Приборы для определения влажности: Приборы для измерения влажности воздуха

Содержание

Приборы для измерения относительной влажности воздуха

Конденсационный гигрометр (от греческих слов hygros – влажный и metreo – измеряю).

При понижении температуры, относительная влажность воздуха увеличивается. При некоторой температуре, называемой точкой росы, водяной пар становится насыщенным. Это означает, что в воздухе находится максимально возможное количество водяных паров. Относительная влажность воздуха равна 100 %. Дальнейшее понижение температуры приводит к тому, что образующийся излишек водяных паров начинает конденсироваться в виде капелек росы или тумана.

Для определения относительной влажности воздуха, можно искусственно понизить температуру воздуха в какой-то ограниченной области до точки росы. Абсолютная влажность и, соответственно, давление водяных паров при этом останутся неизменными. Сравнивая давление водяного пара при точке росы с давлением насыщенного пара, которое могло бы быть при интересующей нас температуре, мы тем самым, найдем относительную влажность воздуха.

Быстрого охлаждения можно добиться при интенсивном испарении какой-нибудь летучей жидкости.

Конденсационный гигрометр состоит из металлической коробочки с двумя отверстиями. В коробочку заливается эфир. С помощью резиновой груши через коробочку прокачивается воздух. Эфир очень быстро испаряется, температура коробочки и воздуха, находящегося вблизи нее, понижается, а относительная влажность растет. При некоторой температуре, которая измеряется термометром, вставленным в отверстие прибора, поверхность коробочки покрывается мельчайшими капельками росы. Чтобы точнее зафиксировать момент появления на поверхности коробочки росы, эта поверхность полируется до зеркального блеска, а рядом с коробочкой для контроля располагается отполированное металлическое кольцо.

Значения давления и плотности насыщенного пара при разных температурах можно найти в справочниках. Ниже приведен фрагмент соответствующей таблицы.

		ρ, г/м³			ρ, г/м³
–5	0,40	3,2	10	1,23	9,4
0	0,61	4,8	11	1,33	10,0
1	0,65	5,2	12	1,40	10,7
2	0,71	5,6	13	1,49	11,4
3	0,76	6,0	14	1,60	12,1
4	0,81	6,4	15	1,71	12,8
5	0,88	6,8	16	1,81	13,6
6	0,93	7,3	17	1,93	14,5
7	1,00	7,8	18	2,07	15,4
8	1,06	8,3	19	2,20	16,3
9	1,14	8,8	20	2,33	17,3

Таблица 1. Давление и плотность насыщенного пара при разных температурах

Пусть, например, измерения проводятся при температуре окружающего воздуха 20 °С.

Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 2,33 кПа.

Коробочка конденсационного гигрометра покрылась капельками росы при температуре 5 °С.

Этой температуре соответствует давление насыщенного водяного пара 0,88 кПа.

Относительная влажность воздуха

Психрометр (от греческих слов: psychros – холодный и metreo – измеряю) – прибор для определения влажности и температуры воздуха.

Психрометр состоит из двух одинаковых термометров. Баллончик с жидкостью одного из термометров оборачивается тряпочкой, конец которой опущен в чашечку с водой. Благодаря этому тряпочка всегда остается влажной. При испарении воды тряпочка и баллончик охлаждаются, вследствие чего показания влажного термометра оказываются меньшими, чем показания сухого термометра. Зная разницу показаний термометров и показания сухого термометра, можно по специальным психрометрическим таблицам определить относительную влажность воздуха. Если воздух предельно насыщен водяными парами и его относительная влажность равна 100 %, термометры будут давать одинаковые показания.

Разность показаний сухого и влажного термометров
Показания сухого термометра, °С	0	1	2	3	4
Относительная влажность воздуха, %
12	100	89	78	68	57
14	100	89	79	70	60
16	100	90	81	71	62
18	100	91	82	73	65
20	100	91	83	74	66
22	100	92	83	76	68
24	100	92	84	77	69
26	100	92	85	78	71
28	100	93	85	78	72
30	100	93	86	79	73

Таблица 2. Фрагмент психрометрической таблицы

Например, пусть сухой термометр показывает температуру 24 °С, а влажный 21 °С. Разность показаний сухого и влажного термометра составляет 3 °С. На пересечении соответствующих строки и столбца находим, что относительная влажность воздуха равна 77 %.

Волосной гигрометр.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса и некоторых органических пленок изменять свою длину в зависимости от относительной влажности воздуха. Если волос или пленку через передаточный механизм соединить с подвижной стрелкой, укрепленной на оси, и проградуировать шкалу, то с помощью такого прибора можно напрямую измерять относительную влажность воздуха.

Все про приборы для измерения уровня влажности

Содержание:

1. Влагомер – старейший измерительный прибор
2. Виды и сфера применения гигрометров
3. Какое устройство выбрать?

Прежде чем говорить об устройствах для измерения влажности, давайте разберемся, что такое влажность и зачем ее измерять. Влажность – это содержание водных капель (паров) в различных веществах: воздухе, твердых телах, пористых и волокнистых материалах. В тех или иных объектах присутствует влага, только в разном количестве. Процентное соотношение воды, приходящейся на массу проверяемого объекта, и является уровнем влажности.

Какой уровень влажности будет оптимальным? Однозначного ответа на этот вопрос быть не может, так как для каждой конкретной ситуации и проверяемого объекта будут свои требования. Например, на складе, где хранятся овощи и фрукты, уровень влажности должен быть не менее 80%, а вот для хранения хлеба такие условия будут недопустимы – показатель влажности в помещении не должен превышать 75%. Если проверяются жилые комнаты, то нормальным для жизнедеятельности человека считается уровень влажности в 50 – 55%.

В повседневной жизни Вы, наверняка, сталкивались с проблемами, вызванными ненормальным уровнем влажности. Например, при повышенной концентрации влаги в воздухе квартиры могут отсыреть отделочные материалы, появится грибок и плесень. Если же воздух наоборот, слишком сухой, это отразится на самочувствии человека. Наиболее частыми признаками являются сухость кожи лица и рук, склонность к респираторным заболеваниям, раздражение глаз, возникновение аллергии. От нарушения допустимого уровня влажности страдают не только люди, но и растения, животные, портятся продукты питания, продовольственные товары и строительные материалы. Поэтому так важно контролировать уровень влажности с помощью специального прибора – электронного гигрометра. Чтобы оценить всю значимость его использования, давайте познакомимся с историей появления этого устройства.

Влагомер – старейший измерительный прибор

Впервые идея создания приспособления для измерения уровня влажности пришла в голову талантливому художнику и изобретателю Леонардо да Винчи в 1400 году. Устройство это было достаточно простым: на одной чаше весов находился кусочек пористого материала, хорошо впитывающего влагу, а на другой – кусочек воска, обладающий противоположными свойствами. При нормальном уровне влажности чаши весов находились в состоянии равновесия, а при повышенном – наблюдалось отклонение в сторону чаши, где находился кусочек пористого материала. О получении каких-либо точных данных с помощью такого приспособления не могло быть и речи, но именно оно считается первым гигрометром. По его подобию был позже создан весовой механический гигрометр (или, как его еще называют, абсолютный).

Еще одно изобретение для измерения влажности воздуха принадлежит швейцарцу Орасу Бенедикту де Соссюру. В 1783 году он сконструировал прибор, в котором в качестве реагента использовал человеческий волос, способный менять свою длину при изменении уровня влажности. Эта реакция передавалась металлической рамке, на которой был закреплен волос, и приводилась в движение стрелка, показывая значение на циферблате. С помощью такого устройства можно было делать измерения в диапазоне от 30 до 90% с погрешностью около 2,5 %. Для того времени это был прорыв. Чуть позже волос заменили полимерной пленкой, а название «волосной гигрометр» так и осталось. Такой прибор использовали на метеостанциях.

Сегодня наибольшее распространение получили электронные гигрометры. Это компактные приборы, у которых имеется специальный датчик, реагирующий на молекулы воды и передающий данные микропроцессору. Полученное значение выводится на дисплей, также у многих устройств имеется встроенная память, что позволяет сохранять результаты. Электронный гигрометр удобен в эксплуатации, так как помещается в руке и имеет простое управление. Работает он от батареек.

Проследив эволюцию прибора от простейших весов до высокотехничного электронного устройства, мы убеждаемся, что необходимость измерения влажности неизменно актуальна как несколько веков назад, так и сегодня. Теперь поговорим подробнее о том, какие существуют электронные измерители влажности и для чего их используют.

Виды и сфера применения гигрометров

Если раньше приборы для измерения влажности применялись только в профессиональных целях, например, в научных лабораториях, то сегодня любой человек, который заботится о микроклимате в своем доме, может использовать гигрометр. Технический прогресс пошел еще дальше, устройство совершенствовалось, и появились модели, которые могут определять содержание влаги в твердых телах. Более подробная классификация представлена в таблице:

Название	Описание	Назначение
Измеритель влажности твердых сред	Используется для проверки таких материалов как бетон, цемент, древесина, картон, бумага и т.д. Один прибор может быть рассчитан на работу только с одним видом материала, например, только древесина, или сочетать в себе сразу несколько возможностей. Замер может проводиться путем введения специальных острых зондов в структуру объекта либо бесконтактным способом без нарушения внешнего вида изделия.	Контроль качества строительных материалов на производстве, при закупке, хранении, проверка качественных характеристик бетонных конструкций, готовой продукции из древесины, бумаги и т.д.
Измеритель влажности воздуха	Оснащен зондом или датчиком, реагирующим на скопление мельчайших водяных частиц в воздухе.	Проверка условий хранения книг и предметов искусства в музеях, библиотеках, контроль процесса сушки продукции на производстве.
Термогигрометр	Имеет сенсор, который снимает показания и температуры, и влажности воздуха. Работает, как и предыдущий, бесконтактным способом.	Измерение параметров микроклимата в жилых, производственных помещениях, офисах, местах содержания животных, теплицах, на складах и т.д.
Универсальный гигрометр	Предназначен для измерения влажности воздуха, твердых сред, а также температуры и точки росы.	Может применяться в разных сферах деятельности: при проверке условий хранения бумажной продукции, продовольственных товаров, зерна, а также в быту.

Подробнее об использовании приборов для измерения влажности читайте в статье «Как получать всегда точные данные при работе с влагомером?».

Если какие-то из приведенных примеров Вам близки, и Вы задумались о покупке гигрометра, нужно учесть несколько важных аспектов. Поговорим об этом подробнее.

Какое устройство выбрать?

Все измерители влажности различаются не только по предназначению, но и по точности проведения замеров. Чем меньше процент погрешности, тем точнее будут полученные в результате проверки данные. У разных моделей погрешность составляет от 0,1 до 3,5%. Высокое значение погрешности не является показателем того, что прибор некачественный, совсем наоборот, он может не уступать высокоточному гигрометру по функциональности и надежности. Просто сфера применения таких устройств будет различна. Приборы с погрешностью до 1% используются там, где предъявляются очень строгие требования уровню влажности, значит, и измерения должны быть максимально точными, например, в лабораториях, строительстве, местах содержания экзотических животных. Для бытового использования или для контроля уровня влажности на складе не обязательно покупать высокоточный влагомер, ведь отклонение на 2-3% от нормы не будет так критично.

Также при покупке гигрометра обратите внимание на диапазон измерений, который находится в пределах от 0 до 100%, например, 4 – 85% или 0 – 90%. Чем шире диапазон, тем больше возможностей у прибора. Ведь, если в помещении уровень влажности составляет 85%, а крайний предел влагомера – 60%, то электронное устройство сообщит об ошибке, и получить данные не удастся.

Подробнее о выборе гигрометра Вы узнаете из статьи «Помощь в выборе гигрометра (влагомера)».

Теперь Вы знаете, какими приборами можно измерять влажность воздуха, твердых и волокнистых материалов. Эти компактные и в то же время функциональные устройства значительно облегчат процесс проведения контроля микроклимата в помещениях, качества материалов и условий выращивания растений или животных. Независимо от того, для каких целей Вы планируете использовать влагомер, на нашем сайте Вы обязательно найдете подходящее устройство. В каталоге представлены модели таких известных производителей как Testo, Geo-Fennel, ADA, Condtrol.

Приборы для измерения влажности воздуха и веществ

Прибор, которым измеряют уровень влажности, называется гигрометром или просто датчиком влажности. В повседневной жизни влажность выступает немаловажным параметром, и часто не только для самой обычной жизни, но и для различной техники, и для сельского хозяйства (влажность почвы) и много для чего еще.

На предприятиях влажность воздуха способна влиять на сохранность продукции и оборудования, а в сельском хозяйстве однозначно влияние влажности почвы на плодородие и т. д.

Сфера использования приборов КИП определения влажности

Приборы для измерения влажности используются в следующих отраслях промышленности:

тяжелая промышленность
средняя промышленность
легкая промышленность
машиностроение
авиастроение
станкостроение
кораблестроение
химическая промышленность
пищевая промышленность

Приборы для измерения влажности используются в следующих отраслях сельского хозяйства:

тепличное хозяйство
производство зерна и других культур
производство овощей и фруктов
производство мяса
выращивание ягод
выращивание грибов
хранение зерновых
хранение овощей и фруктов

Приборы для измерения влажности используются в следующих отраслях строительства:

строительство зданий
строительство инженерных сооружений
строительство дорог
строительство мостов
строительство теплиц
строительство заводов
строительство гостиниц

Приборы измерения влажности позволяют измерять этот показатель в следующих средах:

измерения влажности воздуха;
измерения влажности газов;
измерения влажности твердых тел;
измерения влажности сыпучих веществ.

