, tracą smak i konsystencję, gdy oddają wilgoć do zbyt suchego powietrza otoczenia. Sól i orzechy należy chronić przed nadmierną wilgocią, świeżo zebrana żywność, która nie została specjalnie zakonserwowana, taka jak ziemniaki, warzywa, sałatki i niektóre rodzaje owoców, wymaga wysokiej wilgotności względnej. Higrometry są również ważne do monitorowania klimatu w pomieszczeniach w magazynach surowców i produktów końcowych w zakładach produkcyjnych, aby elementy elektroniczne, papier, tekstylia i korodujące części metalowe nie stały się bezużyteczne z powodu niewłaściwych warunków przechowywania.

Komfortowy klimat w biurach
W wielu miejscach pracy większość dnia spędzasz w tym samym pomieszczeniu. Panujący tam klimat jest ważny dla dobrego samopoczucia, a tym samym dla wydajności pracowników. Przede wszystkim ważnymi czynnikami dla klimatu w pomieszczeniu są temperatura, wilgotność, prędkość powietrza i promieniowanie cieplne. Temperaturę i wilgotność można sprawdzić za pomocą prostego higrometru, który wyświetla również temperaturę.
Jednakże, podobnie jak na otwartej przestrzeni, na odczuwanie temperatury mają wpływ prędkość powietrza, wilgotność i promieniowanie cieplne. Dlatego nie wystarczy po prostu zmierzyć temperatury powietrza, aby ocenić temperaturę w pomieszczeniu. Temperaturę, która wynika z temperatury powietrza i średniej temperatury promieniowania powierzchni otaczających pomieszczenie, nazywamy operacyjną temperaturą pokojową. Można ją wyznaczyć na podstawie temperatury powietrza i powierzchni ścian i stropów lub za pomocą specjalnego termometru, termometru kulistego lub termometru kulistego czarnego. Prędkość powietrza i wilgotność mają również wpływ na regulację temperatury ciała przez skórę, a tym samym na odczuwanie ciepła. Jeśli temperatura powietrza jest niższa niż temperatura ciała, wyższe prędkości przepływu prowadzą do szybszego wychłodzenia ciała, co jest zwykle pożądane podczas upałów. Jednak wysoka wilgotność utrudnia regulację ciepła ciała poprzez pocenie się. W przepisach technicznych dla stanowisk pracy ASR A3.6 wartości maksymalnej wilgotności względnej są określone ze względów fizjologicznych. Dopuszczalna wartość wynosi 80% przy temperaturze powietrza 20°C, 70% przy temperaturze 22°C, 62% przy temperaturze 24°C i tylko 55% przy temperaturze powietrza 26°C. Istnieją higrometry do pomiarów klimatu w pomieszczeniach, które są wyposażone w czujnik do wykrywania prędkości przepływu powietrza oraz inne specjalne urządzenia z funkcją oceny stresu cieplnego.
Wysoki poziom dwutlenku węgla i zanieczyszczeń w powietrzu wpływa również na zdolność koncentracji w miejscu pracy i może prowadzić do problemów zdrowotnych. Wartości dwutlenku węgla, formaldehydu i lotnych związków organicznych można określić za pomocą niedrogich urządzeń pomiarowych. Wiele z tych higrometrów upraszcza ocenę wyników pomiarów poprzez optyczną lub akustyczną sygnalizację przekroczenia wartości granicznych.