Точный и своевременный контроль влажности — это основа многих производственных процессов, включая производство мебели, переработку зерновых, фасовку сыпучих продуктов питания и пр. Гигрометры (влагомеры) — это приборы для измерения влажности воздуха и материалов. По сфере применения гигрометры различают на бытовые и промышленные.

Бытовые гигрометры используются:

в домах,
в офисах,
магазинах,
ресторан,
гостиницах,
в цветочных салонах,
музейных хранилищах,
лабораториях.

Промышленные приборы измерения влажности используются:

на заводах
на фабриках
на комбинатах
в промышленных складах
на транспорте
на объектах ЖКХ
на энергетических объектах
в добыче полезных ископаемых

Измеритель влажности воздуха позволяет осуществлять непрерывный контроль за показателями, отображая данные на цифровом дисплее или шкал.

Классификация измерителей влажности

Все измерители влажности можно классифицировать на следующие группы:

измерители влажности твердых сред
измерители влажности воздуха
термогигрометры
универсальный гигрометр

Измерители влажности твердых сред

Измерители влажности твердых сред используется для проверки таких материалов:

бетон,
цемент,
древесина,
картон,
бумага,
грунт.

Один прибор может быть рассчитан на работу только с одним видом материала, например, только древесина, или сочетать в себе сразу несколько возможностей. Замер может проводиться путем введения специальных острых зондов в структуру объекта либо бесконтактным способом без нарушения внешнего вида изделия.

Измеритель влажности воздуха

Измерители влажности оснащены зондом или датчиком, реагирующим на скопление мельчайших водяных частиц в воздухе.

Измерители влажности используются для проверки условий хранения книг и предметов искусства в музеях, библиотеках, контроль процесса сушки продукции на производстве.

Термогигрометр имеет сенсор, который снимает показания и температуры, и влажности воздуха. Работает, как и предыдущий, бесконтактным способом.

Измерение параметров влажности и микроклимата:

в жилых домах,
в производственных помещениях,
в офисах,
в местах содержания животных,
в теплицах,
на складах
и т. д.

Универсальный гигрометр Предназначен для измерения влажности воздуха, твердых сред, а также температуры и точки росы. Может применяться в разных сферах деятельности: при проверке условий хранения бумажной продукции, продовольственных товаров, зерна, а также в быту.

Промышленные приборы КИП измерения влажности

Промышленный гигрометр — это электронный прибор, имеющий более высокую точность работы и способный снимать данные не только воздуха, но и твердых сред. Так, у нас вы можете приобрести измеритель влажности древесины известных производителей по низкой цене, а также купить гигрометр с доставкой через Интернет.

наладить производственные процессы,
обеспечить сохранность продукции
создать благоприятные условия для работы персонала.

Измеритель влажности воздуха позволяет:

осуществлять непрерывный контроль за показателями,
отображая данные на цифровом дисплее или шкале
передавать аварийные сигналы.

Измерители влажности можно классифицировать по принципу работы на следующие группы:

весовой измеритель влажности
волосной измеритель влажности
плёночный измеритель влажности
конденсаторный
керамический
электролитический
психометрический

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Содержание

Абсолютная и относительная влажность……………………………. 4

Приборы для определения влажности воздуха…………………..…. 6

Список использованных источников………………………………….1

Введение

Влажность воздуха представляет собой один из самых важных параметров, которыми характеризуется состояние атмосферы. Она оказывает влияние на среду обитания человека, ее комфортность, и, соответственно, по этой причине контролируется экологическими службами. От уровня влажности, помимо непосредственно здоровья людей, зависит работоспособность многих предприятий, качество технических процессов, обстановка на выставках и в музеях. Непосредственно уровнем влажности воздуха определяется качество выполнения многих технологических процессов. Данная работа является актуальной, так как в современном мире вся жизнь и деятельность человека не являются возможными в отсутствие достоверных данных о характеристиках влажности. В данной работе будет рассмотрено понятие влажности, абсолютной и относительной, также внимание будет уделено способам измерения уровня влажности воздуха.

Абсолютная и относительная влажность

Практически каждый знает, что существует понятие абсолютной, и относительной влажности. Внесем ясность в этот вопрос. Абсолютная влажность есть вес, или точнее говоря, масса водяного пара, который содержитсяя в 1 м3 воздуха.Иными словами, абсолютная влажность представляет собой ни что иное, какплотность водяного пара в воздухе. Действительно, при одной и той же температуре воздух может поглотить только вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Соответственно, абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости.Еще одно понятие, которое необходимо рассмотреть в контексте влажности – влагосостояние. Влагосостояниеявляетсяхарактеристикой водяного пара в атмосфере, определяющей его состояние относительно насыщенного пара при той же температуре. Данная характеристика для компонентов атмосферы практически используется только для влаги, что объясняется большим количеством практических задач, в которых не столь важно знание общего количество влаги в воздухе, сколько определение, сколько еще влаги может при данной температуре испариться. Например, именно этим и определяется степень и скорость высыхания или увлажнения различных предметов и объектов, а также уровень комфортности пребывания человека в данном месте.

Относительная влажность. Основной характеристикой влагосостояния является относительная влажность, то есть выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к той, которая возможна при данной температуре без выпадения росы[1] :

К характеристикам влагосостояния относят дефицит парциального давления, дефицит точки росы и еще ряд характеристик водяного пара относительно тех же характеристик в состоянии насыщения.

Несмотря на то, что список характеристик влагосодержания несколько длиннее списка характеристик влагосостояния, на практике наиболее массовыми являются гигрометры – приборы для измерения относительной влажности воздуха. Эти приборы составляют более 70% всего парка приборов для измерения влажности.

Приборы для определения влажности воздуха

Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассманах[2].

Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.

Станционный психрометр Августа (рис. 1а) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.

Аспирационный психрометр Ассмана (рис. 2б) даёт более точные показания, так его корпус заключен в металлический футляр, предохраняющий резервуары термометров от воздействия лучистой энергии и движения воздуха.

Рисунок 1. Психрометры:

а – станционный; б – аспирационный

Движение воздуха обеспечивается вентилятором, что гарантирует постоянную скорость его перемещения вокруг резервуаров термометров (2 м/с). Конец одного из термометров обернут тонкой материей и перед каждым наблюдением его смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. Вентилятор заводят ключом и производят через 3-4 минуты от начала его работы регистрацию показаний. Измерения производят в центре помещения на высоте 1,5 м от пола.

Гигрометр (рис. 2) (от греч. hygros – влажный) – прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха.

Данные приборы создавались с использованием самых разнообразных принципов действия. Рассмотрим основные из них:

волосяные гигрометры – это гигрометры, в которых используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха. С использование этого принципа было создано огромное число приборов. Их отличает простота исполнения и дешевизна материалов, благодаря простой конструкции стоимость изготовления такого прибора очень низка.
гигрометры точки росы – это приборы, в которых оптическим способом или визуально фиксировался факт выпадения росы на поверхности металлического зеркала, температура которого измерялась. Таким образом определялась температура, при которой данная абсолютная влажность становилась влажностью насыщенного пара. Абсолютная влажность определялась по давлению насыщенного пара при температуре выпадения росы.
пьезосорбционные гигрометры – приборы, в которых измерялась частота собственных колебаний какого-либо гигроскопичного кристалла.
емкостные гигрометры – в таких гигрометрах измеряется емкость конденсатора с гигроскопичным диэлектриком между обкладками . Многие конденсаторы, созданные по такому принципу, измеряют относительную влажность, т.к. непосредственно от этой характеристики зависит насыщение влагой диэлектрика и соответственно, емкость конденсатора.
резистивные гигрометры – используют принцип изменения электрического сопротивления или проводимости гигроскопичного материала. Прибор измеряет электрическое сопротивление и может быть проградуирован в единицах как относительной, так и абсолютной влажности.

Рассмотрим принцип работы волосяного гигрометра подробнее. Как уже отмечалось, в основы работы этого прибора положена способность волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в – сухой.

Рисунок 2 – Гигрометр

Принцип работы гигрографа (рис. 3) аналогичен работе барографа и термографа.

Рисунок 3 – Гигрограф

Прибор служит для регистрации непрерывных измерений относительной влажности, состоит из воспринимающего элемента – пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.

Также существует еще целый ряд приборов , предназначенных для измерения влажности воздуха, однако, не нашедших широкого применения на практике. Это, как правило, сверхточные приборы, предназначенные для решения узкоспециальных задач. Например, в образцовых установках и в установках эталонного уровня создавались и успешно использовались гигрометры, измеряющие, затухание СВЧ излучения в полости, содержащей пары воды или поглощение парами воды инфракрасного излучения в полосах около 6,5 мкм и 2,7 мкм.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные понятия, связанные с влажностью воздуха. Измерение и контроль влажности воздуха является актуальным вопросом, т.к. влажность воздуха непосредственно влияет на состояние людей и технических процессов. Особенно важную роль играет контроль влажности на производстве. В работе были в общем рассмотрены некоторые способы измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.

Влажность воздуха в помещении является одним из важнейших показателей, определяющих микроклимат в доме. Если температуру и скорость воздушных потоков можно приблизительно определить по личным ощущениям, то сказать, сколько воды в объеме комнаты «на глазок» не получится. Как определить влажность воздуха? Для этого используется либо прибор для измерения влажности воздуха в помещении, либо подручные средства.

Все они имеют индивидуальные точности и порядок использования.

Физическое понятие

Влажность – это содержание водяных паров в воздухе. Комфортное существование живых организмов, возможность развития живой природы, сохранность материалов возможно только при определенных значениях этого параметра.

Абсолютная показывает количество паров воды в определенном объеме. Чаще всего измеряется в г/м 3 . Практического значения не имеет, так как невозможно определить нормальная влажность или нет, зная, что количество водяных паров 10 г/м 3 .

Максимальные показатели меняются в зависимости от температуры воздуха. При – 30 о С этот параметр равен 0,29 г/м 3 , при 0 о С – 4,8 г/м 3 , при + 30 о С – 30,4 г/м 3 . Максимальная величина достигается при температуре 100 о С (температура кипения воды) и равна 598 г/м 3 .

Относительная определяется путем деления значения текущей влажности на максимально возможную при определенной температуре, умноженной на 100. Измеряется влажность в процентах. Повсеместно используется в прогнозах погоды, составе продуктов питания, характеристиках производственных, складских и жилых помещений.

Чем опасна недостаточная и избыточная влага

Влагосодержание, необходимое для полноценного функционирования живого организма, сугубо индивидуально и зависит от многих параметров. Существенный избыток или недостаток водяных паров одинаково пагубен для человека, растения, животного, продуктов питания, строительных и отделочных материалов.

По окнам течет

Излишняя влага воздуха в прямом смысле слова плачевно сказывается на состоянии окружающих нас предметах. Внутренняя поверхность окон покрывается каплями влаги, которая стекает на подоконник. Постельное белье, одежда, меховые изделия приобретают неприятный запах сырости, ими неудобно и неприятно пользоваться.

Продукты портятся, употреблять в пищу их невозможно. Ограждающие конструкции и отделка покрываются плесенью. Ее споры распространяются по воздуху и могут стать причиной аллергических реакций и резкого снижения иммунитета. Человек чаще болеет, процесс выздоровления занимает больше времени.

Как в пустыне

Недостаток влаги в воздухе в условиях невысоких температур приводит к переохлаждению и обезвоживания вследствие повышенного потоотделения.

В таком воздухе происходит нарастание уровня статического электричества, повышается количество пыли. Пересыхают слизистые поверхности человеческого организма. Возникает першение в горле, сухость в носовой полости, жжение в глазах.

Используем приборы

Измерить влажность воздуха проще всего прибором. Называется он — гигрометр. По принципу действия он бывает:

весовым;
волосяным;
пленочным;
электролитическим;
керамическим;
конденсационным;
электронным;
психрометрическим.

В бытовых условиях применяются психрометрические, волосяные, электронные гигрометры. Для получения достоверных результатов знать, как ими измеряют влажность воздуха.

Самый надежный

Определение влажности воздуха с помощью психрометра (от греческого – холодный), не составляет особого труда. Действие прибора основано на том, что наличие влаги понижает температуру. На панели установлены 2 термометра и психрометрическая таблица. Первый термометр — сухой, второй – влажный. Для измерения необходимо найти разницу показаний температур. В таблице по вертикали указаны температура воздуха, измеряемого сухим термометром, по горизонтали разность показаний. Пересечением этих двух строчек показывается относительная влажность воздуха в процентах.

Психрометр надежный, достаточно простой прибор для определения влажности, дающий точную информацию. Требует постоянного контроля на наличие воды в емкости влажного термометра. Позволяет одновременно следить за температурой воздуха и его влажностью.

Самый простой

Самый древним и простым прибором для измерения влажности является волосяной гигрометр. Как узнать влажность воздуха с его помощью?

Достаточно просто посмотреть на стрелку, под которой расположена шкала с делениями через 1%. Принцип действия основан на изменении линейных размеров предметов в зависимости от насыщения их влагой. В качестве такого предмета используется обыкновенный обезжиренный волос. Отсюда и пошло название прибора «волосяной».

В качестве недостатка можно отметить большую погрешность измерения (около 10%). Плюсами являются:

высокая чувствительность;
быстрое реагирование на изменение влажности;
большой диапазон измерения — от 30 до 100%.

Используется для определения относительной влажности воздуха в жилых помещениях. Зачастую является красиво оформленным предметом интерьера.

Самый современный

Чем измеряют влажность в интерьерах современной классики и хай-тек? Современный дизайн требует современных приборов. Одним из таких является цифровой (электронный) гигрометр. В основе его лежит измерение сопротивления электрического тока при изменении влажности электролита.

Минусом данного определителя влажности воздуха является необходимость подключения к электрической сети или использование батареек.

Жидкокристаллический дисплей еще отображает время и температуру. Имеется подсветка для использования в ночное время. Частота обновления показаний от 10 до 20 секунд. Погрешность измерения влажности воздуха в помещении составляет 5%.

Сами с усами

Чем измерить влажность, если прибора нет, а покупать его нет необходимости из-за редкого использования? На помощь придут смекалка, опыт поколений, простые предметы, которые есть в каждом доме.

Гори, гори моя свеча

Представляем дедовский способ, как определить влажность в комнате. Для этого достаточно изготовить влагомер из простой свечи и спички. Прежде чем измерять влажность воздуха:

закройте двери, ведущие в смежные помещения;
обеспечьте отсутствие сквозняков;
зажгите свечу;
наблюдайте за пламенем.

Если пламя колышется, и цвет ореола имеет малиновую окраску – паров воды в воздухе много. Если горение ровно вертикальное и пламя оранжево-желтого цвета – наличие водяных паров в норме.

Вода, стакан, холодильник

Данный способ дает возможность замерять влажность воздуха в домашних условиях. У этого прибора только три показания наличия влаги:

Перед тем как проверить влажность в квартире, налейте в стеклянный стакан простой водопроводной холодной воды. Поставьте в холодильник на 5-6 часов. Температура воды должна быть 6 о С.

Измерить можно либо с помощью уличного термометра или термометра для ванной. Затем поставьте стакан на стол в комнате, на расстоянии 1 метра от окон и стен. Через 10 минут оцените результат:

конденсат на наружных стенках стакана сконцентрировался в капли, которые стекают на стол – избыточная;
физическое состояние конденсата не изменилось – нормальная;
конденсат испарился или его стало значительно меньше – недостаточная.

Сделай психрометр сам

Для определения влажности воздуха можно использовать обыкновенный комнатный ртутный термометр. С его помощью можно провести измерение влажности воздуха психрометрическим способом. Перед тем как измерить влажность в помещении приготовьте обыкновенную тряпку и воду.

Порядок проверки наличия паров воды в объеме воздуха своими руками следующий:

проведите измерение температуры воздуха в помещении и запишите;
оберните ртутную колбу термометра влажной тряпкой;
ожидайте 10 минут;
снимите и запишите показания термометра;
высчитайте разницу сухого и влажного измерения;
скачайте психрометрическую таблицу;
найдите уровень влажности в помещении.

Такой измеритель влажности воздуха не занимает много места, не требует дополнительных затрат, обеспечивает необходимую точность измерения.

Нормальные показатели

Мало определить влажность воздуха в комнате. Необходимо еще знать, нормальны ли полученные данные. Оптимальное и наиболее комфортное значение в 45%. При этом приемлемым диапазоном изменения влажности воздуха в квартире является 30 – 60%. В разных по своему функциональному назначению помещениях рекомендуется поддерживать разное количество водяных паров:

зал, столовая, гостиная, кухня, ванная комната – 40-60%;
спальня для взрослых и подростков – 40-50%;
детская комната – 45-60%;
кабинет – библиотека – 30-40%.

Добиваться разных показателей наличия влаги даже в небольших помещениях достаточно хлопотно. В первую очередь надо обеспечить норму влажности. В большинстве современных жилых помещениях ее не хватает из-за большого количества отопительных и электрических приборов.

От этого ухудшается самочувствие, понижается работоспособность. Больше всего от этого страдают дети.

Доводим до нормы

Для обеспечения комфортного проживания необходимо регулировать относительную влажность воздуха. Для этого необходимо:

Регулярно, не менее двух раз в сутки, проветривать помещения. Лучше всего это делать это после пробуждения и перед сном. Зимой лучше проводить короткие по времени проветривания с широко открытым окном для предупреждения охлаждения стен и пола. Летом, когда количество влаги на улице недостаточно, можно открыть окна не широко на длительное время.
Увеличить количество комнатных растений. Увлажнение происходит за счет испарения влаги с поверхности почвы. Сморщенные, поникшие, засохшие листья будут свидетельствовать о недостатке воздушной влаги.
Установить аквариум. Испарение воды с его поверхности сильно увлажняют воздух. Это заметно даже без проведения измерений. Если нет желания заниматься аквариумистикой, можно расставить в квартире емкости с водой. Не так эстетично, зато очень практично.
Регулярно проводить влажную уборку. Отсутствие пыли позволит большему количеству влаги находиться во взвешенном состоянии.
Приобретите специальный прибор для увлажнения воздуха. Особенно это актуально, если есть дети грудничкового и младшего возраста.
Разбрызгивайте воду с помощью пульверизатора для поливки растений или глажки белья.

АКВАРИУМ И ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Выберите ли какой-то один способ или будете использовать комплекс мероприятий, не важно. Главное, чтобы показатели температуры и влажности были в пределах нормы.

Влажность нужная нужна, влажность очень нам важна. Такой главный вывод можно сделать, прочитав статью. Поддерживайте влажность воздуха в квартире в пределах нормы, берегите собственное здоровье.

Конденсационный гигрометр (от греческих слов – влажный и – измеряю).

Быстрого охлаждения можно добиться при интенсивном испарении какой-нибудь летучей жидкости.

, кПа, °C, кПа–50,403,2101,239,40,614,8111,3310,010,655,2121,4010,720,715,6131,4911,430,766,0141,6012,140,816,4151,7112,850,886,8161,8113,660,937,3171,9314,571,007,8182,0715,481,068,3192,2016,391,148,8202,3317,3

Пусть, например, измерения проводятся при температуре окружающего воздуха 20 °С.

Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 2,33 кПа.

Коробочка конденсационного гигрометра покрылась капельками росы при температуре 5 °С.

Этой температуре соответствует давление насыщенного водяного пара 0,88 кПа.

Относительная влажность воздуха

Психрометр (от греческих слов: – холодный и – измеряю) – прибор для определения влажности и температуры воздуха.

	Показания сухого термометра, °С		1	2	3	4
12	100	89	78	68	57
14	100	89	79	70	60
16	100	90	81	71	62
18	100	91	82	73	65
20	100	91	83	74	66
22	100	92	83	76	68
24	100	92	84	77	69
26	100	92	85	78	71
28	100	93	85	78	72
30	100	93	86	79	73

“>

Измерение влажности. Методы и работа. Устройство и приборы

Измерение влажности жидких веществ зависит от полярности жидкости, то есть, если вода хорошо растворяется в жидкости, то такая жидкость полярная, и наоборот. Например, бензин является неполярной жидкостью, а спирт – полярной. Концентрация воды в полярной жидкости может быть любой. Плотность жидкости наиболее удобно определять ареометром, который имеет плавающую шкалу.

В неполярной жидкости содержание воды определяют по изменению диэлектрической проницаемости, так как вода в таких жидкостях растворяется в незначительных количествах. Измерение влажности сухих веществ производят методом высушивания в лабораторных условиях. Для этого сравнивают массу вещества до сушки, и после нее. Чтобы быстро определить влажность, применяют специальные измерительные устройства.

В настоящее время наиболее популярным стало:

Измерение влажности воздуха для осуществления мониторинга погодных условий с некоторым предсказанием возможного изменения влажности.
Нормы гигиены по содержанию в воздухе влаги.
Условия технологии, зависящие от влажности внешней среды.

Измерение влажности на химическом производстве требуется для определения влаги в сыпучих или твердых материалах. Например, для управления режимом работы печей требуется контроль текущей величины влажности газов или воздуха. При выполнении сушки в химическом производстве также необходимо периодически измерять содержание влаги в различных веществах. Такой процесс требует значительных затрат энергии, достигающих 15% расходуемого топлива. Например, перед фасовкой цемента, удобрений в мешки осуществляют предварительную сушку.

Методы измерений

В каждом конкретном случае, в котором необходимо измерение влажности, существуют специальные методы.

Психрометрический метод

Заключается в том, что измеряется разность температур 2-х термометров: сухого и влажного. С помощью специального фитиля мокрый термометр поддерживается во влажном состоянии, путем его непрерывного смачивания водой. Вода испаряется с поверхности термометра, тем самым охлаждает его. Скорость испарения прямо пропорционально зависит от влажности. Чем более сухой газ, тем быстрее будет испаряться вода с мокрого термометра. Возникает разность температур влажного и сухого термометров, по которой определяют влажность газа.

Формула для определения влажности использует зависимость между значениями обоих термометров, и давлением пара:

р _н.м – р = А р_б(t _c – t _m)

где р –давление газа, р _н.м. – давление пара при t_m (влажного термометра), р_б – давление по барометру, А – психрометрическая константа, t _c – температура сухого термометра.

По следующей формуле определяют относительную влажность:

φ = р : р _н.с*100 = 100 * [р _н.м – А р _б(t_c – t_m)] : р _н.с

где р н.с, р н.м – парциальное давление насыщенного пара при температурах t c и t m. В связи с тем, что р н.с и р н.м однозначно определяются t c и t m, то при А = const, можно получить зависимость:

φ = f(t _c – t _{m ,}t _c)

Исходя из этой формулы, рассчитываются психометрические таблицы, которые отличаются в зависимости от различных видов термометров. Константа А зависит от условий отведения тепла от термометра во внешнюю среду. В связи с этим для отдельного устройства термометра величина А будет отличаться от других.

Для создания постоянного значения параметра А в каждом термометре создают такой обдув термометра, при котором этот параметр будет постоянным. Шкала психрометра имеет градуировку в влажности. Принцип действия разных видов психрометров одинаков.

Сорбционный метод

Заключается в связи свойств материалов с количеством поглощенной влаги, зависит от влажности контролируемого газа. Работа сорбционного влагомера описана ниже.

Метод точки росы

Фиксация температуры конденсации пара до момента насыщения влагой. Абсолютную влажность вычисляют по температуре точки росы. Это наиболее точный способ, позволяющий при любом давлении газа измерить влажность.

Чувствительным элементом является зеркало, которое требуется охлаждать для образования на нем конденсата влаги газа. Для измерений температуры образования росы спроектированы влагомеры с автоматическим действием.

Очищенная газовая смесь поступает по каналу 1 в камеру 2. В этой камере газ касается с зеркалом оптического канала 3. По нему поток света попадает на оптрон 5 от источника 4. Происходит охлаждение поверхности 3 с помощью термобатареи 6, которая функционирует на элементах Пельтье. Ее принцип действия заключается в протекании тока через поверхности прикосновения разных типов проводников. Вследствие этого выделяется тепло или холод.

При подходе к точке росы оптрон закрывается, и протекание тока по термобатарее прерывается. Термопара 7 определяет температуру точки росы.

На практике имеются трудности в осуществлении этого метода измерения:

Определение момента конденсации зависит от способа фиксации.
Температура конденсации росы зависит от вида поверхности. Значительно снизить температуру росы может наличие жирных веществ.
В агрессивных химически активных газах точка росы может иметь значительные отличия от расчетных значений. Агрессивные газы могут взаимодействовать на поверхность выпадения росы, вызывая ее коррозию.

Влагомеры сорбционного типа

В таких типах чувствительный компонент должен быть в равновесии с контролируемым газом. Практическую популярность получили несколько видов преобразователей.

Электролитические

Содержат электролит. Влажность газа изменяется, вследствие чего изменяется объем влаги на чувствительном элементе. Это ведет к изменению концентрации электролита на чувствительном элементе.

В состав электролита входит хлористый литий. Схемы измерений таких моделей являются мостовыми схемами измерений. Электролитические гигрометры имеют такие недостатки, как влияние концентрации вещества, а также непостоянство характеристики градуировки на измерения.

Электролитические измерители с подогревом по конструкции подобны измерителям электролитического типа без подогрева. Но их принцип работы имеет отличия. Изменение величины электропроводности обуславливает изменение температуры преобразователя.

В случае, если влажность газа повышается, следовательно, повышается электрическая проводимость преобразователя. Это приводит к повышению тока, испарению влаги, что приводит к снижению электрической проводимости.

Температура, которая соответствует этому равновесию, подлежит измерению преобразователем. Электролитические влагомеры, имеющих подогрев, обладают повышенной надежностью и простотой конструкции. Их свойства не зависят от загрязнения и пыли

Кулонометрические преобразователи

Выполняют измерение влажности по электрической энергии, потраченной на электролиз влаги, поглощаемой пентаоксидом фосфора. В таких приборах преобразователь включает в себя пластиковый корпус. В его внутреннем канале находятся два электрода, выполненных в виде спиралей, которые не касаются друг друга. Промежуток между электродами занят пентаоксидом фосфора, который обладает хорошей способностью к сушке.

Влага, находящаяся в газе, при соединении с гигроскопическим веществом, создает раствор фосфорной кислоты, имеющей повышенную удельную проводимость. При подключении питания возникает электролиз поглощаемой влаги. При неизменном расходе газа объем воды равен концентрации влаги в контролируемом газе.

Достоинством кулонометрических влагомеров стала независимость показаний от питания и составных частей газа. На качество измерения не влияет загрязненность сорбента. Этот способ не нуждается в градуировке эталонных смесей, и является оптимальным для замеров минимальных концентраций влаги в газе.

Отрицательным фактором способа является необходимость недопущения газов, которые имеют щелочную реакцию. Чувствительный элемент может выйти из строя при их присутствии. Также на точность измерения влияет наличие спиртов.

Пьезосорбционные гигрометры

Работают по принципу применения зависимости частоты колебаний от веса влаги, которая поглощена сорбентом, находящемся на кварцевой пластине.

Характеристики метрологии пьезосорбционных влагомеров зависят от материала сорбента и способа его нанесения на кварцевую пластину. Использование силикагеля позволяет применять пьезосорбционный способ для измерения минимальной концентрации влаги. Устройство чувствительного компонента имеет элементарную конструкцию.

Гигрометры пьезосорбционного типа нуждаются в градуировке по газам, имеющим уже известную величину влажности. Могут быть дополнительные погрешности из-за сорбирования кроме влаги других компонентов контролируемого газа. Такие модели гигрометров используются в химическом производстве и при исследованиях материалов в термобарокамерах.

Измерение влажности

Оптический метод основывается на ослаблении ИК излучения из-за поглощения его водяными парами.

Конденсационный метод заключается в охлаждении газа в холодильнике до окончательной конденсации влаги. Затем влагу измеряют. Этот метод является абсолютным, однако при этом необходимы более трудные процессы.

Тепловой способ измерение влажности заключается в эффекте разной теплопроводности влажных и сухих газов.

Радиационный метод основан на зависимости поглощения инфракрасных лучей, зависящих от влажности.

Емкостный метод основывается на принципе действия емкости, ее емкость будет намного выше, если газ более сухой, так как влага, попавшая между обкладками, снижает емкость.

Кондуктометрический метод работает на зависимости влажности газа от его электрической проводимости. При возрастании влажности повышается и проводимость газа.

Измерение относительной влажности воздуха: Какой метод измерения предпочтительней?

Известные всем со школы приборы типа ВИТ (ВИТ-1, ВИТ-2), позволяющие измерять относительную влажность воздуха, похоже, скоро уйдут в прошлое. На смену им приходят современные измерители влажности воздуха с микропроцессорным управлением. О достоверности результатов, полученных с помощью этих, кардинально различающихся по методу измерения приборов и пойдет речь в этой статье (Читайте также статью «Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета.»). Далее для краткости будем именовать их соответственно: «термогигрометры ВИТ» и «цифровые термогигрометры». Рассмотрим два метода измерения относительной влажности воздуха, используемых в этих приборах:

Психрометрический метод измерения относительной влажности воздуха.

Термогигрометры ВИТ используют психрометрический метод измерения влажности, основанный на разнице показаний «сухого» и «увлажненного» термометров. После снятия показаний термометров по психрометрической таблице определяют относительную влажность воздуха. Это исторически самый старый метод измерения относительной влажности воздуха.

На погрешность измерения при использовании этого метода оказывают влияние атмосферное давление, скорость аспирации, температура воздуха, чистота заливаемой воды, запыление тканевого материала. Кроме всего погрешность, возникающую при изменении свойств тканевого материала (например, тканевый материал запылится и высохнет) и изменении скорости движения воздуха около датчиков, трудно заметить. В итоге, даже поверенный психрометр может иметь недостоверность показаний 20 % и выше, особенно при низких уровнях влажности. К недостаткам психрометрических термогигрометров ВИТ можно отнести постоянную необходимость контроля влажного тканевого материала, обязательное введение индивидуальных поправок к показаниям термометров. Самое неоспоримое достоинство же таких приборов очень привлекательная цена.

Метод прямого измерения относительной влажности воздуха.

Современные цифровые термогигрометры используют так называемый метод прямого измерения относительной влажности воздуха. Для измерения влажности прямым методом используются датчики, основанные на различных физических принципах и выполненные по различным технологиям. Можно выделить основные четыре типа датчиков: емкостные, резистивные, на основе оксида олова и на основе оксида алюминия. Рассмотрим кратко особенности каждого типа (табл. 1).

Таблица 1.

Отличительные особенности различных типов датчиков влажности

Тип датчика	Особенности
Емкостной	Высокая надежность, высокий выход годных кристаллов, низкая стоимость, широкий рабочий диапазон.
Резистивный	Самые дешевые, малая доля рынка.
На основе оксида олова	Плохая стабильность, плохая взаимозаменяемость
На основе оксида алюминия	Узкий диапазон измерения (малая влажность)

Из этих представленных четырех основных типов для измерения влажности самым оптимальным по совокупности параметров является емкостной. Он обеспечивает широкий диапазон измерений, высокую надежность и низкую стоимость при использовании микроэлектронной технологии, которая позволяет производить емкости планарного типа тонкопленочным методом. Благодаря этому мы имеем миниатюрные габариты чувствительного элемента, возможность имплементации на кристалле специализированной интегральной схемы обработки сигнала. Технологичность и высокий выход годных кристаллов обеспечивают малую стоимость продукции данного типа. Итак, для измерения влажности емкостной метод является лучшим.

Именно такие датчики для измерения относительной влажности применяются в современных цифровых термогигрометрах.

Особенно хочется обратить внимание на ряд специфических моментов, возникающих при определении параметра относительной влажности в рабочих, производственных и других помещениях в холодное время года.

В холодное время года относительная влажность в помещениях имеет низкое значение (15-30 %). С наступлением холодного времени года приходится констатировать, что достаточно часто пользователи, сопоставляя результаты измерения относительной влажности, полученных с помощью цифровых приборов, оснащенных емкостными датчиками, с показаниями приборов типа ВИТ, получают совершенно расходящиеся результаты. Так, в холодное время года, используя при замерах приборы ВИТ, получают значения относительной влажности 40…70 % в отапливаемых помещениях. Цифровые приборы в тех же условиях показывают гораздо меньшую величину относительной влажности. Показания какого прибора верны, если и тот и другой прибор прошли метрологическую поверку? Далее этот вопрос будет рассмотрен подробно.

Таблица 2.

Таблицы психрометрические (фрагмент)

Соотношение между параметрами абсолютной (a), относительной (φ) влажности, объемным влагосодержаниемт (Х, ppm) и температурой точки росы (t_росы), при температуре исследуемого воздуха t =+20 °С.

φ,%	а, г/м³	X, ppm	t_росы,°С	φ, %	а, г/м³	X, ppm	t_росы,°С
0,56	0,123	127	-40	60,00	10,60	13842	12
0,68	0,150	159	-38	64,00	11,30	14777	13
0,86	0,186	198	-36	68,00	12,06	15777	14
1,07	0,230	246	-34	73,00	12,80	16830	15
1,33	0,284	340	-32	77,65	13,60	17934	16
1,63	0,345	376	-30	82,93	14,48	19151	17
1,97	0,420	462	-28	88,20	15,36	20368	18
2,44	0,510	566	-26	93,90	16,30	21684	19
3,00	0,622	691	-24	100,0	17,30	23097	20
3,64	0,740	841	-22		18,30	24540	21
4,41	0,900	1020	-20		19,40	26092	22
5,34	1,08	1230	-18		20,00	27724	23
6,46	1,30	1490	-16		21,77	29447	24
7,74	1,64	1790	-14		23,00	31263	25
8,55	1,70	1960	-13		24,40	33171	26
9,27	1,84	2140	-12		25,70	35184	27
10,20	2,01	2349	-11		27,20	37303	28
11,50	2,27	2560	-10		28,70	39523	29
12,11	2,38	2804	-9		30,40	41868	30
13,30	2,58	3060	-8		32,05	44342	31
14,45	2,81	3338	-7		33,80	46921	32
16,73	3,05	3630	-6		35,60	49645	33
17,10	3,31	3965	-5		37,60	52500	34
18,72	3,60	4320	-4		39,60	55500	35
20,20	3,89	4695	-3		41,70	58631	36
22,14	4,22	5100	-2		43,90	61934	37
24,06	4,50	5549	-1		46,20	65381	38
26,00	4,80	6020	0		48,60	69000	39
28,04	5,20	6481	1		51,15	72789	40
30,13	5,60	6950	2		53,80	76763	41
32,40	5,90	7480	3		56,50	80921	42
34,75	6,30	8028	4		59,40	85263	43
37,27	6,80	8609	5		62,30	89737	44
40,00	7,26	9230	6		65,14	94579	45
42,80	7,70	9886	7		68,70	99539	46
45,80	8,20	10586	8		72,05	104737	47
49,06	8,80	11328	9		75,60	110145	48
52,50	9,40	12117	10		79,20	115816	49
56,00	10,00	12498	11		83,06	121724	50

Пример 1: По данным метеосводки: температура атмосферного воздуха t_a=0 °С; относительная влажность в атмосфере φ_a=100 % (=> t_росы этого воздуха при этом =t_а=0 °С). Температура точки росы (t_росы) — величина, характеризующая влажность воздуха: это температура, при которой исследуемый воздух имеет φ=100 % (отн. вл.) или а=а_max (абсолютная влажность в г/м³) — полное влагонасыщение (т.е. при понижении температуры исследуемого воздуха нижеt_росы начинается процесс конденсации избыточной влаги — выпадает роса). Воздух с улицы проникает в помещение, где температура t=+20 °С. По таблице 2 видно, что нагревшийся до температуры t=+20 °С атмосферный воздух (у которого влажность t_росы= 0 °С), имеет величину относительной влажности φ =26 %, см, строку, где t_росы =0 °С.

Пример 2: По данным метеосводки t_a = -10 °С; φ_a =80 %. По таблице 2 определяем, что при t_росы = t_a = -10 °С максимальное значение абсолютной влажности а_max=2,27 г/м³ (т.е. при 100% относительной влажности). Соответственно, при относительной влажности 80% абсолютная влажность атмосферного воздуха (при t_a =-10 °С) составит а=а_max*φ =2,27*0,8=1,82 г/м³.

В помещении t=+21 °С (см. в таблице строка t_росы =+21 °С). Находим, что максимальная абсолютная влажность (а_max) воздуха при t=+21 °С составила бы 18,3 г/м³. Получаем значение φ проникшего воздуха (для t=+21 °С): φ =(а/а_max)*100 % =(1,82/18,3)*100 % =9,9%

Пример 3. Допустим, что при той же метеосводке (t_a =-10 °С, φ_a=80 %) исследуется помещение с температурой t =+18 °С. По примеру 2 а_{атм воздуха} 1,82 г/м³. Тогда, по таблице 2 а_max (см. строчку t_росы =+18 °С, напоминаем, что при этой температуре точки росы в воздухе содержится максимально возможное количество влаги)=15,36 г/м³, и следовательно: φ (+18 °С)=(а_а.в./а_max)*100 % =(1,82/15,36)*100 % =11,8 %

Из приведённых примеров видно, что холодный атмосферный воздух, имеющий на улице высокую влажность (80… 100 %), попадая в отапливаемые помещения, в которых нет специальных увлажнителей воздуха, приобретает низкие значения уровня влажности (10…30 %), т.к. относительная влажность воздуха зависит, в основном, от количества содержащихся в нём молекул воды (которое не меняется при попадании его с улицы в помещения) и его температуры (отличающейся существенно). Разумеется, полученные очень низкие значения влажности обусловлены расчётом для «идеальных» условий. На самом деле, в помещениях влажность будет немного выше расчётных за счёт дыхания людей, неполного воздухообмена с уличным воздухом (влага накапливается), открытых источников влаги (краны, открытые емкости с водой и т.п.), но вклад их не столь значителен.

Следовательно, с одной стороны, чем ниже температура атмосферного воздуха и чем он суше, а с другой стороны, чем выше температура воздуха в помещениях, тем меньше реальная величина относительной влажности воздуха в помещениях.

Итак, мы выяснили, что психрометры, особенно не имеющие системы принудительной аспирации (типа ВИТ), имеют репутацию весьма недостоверных приборов, на точность показания которых влияет ряд причин, рассмотренных выше. Достоверность же результатов, полученных с помощью цифровых измерителей влажности не вызывает сомнений.

В настоящее время рынок цифровых термогигрометров достаточно насыщен. Обширно представлены в этом сегменте и зарубежные и отечественные производители. К сожалению, ряд цифровых термогигрометров неспособны полноценно заменить приборы ВИТ. Этому есть ряд причин, главная из которых, это отсутствие у прибора сертификата об утверждении типа средства измерения. Это в основном дешевые приборы производства КНР. Приборы же отдельных отечественных производителей не выдерживают критики по таким качественным параметрам, как эргономика и главное надежность. А качество, как известно, категория экономическая.

Как пример хорошо сбалансированных по соотношению цена/качество приборов для измерения температуры и влажности, можно привести Портативный измеритель влажности IT-8-RHT

Этот переносной измеритель влажности производства НПК «Рэлсиб» обладает рядом достоинств:
• Широкий диапазон температуры эксплуатации от мин 40°С до +55°С
• Подключение взаимозаменяемых первичных преобразователей через соединители
• Два варианта подключения преобразователя температуры и влажности: жёстко к корпусу, через соединительный кабель
• Наличие дополнительного канала с НСХ Pt1000 для измерения температуры в широком диапазоне
• Широкий ассортимент датчиков температуры для дополнительного канала измерения
• Высокая точность измерения
• Низкая дополнительная температурная погрешность
• Задание порога звуковой и световой сигнализации
• Запоминание макс. и мин. значений
• Индикация температуры точки росы и точки инея
• Яркий большой светодиодный индикатор
• Возможность пользовательской юстировки без нарушения заводской настройки
• Прочный, герметичный, с прорезиненными вкладышами корпус

Если кроме измерения влажности требуется и регистрация значений, с возможностью просмотра данных на компьютере и формирования отчета, тогда оптимальным прибором для измерения и регистрации будет наш новый переносной измеритель – регистратор влажности и температуры EClerk-M-RHT.

Особенности измерителя-регистратора
• 2 канала
• яркий светодиодный индикатор
• большой объём памяти
• высокая точность
• современный эргономичный корпус
• расширенный диапазон температуры эксплуатации
• современное ПО для конфигурирования и работы с данными
• возможность записи с временными интервалами
• чувствительный элемент встроен в корпус
• в белом или черном корпусе

Если вам нужен высокоточный прибор для измерения и регулирования относительной влажности воздуха, с возможностью передачи данных по электронной почте — вам подойдет измеритель относительной влажности и температуры ИВИТ-М. Прибор сертифицирован как средство измерения в России, в республиках Казахстан и Беларусь.

Основные достоинста прибора:
• Взаимозаменяемый чувствительный элемент без потери точности
• Высокая точность измерения и стабильность показаний
• Яркий светодиодный индикатор
• Встроенный микронагреватель чувствительного элемента для защиты от конденсации влаги
• Возможность подключения до 247 приборов в одну сеть
• Возможность оснащения архивом и двухпозиционного регулятора
• Различные конструктивные исполнения (канальное, настенное, уличное)

2015 г.

Анализаторы влажности. Влагомеры. Измерители влажности

Влагомеры и измерители влажности контролируют состав продуктов и качество производства на предприятиях. Надежное и точное измерение влажности датчиками и анализаторами влажности существенно влияет на эффективность и экономичность процессов.

Области применения приборов для определения влажности

Преобразователи влажности широко используются в сферах промышленности:

Горнодобывающая, перерабатывающая промышленность (измерение доли воды в песке, щебне, гравии, руде и т.п.)
Строительство (производство кирпича, бетона)
Нефтехимическая промышленность (оценка доли воды в нефти, масле)
Газовая промышленность (осушка газа)
Сельское хозяйство (оценка влажности в почве, зерне, муке, комбикормах)
Коммунальное хозяйство (влажность воздуха, вентиляционные системы)
Теплоэнергетика
Научно-исследовательская и лабораторная деятельность
Химическая промышленность

Назначение приборов для измерения влажности

Современные электронные влагомеры решают множество задач:

Оценка концентрации воды и непрерывный мониторинг влажности сыпучих материалах из бункеров, дозаторов, на конвейерах и транспортерных лентах
Измерение и поддержание влажности природного газа при его добыче, транспортировке, коммерческом учете
Регулирование влажности в технологическом процессе, управление дозированием воды при помощи силовых выходов (датчик реле влажности)
Определение диэлектрической проницаемости жидких продуктов (нефть, топливо, спирты, эмульсии)
Контроль состава растворов, структуры материалов, специальных комплексов на производстве (например при производстве каучука)
Определение состава и измерение степени сухости пара и пароводяных смесей в теплоэнергетике
Измерение содержания воды, концентрации солей в нефтепродуктах (сырой нефти)
Контроль качества сушки строительных материалов (в добывающей промышленности)
Измерение температуры и влажности в вентиляционных системах
Проведение лабораторных работ в институтах

Виды влагомеров и датчиков для измерения влажности

Сейчас можно купить влагомеры и датчики влажности разных типов. Классифицируются они по множеству признаков, но по специфике применения делятся на следующие типы:

Измерители влажности сыпучих материалов. В основе таких приборов может лежать разный принцип действия, но почти все они адаптированы к использованию в промышленном масштабе и на конвейерных производствах.
Влагомеры жидкостей. К таким приборам часто можно отнести кондуктометрические устройства. Часто в основе их работы лежат методы измерения диэлектрической проницаемости.
Анализаторы влажности воздуха и газов. Приборов такого типа достаточно много, и они могут решать разные задачи. Наиболее простые используются в вентиляционных приложениях. Более сложные типы предназначены для работы в добывающей промышленности (с природным газом), в том числе и при лабораторном анализе.
Универсальные влагомеры. Эти устройства представляют наибольший интерес, они способны работать практически с любыми материалами. Стоимость таких приборов выше, нежели у специализированных влагомеров.

Приборы могут быть переносными, стационарными или лабораторными.

Влагомер

| PCE Instruments

Влага содержится в любом материале. Даже материалы, которые считаются сухими, имеют незначительное количество влаги. Дисбаланс влажности, будь то чрезмерная влажность или слишком низкая влажность, может вызвать проблемы, начиная от нежелательного роста плесени и бактерий и заканчивая трещинами и дефектами. Чтобы избежать дисбаланса влажности, важно контролировать влажность с помощью влагомера, который дает точные и надежные результаты измерения.Влагомер может измерять содержание влаги во всем: от воздуха (относительная влажность) до строительных и строительных материалов (бетон, дерево) до биомассы и сельскохозяйственных продуктов (сено, солома, зерно, кукуруза, бобы, гранулы) до твердых отходов (целлюлоза). , суспензия) и не только. Многие устройства для измерения влажности также могут измерять температуру. Диапазон измерения влажности каждого влагомера зависит от модели. Некоторые измерители влажности измеряют влажность, сохраняют данные измерения влажности во внутренней памяти или на SD-карте и позволяют передавать сохраненные данные измерения влажности в компьютер для подробного анализа с помощью программного обеспечения для оценки.Влагомер PCE Instruments откалиброван на заводе. Сертификаты калибровки ISO доступны для покупки в качестве дополнительных принадлежностей к большинству моделей влагомеров. Сертификат калибровки ISO может быть важен для вашей компании при соблюдении определенных стандартов качества.

Для некоторых приложений важную роль играет измерение влажности при контакте или бесконтактном измерении. В то время как измеритель влажности штифтового типа идеально подходит для строительных материалов, в некоторых пищевых нормах может потребоваться бесконтактный измеритель влажности.Оба типа влагомеров имеют свои преимущества и недостатки. Кроме того, для некоторых приложений может потребоваться переносной измеритель влажности или влажности, а другие проще реализовать с помощью измерителя влажности или измерителя влажности для стационарной установки. Оба типа доступны в PCE Instruments.

Промышленное контрольно-измерительное оборудование в области расхода, давления, уровня и температуры

Как эксперты в области промышленного контрольно-измерительного оборудования, мы предлагаем нашим клиентам обширный портфель услуг и оборудования, которое может быть установлено и использовано на различных промышленных предприятиях по всему миру.Наше качество «Сделано в Германии» и быстрая и гибкая адаптация к требованиям наших партнеров снискали нам отличную репутацию во всем мире. Если вы ищете сильного и гибкого партнера в области контрольно-измерительного оборудования, мы — правильный выбор. Благодаря нашему многолетнему опыту и нашей деятельности по всему миру, мы зарекомендовали себя как надежный партнер для предприятий по всему миру.

Измерение, управление и автоматизация с помощью Kobold

Предлагаемые нами технические решения могут быть быстро и легко интегрированы в широкий спектр промышленных систем и могут использоваться в различных отраслях промышленности.Используя различные измерительные преобразователи, измеренные и пороговые значения наших датчиков и аналитических инструментов могут быть легко интегрированы в различные системы и контролироваться этими системами. Благодаря признанным во всем мире интерфейсам BUS, интеграция с наиболее известными и используемыми системами возможна прямо с завода. Кроме того, мы предлагаем полную промышленную технику измерения и контроля, которая позволяет автоматизировать и функционализировать различные процессы. Благодаря нашей измерительной и регулирующей технике сложные производственные процессы можно оптимально автоматизировать и адаптировать к самым высоким требованиям.

Мы предлагаем широкий спектр специализаций для различных отраслей промышленности. Помимо множества встроенных измерительных приборов и датчиков, он включает в себя ряд профессиональных ручных инструментов, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Важным в этих предложениях является высокое качество обработки и высокие стандарты измерения этих устройств, что позволяет сравнивать их характеристики с фиксированными измерительными зондами и измерительными приборами. Устройства Kobold отличаются сложной модульной конструкцией и простотой использования, поэтому они чрезвычайно популярны среди пользователей.

Расходомеры, регуляторы расхода, указатели расхода и датчики расхода

Для измерения расхода на промышленных предприятиях или для проверки состава протекающей жидкости компания Kobold Messring GmbH разработала серию датчиков расхода и расходомеров, которые можно использовать в самых разных рабочих средах. Благодаря использованию широкого спектра материалов и различных физических принципов измерения эти расходомеры и расходомеры могут быть оптимизированы для широкого диапазона жидкостей, газов, температур, растворов, соотношений давлений и скоростей потока.Таким образом, можно найти правильное решение для любой области применения.

Индикация уровня или непрерывное измерение

В рамках автоматизации промышленных процессов мониторинг уровней заполнения является важной задачей как для жидкостей, так и для сыпучих продуктов. Поплавковые выключатели и указатели уровня от Kobold Messring GmbH работают чрезвычайно надежно в пределах определенного диапазона допусков. Индикаторы уровня и датчики уровня могут быть адаптированы к широкому спектру жидкостей и сред, а также могут использоваться в средах с сильно загрязненными жидкостями.Данные индикаторов уровня могут быть считаны непосредственно на дисплее или могут быть интегрированы в различные системы управления и мониторинга с помощью измерительного преобразователя и интерфейса ШИНЫ. Благодаря широкому выбору различных устройств для измерения уровня и реле уровня, мониторинг и измерение самых различных уровней наполнения могут быть надежно выполнены в любое время.

Манометры, датчики давления и реле давления от Kobold

Kobold Messring GmbH быстро зарекомендовала себя в области мониторинга и измерения давления в установках.Различные манометры используются на самых разных заводах по всему миру и убеждают своей надежностью и низкими допусками при измерениях. Манометры могут использоваться как для контроля давления, так и для зависимого от давления управления установками и процессами. Благодаря современным и функциональным реле давления многие процессы в промышленности можно надежно автоматизировать с контролем давления. Это не только средство оптимизации процесса, но и во многих случаях безопасность, поскольку избыточное давление в системе может быть надежно обнаружено и устранено с помощью устройств измерения давления и реле давления.Различные манометры и датчики давления работают с относительным давлением, абсолютным давлением как манометр дифференциального давления и поднимают контроль давления на новый уровень.

Измерители влажности | Instrumart

Влага относится к присутствию жидкости, обычно воды, в незначительных количествах. Влага присутствует почти везде, включая материалы, которые мы считаем «сухими». Измерители влажности представляют собой класс приборов, способных измерять следовые количества влаги в твердых телах, газах и углеводородных жидкостях.Контроль влажности жизненно важен, так как водяной пар выше определенные уровни могут привести к конденсации, коррозии, плесени или другим проблемам.

Важность контроля влажности

На каждый материал и приложение по-разному влияет влажность, и каждый из них имеет наиболее подходящий диапазон влажности. В зависимости от области применения или материала слишком мало влажность может быть такой же плохой, как и слишком много влаги. Чтобы продемонстрировать важность влажности, давайте посмотрим, как она влияет на некоторые общие области применения:

Производство пищевых продуктов в коммерческих целях: Контроль влажности очень важен при производстве пищевых продуктов в коммерческих целях.Слишком много влаги в продуктах, которые должны быть хрустящими, как картофельные чипсы, сделает их мягкими и несвежими. Слишком мало влаги в продуктах, которые должны быть влажными, например в кексе, сделает продукт сухим и неприятным. Высокий уровень влажности также способствуют росту плесени и бактерий, которые портят пищу. Это также очень важно при оптовом хранении зерна и других пищевых продуктов. Уровни влажности могут также можно манипулировать для увеличения веса продуктов, продаваемых оптом, или для снижения калорийности продуктов.

Строительные работы: Строительные работы требуют контроля влажности на нескольких уровнях.Отдельные строительные материалы, такие как бетон и дерево, имеют идеальный уровень влажности. Слишком много влаги может привести к набуханию этих материалов, а слишком мало — к усадке и растрескиванию. Любое из этих условий может повлиять на качество здания. Кроме того, неконтролируемая влажность внутри оболочки здания может быстро разрушить строительные материалы и изоляцию или привести к появлению плесени и грибка, которые могут быть опасны для жителей.

Энергия: От домовладельца, который сжигает древесину для тепла, осознавая, что более низкое содержание влаги позволяет древесине гореть горячее и чище, до промышленных газовых установок. которая должна удалять излишнюю влагу, прежде чем газ поступит на рынок, энергетика — еще одна отрасль с далеко идущими потребностями в контроле влажности.Влага также может отрицательно повлиять на изоляцию. или обмотки двигателей энергетического оборудования, а также двигателей внутреннего сгорания, которые сжигают бензин, загрязненный водой.

Производство: Огромное количество выпускаемых изделий зависит от надлежащего контроля влажности. Например, почти все пластмассы чувствительны к влажности и уровням высокий или слишком низкий уровень может повлиять на отверждение. Фармацевтические препараты также должны контролировать влажность, чтобы предотвратить комкование ингредиентов или порчу из-за плесени.Чрезмерная влажность также может вызвать коррозию чувствительная электроника.

Есть много-много других приложений, в которых контроль влажности является первостепенной задачей. Как показывают приведенные выше примеры, избыток влаги может привести к появлению плесени, грибка, запахов и т.д. сырость, вздутие, неэффективное сгорание, комкование и множество других плохих эффектов. Слишком мало влаги может вызвать усадку, растрескивание, накопление статического электричества, пыли и т. Д. Только влагомер может сообщить вам, когда уровень влажности идеален.

Влажность и влажность

Есть много способов описать количество воды в твердых телах, газах и углеводородных жидкостях. Его можно указать в процентах от общего объема, как массово-объемное отношение, по частям на миллионов или миллиардов, или как мольная доля водяного пара в воздухе. Тип необходимого вам измерения определяется приложением.

Хотя термины влажность и влажность (и их варианты относительная влажность, абсолютная влажность и точка росы) используются для описания присутствия воды в той или иной форме и используются, в некоторой степени, взаимозаменяемо, есть различия.

Влажность — это количество водяного пара в воздухе или другом газе. Это может быть показано как абсолютная влажность , общее количество водяного пара в указанном объем или воздух, или как относительная влажность , отношение водяного пара в воздухе к максимальному количеству водяного пара, которое может удерживать воздух, которое зависит от температуры и давление. Абсолютная влажность рассчитывается как масса на объем, а относительная влажность рассчитывается как процент.

Точка росы — это температура конденсации водяного пара. Выраженная в градусах Фаренгейта или Цельсия, точка росы является показателем количества водяного пара в воздухе или газы. Если воздух полностью насыщен водяным паром при постоянном барометрическом давлении, точка росы будет равна температуре окружающей среды.

В отличие от влажности или точки росы, которые относятся только к водяному пару в воздухе или газах, влажность может относиться либо к водяному пару в воздухе / газах, либо к следам воды в твердых телах или углеводородах. жидкости.Влажность обычно рассчитывается в процентах или в частях на миллион / миллиард в зависимости от используемого прибора.

Поскольку измерения следов воды в чем-то похожи, мы обнаруживаем, что многие измерители, используемые для ее измерения, способны измерять некоторые или все параметры. Основное отличие заключается в измерение влажности твердых тел с использованием более специализированного оборудования.

Типы влагомеров

Как и следовало ожидать от приборов любого класса, предназначенных для измерения такого широкого диапазона материалов, влагомеры доступны в широком диапазоне стилей и используют ряд измерений. технологии.Стили, конечно же, отражают предназначение инструмента. Твердые вещества, наиболее часто проверяемые на содержание влаги, — это строительные материалы или зерно / сельскохозяйственные культуры. Природа этих тесты предполагают, что они будут проводиться в полевых условиях, поэтому портативные измерители с простой портативной технологией доминируют в этом типе измерителей.

С другой стороны, тестирование жидкостей и газов часто является частью процесса в закрытой системе. Также может потребоваться более высокий уровень точности. В этих приложениях мы находим фиксированное крепление системы с высокоточной сенсорной техникой.

Учитывая взаимосвязь между стилем измерителя, измерительной технологией и применением; Лучший способ изучить тип счетчиков — сгруппировать их в портативные или фиксированные блоки.

Переносные измерители влажности

Портативные влагомеры отличаются высокой портативностью и простотой использования. Чаще всего они используются для измерения влажности строительных материалов (таких как изделия из дерева, бетон, гипсокартон и т. д.), почвы и заполнители или сельскохозяйственные продукты (например, тюки сена или насыпное зерно).Есть четыре типа портативных влагомеров.

Штыревой тип : Измерители штифтового типа — это инвазивный способ измерения влажности. Они состоят из пары штифтов, прикрепленных к счетчику, которые вставляются или вбиваются в материал. проходит тестирование. Поскольку штифты проникают в материал, они вызывают повреждение поверхности, поэтому испытание следует проводить на куске обрезка или обратной стороне материала.

Штыревые счетчики работают по принципу электрического сопротивления.Когда штифты вставлены в материал, между ними проходит небольшой электрический ток. Количество сопротивления коррелирует с количеством влаги в материале. Поскольку влага является хорошим проводником, более высокий уровень влажности приводит к более низким значениям сопротивления. Таким образом, уровень влажности можно количественно оценить.

Бесконтактные измерители обычно измеряют влажность в процентах или применяют относительную шкалу для сравнения. Обычно они имеют точность 1 или 2%. На измерения штифтового типа влияют отклонения в естественном химическом составе древесных пород, поэтому счетчики часто калибруются для конкретных пород древесины.Поскольку штыревые измерители измеряют только очень небольшую площадь, их можно подвержены колебаниям влаги внутри образца.

Бесштыревые: Бесштифтовые влагомеры — это неинвазивные инструменты, в которых используются различные технологии измерения без повреждения поверхности исследуемого материала.

Бесконтактные измерители излучают электромагнитные волны, обычно радиоволны или электрический ток, для измерения влажности. На эти волны влияет наличие влаги в материале. измеряется.Определив влияние на возвратную волну, можно рассчитать влажность. Если счетчик использует электрический ток, этот расчет основан на том факте, что сопротивление материала будет обратно пропорционально его влажности. Если счетчики используют радиоволны, характеристики этих волн могут определять влажность, которая обычно представлены в относительной шкале, а не в абсолютных процентах.

Бесконтактные измерители, в отличие от штифтовых, способны быстро измерять большую площадь поверхности и «сканировать» древесину для получения более полной картины содержания влаги.У них есть ограничения, хоть. Например, глубина считывания ограничивается максимумом от 1/4 до 3/4 дюйма, в зависимости от метра. Кроме того, бесконтактные счетчики очень чувствительны к поверхностной влаге. Просто протирая поверхность с влажной тканью может привести к резкому увеличению показаний.

Реагенты: Хотя это и встречается нечасто, в некоторых приборах используются реагенты для измерения влажности. Эти измерители обычно включают измельчение тестового образца и смешивание его с реагент, вступающий в реакцию с влагой.В результате этой реакции образуется газ, который увеличивает давление внутри испытательной камеры пропорционально количеству влаги в образце. Просто Измеряя это повышение давления, можно вычислить содержание влаги.

Зонды: Другой тип портативного влагомера, который также можно найти в некоторых моделях со штырьками и без штифтов, включает в себя выход, к которому можно подсоединить зонд измерения влажности. Зонды представляют собой очень универсальный метод обнаружения определенных участков твердых частиц, например, внутри тюка сена, вместо того, чтобы проводить испытания только вблизи поверхности.

Датчики влажности могут использовать измерение проводимости или емкостное измерение полимера. Зонды проводимости работают так же, как и штыревые измерители. Зонд излучает небольшой электрический заряд от одной точки до другой. Другой. Степень сопротивления коррелирует с количеством влаги в материале. Поскольку влага является хорошим проводником, более высокий уровень влажности приводит к более низкому сопротивлению (или большему проводимость) значения. Таким образом можно количественно определить уровень влажности.

Емкостные полимерные датчики работают на электрических характеристиках конденсатора.Конденсатор состоит из двух проводящих пластин, изолированных друг от друга диэлектриком. Способен сохраняя электрический заряд, этот заряд изменяется в зависимости от проводимости диэлектрика. Поскольку влага поглощается тонким гигроскопичным слоем полимера, который действует как диэлектрик, проводимость диэлектрика изменяется постепенно и пропорционально количеству присутствующей влаги.

Измерители влажности с фиксированным креплением

Влагомеры с фиксированным креплением предназначены для того, чтобы оставаться на месте для измерения уровня влажности в газе или углеводородных жидкостях.Для измерения уровня влажности в этих веществах потребовались самые разные технологии, чем для твердых тел.

Охлаждаемые зеркала: Они работают по принципу: когда газ течет по охлажденной поверхности, в данном случае зеркалу, на ней конденсируется влага. Точная температура при где начинается эта конденсация, является точкой росы. Температура этого зеркала понижается с высокой до низкой, и температура считывается именно тогда, когда наблюдается роса. Получив температура точки росы, можно рассчитать влажность газа.

Температура охлаждаемого зеркала регулируется потоком хладагента над зеркалом или с помощью термоэлектрического охладителя. Конденсация обнаруживается визуальными или оптическими средствами. Например, источник света может отражаться от зеркала в детектор, и конденсация обнаруживается по изменениям отраженного света. Наблюдение также можно производить визуально; Тем не менее Точная точка, в которой начинается конденсация, не видна глазу.

Датчики алюминия / оксида кремния: Датчики оксида кремния очень похожи по конструкции на емкостные датчики влажности, но имеют явные различия.Они сделаны из инертного материал подложки — обычно алюминий или кремний — который окисляется с образованием очень тонкого слоя оксида алюминия или оксида кремния. На это наносится очень тонкий слой золота с помощью химического осаждение из паровой фазы. Золото и алюминий образуют электроды конденсатора. Когда водяной пар проходит через слой золота, он адсорбируется на стенках пор оксидного слоя до тех пор, пока достигается равновесие с влажностью окружающей среды.

Как и в случае емкостных датчиков, адсорбированная влага (она поглощается емкостными датчиками) изменяет диэлектрическую проницаемость датчика пропорционально относительной влажности.Емкость датчика, которое затем преобразуется в значение влажности.

Датчики алюминия или оксида кремния предлагают недорогой и точный вариант измерения влажности. Адсорбированному водяному пару требуется время, чтобы войти в поры оксида и выйти из них, поэтому время отклика мало по сравнению с к другим технологиям. Загрязняющие и коррозионные вещества могут повредить и закупорить поры, что приведет к смещению калибровки.

Laser: Лазерная абсорбционная спектроскопия высокого разрешения (HDLAS) обеспечивает высокую точность и чувствительность измерения содержания влаги в газе в диапазоне от 0 до 10 частей. на миллион.Анализ влажности с помощью лазера включает сканирование образца в узкой полосе частот. Влага в образце поглотит фотонную энергию лазера, что приведет к потере интенсивности лазера на определенных частотах. Эта потеря интенсивности пропорциональна концентрации воды в образце.

На что следует обратить внимание при выборе измерителя влажности:

Какой тип материала будет измеряться? Твердое, жидкое или газообразное?
Какой параметр нам потребуется для количественного определения водяного пара?
Каков ожидаемый диапазон измерения?
Какой уровень производительности нам потребуется? Неуверенность? Долгосрочная стабильность? Время отклика?
Разрешение вывода?
Требуется ли какой-либо вывод?
Каковы требования для установки?

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно влагомеров, не стесняйтесь обращаться к одному из наших инженеров, отправив нам электронное письмо по адресу sales @ instrumart.com или по телефону 1-800-884-4967.

Лучшие измерители влажности (обзор и руководство по покупке) в 2020

Преимущества измерителей влажности

Они обнаруживают влажные строительные материалы. Если уровень влажности слишком высок, древесина или другой строительный материал, с которым вы работаете, может расшириться, покоробиться или стать хрупким. Повреждение водой может стать большой проблемой за короткое время.
Они экономичны. Лучше обнаружить влажную древесину, гипсокартон или бетон раньше, чем позже.Ремонт заплесневелого гипсокартона и других проблем может оказаться очень дорогостоящим, если они не будут быстро диагностированы, в то время как измеритель влажности стоит не очень дорого.
Идентифицируют мокрые дрова. Если вы сжигаете много дров для обогрева дома или для других целей, лучший измеритель влажности обнаружит влажную древесину, которая может образовывать тяжелую сажу и не горит так же хорошо, как сухая древесина.

Типы измерителей влажности

Штырь

В этом типе измерителя влажности используются два штифта, которые погружаются в материал и определяют уровень влажности внутри с помощью электрического тока.Измеритель влажности из твердой древесины со штырями обычно очень точен, а также дешевле, чем измеритель без штифта. Обратной стороной булавочных измерителей является то, что вы будете оставлять небольшие дыры в древесине или другом материале, который вы тестируете.

Бесштыревой

Лучший бесштыревой измеритель влажности также известен как бесконтактный измеритель влажности. Вы проверяете влажность материала, измеряя ее на поверхности датчиком. Обычно он имеет глубину около дюйма. Этот тип измерителя достаточно точен, и вам не нужно проделывать отверстия в материале.Одним из недостатков является то, что он стоит дороже, чем штыревой измеритель влажности. Кроме того, он может неточно измерять более толстые или плотно упакованные материалы.

Ведущие бренды

Calculated Industries

Компания Calculated Industries, расположенная в Карсон-Сити, штат Невада, производит специальные строительные калькуляторы и цифровые измерительные инструменты с 1978 года. Ее изделиями пользуются более 10 миллионов профессионалов. Одним из лучших продуктов является измеритель влажности AccuMASTER Duo Pro Pin & Pinless от компании Calculated Industries.

Ryobi

Японская компания Ryobi Seisakusho Co., Ltd. была основана в 1943 году и производит продукцию для автомобильной, электронной и телекоммуникационной отраслей. Она управляет 12 производственными предприятиями в шести странах, включая одно в Шелбивилле, штат Индиана. Одним из популярных продуктов является бесштыревой цифровой измеритель влажности Ryobi со светодиодной подсветкой.

General Tools

General Tools разрабатывает высокоточные специальные инструменты на протяжении почти столетия. Основанная в Нью-Йорке в 1922 году, компания предлагает более 1000 продуктов, в том числе цифровые инструменты для тестирования и измерения.Одним из рекомендуемых продуктов является цифровой измеритель влажности General Tools.

Lignomat USA

Lignomat начал продавать влагомеры и оборудование для контроля обжиговых печей в США в 1979 году. Сегодня он предлагает штифтовые и бесконтактные влагомеры, измерители влажности для бетона, средства контроля сушильных камер для пиломатериалов и различные беспроводные устройства мониторинга. для условий влажности и влажности. Одним из популярных продуктов является измеритель влажности Lignomat Mini-Ligno E / D.

Стоимость измерителя влажности

25-70 долларов США: Вы можете приобрести приличный измеритель влажности, не тратя много денег.Те, которые предназначены для общего использования, обычно стоят менее 100 долларов, а дешевый измеритель влажности может стоить всего 25 долларов.
Свыше 70 долларов: Профессиональные подрядчики и те, кому требуются счетчики с расширенным диапазоном и стабильными результатами, могут рассчитывать заплатить от 100 до 300 долларов.

Основные характеристики

Точность

Приборы для определения влажности имеют разный уровень точности. Премиум, влагомеры с самым высоким рейтингом будут иметь точность в пределах 0.1 процент, но они, как правило, дороже. Следующий лучший измеритель влажности имеет точность в пределах одного процента и полезен для большинства проектов. Устройства с отклонением в точности более одного процента, как правило, менее эффективны.

Тип поверхности

Вы ищете лучший измеритель влажности для дров или тот, который будет работать на бетоне? Не все влагомеры могут проводить измерения на всех типах материалов. Некоторые из них могут быть откалиброваны для определения влажности только в древесине, в то время как другие могут использоваться также для гипсокартона и бетона.

Прочие соображения

Цифровой дисплей: Лучший измеритель влажности будет иметь цифровой светодиодный или ЖК-дисплей. Измерители с этой функцией, как правило, обеспечивают более точные измерения, чем аналоговые устройства. Некоторые модели загораются, когда устройство определяет определенный уровень влажности. Они будут мигать зеленым при низкой или нулевой влажности, желтым при средней и красным при высокой.
Диапазон влажности и глубина: Влагомер может показывать от 0.2% и 60% влажности материала. Некоторые из них более точны, чем другие, поэтому в зависимости от того, для чего вы используете устройство, вам может потребоваться продукт с большей точностью. Метры могут измерять только определенную глубину. Например, безконтактные измерители обычно имеют глубину ¾ дюйма, но не работают на очень тонких досках.
Простота использования: Лучший измеритель влажности быстро отобразит необходимую информацию. Экран должен быть простым для чтения и иметь дисплей с подсветкой для лучшей видимости.Кроме того, убедитесь, что по меню легко перемещаться, чтобы вам не приходилось постоянно переключать функции, чтобы выполнять работу быстро и эффективно.
Дополнительные функции: Качественный цифровой влагомер также будет отображать температуру, что полезно, если вы исследуете возможную утечку горячей или холодной воды. Следя за изменениями температуры, вы сможете точнее определить место утечки. У других измерителей есть такие опции, как отслеживание измерений с функцией памяти.

Лучший измеритель влажности Обзоры и рекомендации 2020

Лучший результат

Это устройство работает как штыревой и бесштыревой измеритель влажности.Подушку без штифта можно использовать для поиска влаги за стеной или под полом, а с помощью штифта можно определить проблемные места и утечки. Работает по кирпичу, бетону, гипсокартону, штукатурке и ковровым покрытиям. Он отображает низкое, среднее или высокое содержание влаги с точностью +/- 3 процента. Работает от батареи 9В и имеет автоматическое отключение.

Этот влагомер прост в использовании и очень точен. Он издает звуковой сигнал, чтобы указать уровень влажности, поэтому, если уровень действительно низкий, звуковой сигнал будет медленным, но он будет издавать более быстрый звуковой сигнал с большим количеством влаги.Дисплей со светодиодной подсветкой большой, четкий и простой в использовании, а устройство в целом прочное и хорошо построенное. Штифты острые, и к изделию прилагается дополнительный набор на случай, если они вам понадобятся.

Одним из недостатков является то, что штифты легко откручиваются, отваливаются или ломаются при вставке в некоторые твердые породы дерева. Кроме того, пластик вокруг штифтов выглядит немного хрупким. Также были некоторые жалобы на то, что штифты сложно полностью вставить в некоторые материалы.

Почётное упоминание

Этот измеритель влажности штифтового типа от General Tools разработан для подрядчиков, домовладельцев и деревообработчиков, которые хотят определить местонахождение повреждений, нанесенных влагой и водой, в различных местах, в том числе под ковровым покрытием, плиткой, деревянными полами и в кладке.Он имеет два режима, поэтому вы можете обнаруживать влагу в самых разных областях, таких как тесные пространства, углы и неровный материал. Он оснащен сферическим датчиком, который измеряет влажность на глубине до четырех дюймов.

Устройство отображает информацию на большом ЖК-экране, а также на трехцветной гистограмме LDE с 40 точками. Он хранит данные, имеет предупреждение о низком заряде батареи и автоматически калибруется. Вы можете отключить различные функции, включая автоматическое питание, подсветку и звуковой сигнал. В целом, это хороший вариант среднего уровня, надежный и простой в использовании.

Один из недостатков этого устройства — батарея не может работать очень долго. Кроме того, на показания может влиять то место, куда вы кладете руки. Некоторые пользователи также жалуются, что изменение настроек может вызвать проблемы.

Почётное упоминание

Цифровой измеритель влажности NoCry определяет влажность, относительную влажность и температуру в древесине и строительных материалах с помощью встроенного датчика. Вы можете протестировать потолки, полы и стены, а также дрова и столярные изделия.Измеритель имеет четыре режима измерения, которые можно настроить для 100 различных материалов, включая твердую древесину, древесину средней плотности, мягкую древесину и строительные материалы (например, цемент и гипсокартон).

В этом устройстве есть функция автоматической калибровки, поэтому вам не нужно беспокоиться, если температура окружающей среды не достигает 77 градусов по Фаренгейту. Поскольку вам не нужно калибровать инструмент вручную, им намного проще пользоваться. ЖК-экран имеет две настройки яркости и отображает данные в градусах Фаренгейта и Цельсия.Он также отображает активные измерения и оставшийся срок службы батареи. Однако лучшая особенность — это невероятно низкая цена.

Самая большая проблема с этим устройством — проблема с пайкой, из-за которой некоторые устройства не работают правильно. Компания заменит устройство или вернет вам деньги, если вы случайно получите неисправное устройство. Еще одна проблема заключается в том, что зонды могут плохо пробивать твердые породы дерева.

Tips

Более универсальные модели влагомеров позволят вам выбрать конкретную модель в зависимости от материала, который вы используете, например гипсокартона, мягкой древесины, кирпичной кладки, твердой древесины или цемента, для измерения влажности.
Лучший измеритель влажности для гипсокартона будет включать показания для гипса. Это основной состав гипсокартона, который может разрушиться, если станет слишком влажным.
Для получения наилучших и наиболее точных показаний рассмотрите возможность использования как штыревых, так и бесштыревых влагомеров. К счастью, некоторые бренды содержат обе функции, которые дают более точные показания, чем устройства, которые предоставляют только один метод измерения.
Если у вас есть проблемы с влажностью в доме, установите вытяжные вентиляторы.Они предотвращают скопление горячего воздуха, который может вызвать конденсацию.
Детектор утечки воды предупредит вас, если ваши стены станут влажными из-за прорыва трубы, и это может быть хорошим решением, если у вас есть проблемы с водопроводом.
Другие способы уменьшения влажности, влажности и конденсации включают установку кухонной вытяжки и установку осушителей в тех местах вашего дома, которые склонны к сырости.

Часто задаваемые вопросы

В: Как использовать влагомер?

A: Если у вас есть измеритель влажности штыревого типа, включите его и выберите нужный режим.Затем вставьте штифты в поверхность под перпендикулярным углом и снимите показания. При использовании бесштыревого измерителя просто включите его и поместите датчики поверх материала, чтобы получить показания.

В: Обнаруживают ли влагомеры плесень?

A: Даже лучший датчик влажности не имеет настройки «плесень», но он может определять карманы влаги, которые могут содержать споры плесени.

В: Могу ли я использовать влагомер как внутри, так и снаружи?

A: Большинство влагомеров работают в заданном температурном диапазоне, например от 32 до 104 градусов по Фаренгейту.Их можно использовать как в помещении, так и на улице; просто убедитесь, что аккумулятор не разряжен, чтобы он работал в меру своих возможностей.

Заключительные мысли

Мы выбрали лучший измеритель влажности — измеритель влажности AccuMASTER Duo Pro Pin & Pinless от компании Calculated Industries. Это универсальный двойной измеритель влажности, потому что он работает как штыревой, так и как бесштыревой прибор. Работает по кирпичу, бетону, гипсокартону, штукатурке и ковровым покрытиям. Он также прост в использовании и очень точен.

Для более дешевого варианта рассмотрите измеритель влажности древесины Tavool.

Пейзаж: Измерение влажности почвы | Центр сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Университета Массачусетса

Обычно ландшафтная практика дополняет ливни с помощью ирригационной системы, чтобы растения выглядели наилучшим образом. Многие системы являются автоматическими: более сложные устройства подключаются к электронному контроллеру, работающему с климатом, и работают, когда этого требуют погодные условия и данные о суммарном испарении; более простые работают по установленному расписанию, привязанному только к часам. Любая из этих систем может использовать больше воды, чем необходимо для поддержания здорового ландшафта.Чтобы получить четкое представление о том, когда и сколько поливать посадки, менеджеры сельского хозяйства долгое время полагались на измерения влажности почвы; Специалисты по ландшафту могут сделать то же самое, чтобы максимально повысить эффективность орошения ландшафтных и газонных насаждений.

Терминология влажности почвы

Следующие термины обычно используются для описания способа количественной оценки влажности почвы. Более подробную информацию обо всем этом можно найти в публикациях по распространению сельскохозяйственных знаний, перечисленных в разделе «Ресурсы».

Содержание воды в почве — это показатель количества воды в известном количестве почвы; он может быть выражен в процентах воды от веса или объема почвы или в дюймах водяного столба на фут почвы.
Потенциал воды в почве или Напряжение влаги в почве — это показатель того, насколько плотно вода удерживается в почве, и выражается в единицах давления, называемых барами (один бар равен по силе давлению в одну атмосферу). Как правило, чем суше почва, тем больше водный потенциал почвы и тем тяжелее растение должно работать, чтобы извлечь воду из почвы.
Доступная вода для растений (PAW) — это количество воды в почве между полевой емкостью почвы (содержание влаги в почве после того, как сила тяжести удалила любой свободный дренаж, избыточную воду) и ее точкой постоянного увядания (влажность почвы, при которой большинство растений не могут оправиться от увядания).Он выражается в дюймах доступной воды на фут почвы.
Эта цифра важна, потому что именно в этом диапазоне (между полевой урожайностью и точкой увядания) следует проводить орошение, исходя из количества PAW, которое может быть истощено в почве без вреда для роста и развития растений. Растения с неглубокими корнями и низкой плотностью корней следует поливать до того, как уровень влажности почвы приблизится к точке постоянного увядания, поскольку они будут менее способны поглощать всю доступную воду, чем растения с более глубокими корнями и более высокой плотностью корней.
Полезным инструментом для оценки PAW в различных типах почв является калькулятор гидравлических свойств, который легко доступен в Интернете. Калькулятор прост, но требует, чтобы пользователь знал процентное содержание песка и глины в его или ее почве. Этот вид текстурного анализа почвы может быть запрошен в ходе испытания почвы в Лаборатории исследования почвенных и растительных тканей Университета Массачусетса (https://ag.umass.edu/services/soil-plant-nutrient-testing-laboratory).

Измерение влажности почвы

Доступен широкий спектр инструментов для определения влажности почвы, и устройства, упомянутые здесь, обычно используются для целей управления орошением.Они не намного дороже простых датчиков почвы (но намного точнее) и просты в эксплуатации.

Тензиометры — это устройства для измерения напряжения влажности почвы. Это герметичные заполненные водой трубки с пористым керамическим наконечником внизу и вакуумметром вверху. Они закладываются в почву на глубину корневой зоны растений. Вода перемещается между наконечником тензиометра и окружающей почвой до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие, и напряжение влаги будет регистрироваться датчиком в верхней части устройства.Показания указывают на наличие воды в почве. Тензиометры лучше всего работают при напряжении влажности почвы, близкой к полевой емкости, и их необходимо отремонтировать перед повторным использованием, если они высохнут. Средняя стоимость тензиометра составляет 50-100 долларов (и обычно в одном месте устанавливается более одного) (Cregg, 2003).
Блоки электрического сопротивления , также известные как гипсовые блоки , измеряют водное напряжение почвы. Они состоят из двух электродов, встроенных в блок из пористого материала, обычно из гипса; электроды соединены с подводящими проводами, которые доходят до поверхности почвы для считывания портативным измерителем.Когда вода перемещается в пористый блок или из него в равновесии с окружающей почвой, происходят изменения электрического сопротивления между двумя электродами. Показания измерителя сопротивления преобразуются в натяжение воды с помощью калибровочной кривой. Гипсовые блоки работают в более широком диапазоне напряжений влажности почвы, чем тензиометры, но имеют тенденцию к ухудшению со временем и, возможно, даже нуждаются в замене ежегодно (Werner, 2002). Отдельные блоки могут стоить всего 1,25 доллара каждый, а счетчик — около 300 долларов (Cregg, 2003). Датчики с зернистой матрицей — это более новые устройства, похожие на гипсовые блоки, но менее подверженные разрушению. Датчики дороже гипсовых блоков, в пределах 30 долларов.
Рефлектометрия во временной области (TDR) — это новый инструмент, который посылает электрический сигнал через стальные стержни, помещенные в почву, и измеряет возврат сигнала для оценки содержания влаги в почве. Влажная почва возвращает сигнал медленнее, чем сухая. Этот тип датчика дает быстрые и точные показания содержания влаги в почве и практически не требует обслуживания.Однако для интерпретации данных требуется больше работы и может потребоваться специальная калибровка в зависимости от характеристик почвы. Стоимость варьируется от 100 до 500 долларов (Ling, 2005).

Ресурсы

Дополнительные сведения о теории и практике измерения влажности почвы см. В следующих дополнительных публикациях:

Крегг, Б. 2003. Измерение влажности почвы в питомниках и ландшафтах. Предупреждение группы консультантов по урожаю, Том. 18, No. 12. Расширение Университета штата Мичиган, Ист-Лансинг, Мичиган.
Evans, R., D. Cassel, R. Sneed. 1996. Измерение воды в почве для планирования орошения: методы и устройства мониторинга. Номер публикации: AG 452-2. Кооперативная служба поддержки Северной Каролины. Роли, Северная Каролина.
Линг, П. 2005. Обзор датчиков влажности почвы. Vol. 12, Выпуск 3. Цветоводство Огайо Интернет. Расширение государственного университета Огайо. Колумбус, Огайо.
Шерер Т., Б. Силиг, Д. Францен. 1996. Характеристики почвы, воды и растений, важные для орошения.EB-66. Консультационная служба государственного университета Северной Дакоты. Фарго, Северная Дакота.
Вернер, Х. 2002. Измерение влажности почвы для управления оросительной водой. FS876. Кооперативная консультативная служба государственного университета Южной Дакоты. Брукингс, SD.

Автор : Дженнифер Куявски
Пересмотрено : 09/2011

Система измерения влажности почвы Watermark — Оборудование для полевых измерений

Датчики влажности почвы, измеряющие напряжение влаги в почве, считываются с помощью измерителя влажности почвы «Водяной знак».Принцип измерения аналогичен принципу измерения системы гипсовых блоков. Однако специальные датчики не растворяются в почве и имеют более равномерное распределение пор, так что возможны более точные измерения.

Преимущества Система измерения влажности почвы Watermark

Дешевый, но серьезный измеритель
Результаты, прямо выраженные как всасывание почвы
Диапазон позволяет измерять деревья и сухие культуры
Также подходит для рекомендаций по поливу
Датчики не обслуживаются в полевых условиях
Стабильные долговечные датчики, нечувствительные к солености
Легкое считывание с помощью простого дешевого прибора
Температуру можно корректировать
Доступен дешевый простой 8-портовый регистратор данных

Примечания

Зондам необходим хороший контакт с почвой

Диапазон измерения

Датчики влажности почвы, которые имеют диапазон измерения 0-200 кПа (0-200 куб.бар), могут использоваться по отдельности или в сочетании с трубкой из ПВХ (различной длины) для измерения напряжения влаги.Условием надежных измерений является оптимальный контакт датчика с почвой. С помощью специального шнека предварительно просверливаются отверстия, чтобы датчики влажности почвы можно было разместить на разной глубине. Датчики находятся в постоянном захоронении и имеют средний срок службы 3-5 лет.

С помощью измерителя температуры почвы, измеренная температура может быть установлена в измерителе влажности почвы с учетом корректировки температуры. Электрическое сопротивление преобразуется измерителем влажности почвы в напряжение влаги в кПа.Датчики влажности почвы могут использоваться в качестве замены тензиометрам в большинстве сельскохозяйственных и ландшафтных ирригационных сред. Если требуется серия измерений влажности почвы, датчики влажности почвы можно легко подключить к регистратору данных.

Измерение почвенной воды для планирования орошения: методы и устройства мониторинга

Осадки являются основным источником воды для сельскохозяйственных культур Северной Каролины.Однако многие производители прибегают к орошению, чтобы дополнить атмосферные осадки. Для получения максимальной прибыли поливочная вода должна применяться по графику, обеспечивающему наиболее эффективное использование воды и энергии.

Количество воды, доступной растениям из почвы, определяет, когда и сколько поливной воды следует применять. Таким образом, первым шагом в планировании полива является измерение влажности почвы.

Эта публикация предоставляет следующую информацию, которая вам понадобится для измерения воды в почве:

Типы имеющихся в наличии средств измерения влажности почвы
Как правильно выбрать измерительный прибор
Как подготовить и установить эти устройства

Планирование полива — это знание того, когда поливать и сколько воды применять.Эффективное планирование требует знания свойств почвы, взаимосвязи между почвой и водой, урожая и климата. Стратегии планирования обсуждаются в публикации расширения AG 452-4, Планирование орошения для повышения эффективности использования воды и энергии .

Не вся вода, содержащаяся в почве, доступна растениям. Чтобы интерпретировать измерения почвенной воды и применять их при планировании орошения, вы должны уметь различать три категории воды в почве: (1) гравитационная вода, (2) вода, доступная для растений, или PAW (иногда называемая капиллярной водой) и (3) недоступная вода.Термины «почва-вода», связанные с графиком полива, определены во вставке ниже. Для получения дополнительной информации о почвенно-водной среде см. Дополнительную публикацию AG 452-1, Характеристики почвы, воды и сельскохозяйственных культур, важные для планирования полива, .

**Термины «почва-вода», используемые при планировании орошения.**
Срок	Определение
Напряжение всасывания	Мера адсорбционной силы, с помощью которой почва удерживает воду.Напряжение — это мера отрицательного давления (всасывания) относительно преобладающего нулевого атмосферного манометрического давления.
Пруток	Единица, обычно используемая при планировании орошения для выражения напряжения почвы и воды.
Насыщенность	Состояние, при котором все поры почвы заполнены водой. При насыщении натяжение почвенной воды равно нулю.
Вместимость поля (FC)	Содержание воды в почве после того, как сила тяжести высосала или удалила всю воду, которую она могла, обычно через 1–3 дня после дождя.Емкость поля считается верхним пределом воды, доступной для растений. При измерении в полевых условиях это эквивалентно напряжению воды в почве примерно 0,1 бар.
Гравитационная вода	Вода в почве, которая может стекать или перемещаться под действием силы тяжести. Гравитационная вода — это объем воды в почве между насыщением и полевой емкостью. Эта вода обычно не используется растениями.
Капиллярная вода	Вода, оставшаяся в порах почвы после того, как гравитационная вода дренировалась, или которая свободно удерживается вокруг частиц почвы за счет поверхностного натяжения.Большая часть почвенной воды, доступной растениям, — это капиллярная вода, но не вся капиллярная вода доступна растениям.
Постоянная точка увядания (PWP)	Содержание воды в почве, при котором здоровые растения больше не могут извлекать воду из почвы достаточно быстро, чтобы оправиться от увядания. Постоянная точка увядания считается нижней границей доступной для растений воды. На данный момент считается, что натяжение грунта и воды составляет 15 бар.
Вода, доступная для растений (PAW)	Количество воды, содержащейся в почве, доступной для растений; разница между полевой урожайностью и постоянной точкой увядания.
Недоступная вода	Вода в тонких плотно удерживаемых пленках вокруг частиц почвы; недоступен для растений.
Объем истощения	Количество доступной для растений воды, удаленной из почвы растениями, и испарения с поверхности почвы.
Допустимый объем истощения	Количество доступной для растений воды, которое может быть удалено из почвы без серьезного воздействия на рост и развитие растений.

Для измерения содержания воды в почве можно использовать самые разные методы и устройства. К ним относятся метод на ощупь, гравитационный метод, тензиометр, блоки электрического сопротивления, нейтронный зонд, феновые ячейки и рефлектометр во временной области. Большинство этих методов и устройств не измеряют воду в почве напрямую; они измеряют свойство почвы, которое может быть связано с состоянием почвы и воды, и поэтому называются косвенными методами.Эти методы отличаются простотой использования, надежностью, стоимостью и трудозатратами.

Метод ощущений

Как следует из названия, метод ощущения включает в себя оценку воды в почве путем ощупывания почвы. Этот метод прост в использовании, и многие производители планируют полив таким образом. Однако этот метод полностью субъективен; результаты зависят от опыта человека, производящего измерение. Надежность этого метода обычно низка, если оператор не очень опытен.Метод нащупывания обычно не рекомендуется и должен использоваться только в крайнем случае.

Гравиметрический метод

С помощью гравиметрического метода влажность почвы определяется путем взятия пробы почвы с желаемой глубины почвы, ее взвешивания, сушки в духовке (в течение 24 часов при 220 градусах по Фаренгейту), а затем повторного взвешивания сухой пробы, чтобы определить, сколько воды был потерян. Этот способ прост и надежен. К сожалению, это нецелесообразно для планирования полива, потому что для сушки образца требуется целый день.В песчаной почве, которая быстро сохнет, может потребоваться полив до получения результатов измерения. Гравиметрический метод наиболее полезен для калибровки других устройств для измерения воды в почве.

Тензиометр

Тензиометр — это герметичная, воздухонепроницаемая, заполненная водой трубка (цилиндр) с пористым наконечником на одном конце и вакуумметром на другом, как показано на рисунке 1. Тензиометр измеряет всасывание воды из почвы (отрицательное давление), которое составляет обычно выражается как напряжение.Это всасывание эквивалентно силе или энергии, которые растение должно приложить для извлечения воды из почвы. Инструмент должен быть установлен правильно, чтобы пористый наконечник находился в хорошем контакте с почвой, обеспечивая равновесие между всасыванием воды из почвы и всасыванием воды в наконечнике. Сила всасывания в пористом наконечнике передается через столб воды внутри трубки и отображается как показание натяжения на вакуумметре. Напряжение почвы и воды обычно выражается в барах или сантибарах.Один столбик равен 100 сантибарам (cb).

Всасывание наконечника передается на вакуумметр из-за сил сцепления между соседними молекулами воды. Когда всасывание приближается примерно к 0,8 бар (80 куб. См), силы сцепления превышаются за счет всасывания, и молекулы воды разделяются. Когда это происходит, воздух может попасть в трубку через пористый наконечник, и тензиометр перестает правильно работать. Это состояние обозначается как разрывное напряжение . Тензиометры работают в диапазоне от 0 до 0.8 бар. Шкала всасывания на вакуумметрах большинства коммерческих тензиометров показывает от 0 до 100 куб.

Тензиометры вполне доступны для планирования полива. Стоимость колеблется от 25 до 50 долларов за штуку, в зависимости от длины ствола, которая колеблется от 6 до 72 дюймов. Единственное другое необходимое оборудование — это небольшой ручной вакуумный насос, используемый для калибровки и периодического обслуживания. Тензиометры просты в использовании, но могут давать неверные показания, если их не обслуживать регулярно.

Тензиометры лучше всего подходят для использования в почвах, которые выделяют большую часть доступной для растений воды (PAW) при всасывании почвенной воды от 0 до 80 куб.Текстуры почвы в этой категории состоят из песка, суглинистого песка, супеси и более крупнозернистого диапазона суглинков и супесей. Многие глинистые и илистые почвы все еще удерживают более 50 процентов воды, доступной для растений, при всасывании более 80 куб. См, что выходит за пределы рабочего диапазона тензиометра. Тензиометры не рекомендуются для глинистых и илистых почв, если только орошение не запланировано до 50-процентного истощения доступной для растений воды, что является нормальной практикой для некоторых овощных культур, таких как помидоры.Способы изготовления и установки тензиометров обсуждаются далее в этой публикации.

Блоки электрического сопротивления

Блоки электрического сопротивления состоят из двух электродов, заключенных в блок из пористого материала, как показано на рисунке 2. Блок часто изготавливается из гипса, хотя иногда используется стекловолокно или нейлон. Блоки электрического сопротивления часто называют гипсовыми блоками и иногда просто блоками влажности . Электроды подключаются к изолированным выводным проводам, идущим вверх к поверхности почвы.

Блоки сопротивления работают по тому принципу, что вода проводит электричество. При правильной установке всасывание воды из пористого блока находится в равновесии с всасыванием воды из почвы в окружающую почву. При изменении влажности почвы изменяется и содержание воды в пористом блоке. Электрическое сопротивление между двумя электродами увеличивается по мере уменьшения содержания воды в пористом блоке. Сопротивление блока можно связать с влажностью почвы по калибровочной кривой.

Для измерения содержания воды в почве провода подключаются к измерителю сопротивления, содержащему источник напряжения. Счетчик обычно показывает от 0 до 100 или от 0 до 200. Высокие показания шкалы (соответствующие низкому электрическому сопротивлению) указывают на высокий уровень воды в почве, тогда как низкие показания счетчика указывают на низкие уровни. Блоки электрического сопротивления довольно недорогие, от 3 до 12 долларов каждый. Портативный ручной измеритель сопротивления стоит от 250 до 300 долларов и может быть подключен для считывания по очереди множества различных блоков.

Из-за размера пор материала, используемого в большинстве блоков электрического сопротивления, особенно в тех, которые сделаны из гипса, содержание воды и, следовательно, электрическое сопротивление блока не изменяется резко при всасывании менее 0,5 бар (50 куб. См). Следовательно, блоки сопротивления лучше всего подходят для использования в мелкозернистых почвах, таких как илы и глины, которые удерживают не менее 50 процентов воды, доступной для растений, при всасывании более 0,5 бар. Блоки электрического сопротивления ненадежны для определения того, когда следует орошать песчаные почвы, где более 50 процентов воды, доступной для растений, обычно истощается при всасывании менее 0.5 бар. Способы подготовки и установки блоков электрического сопротивления обсуждаются в следующем разделе.

Нейтронный зонд

Нейтронный зонд использует источник излучения для измерения содержания воды в почве. Пустая трубка (трубка доступа) с внутренним диаметром 2 дюйма должна быть установлена вертикально в почве на каждом участке поля, где будет измеряться вода в почве. При правильной калибровке нейтронный зонд прост в использовании, надежен и точен, но стоит дорого (от 3000 до 4000 долларов за единицу).Одним из его преимуществ является то, что измерения воды в почве могут быть легко выполнены на разных глубинах профиля почвы. Из-за своей стоимости нейтронный зонд не так практичен, как другие методы для использования на ферме. Это может быть жизнеспособным вариантом для операторов с большими площадями орошаемых земель. В настоящее время он используется некоторыми консультантами по ирригации для выполнения технических задач, необходимых для планирования полива.

Фен клетка

Ячейка Phene работает по принципу, согласно которому почва проводит тепло в зависимости от содержания в ней воды.Измеряя тепло, передаваемое от источника тепла, и калибруя проводимость в зависимости от содержания воды для конкретной почвы, ячейку Phene можно надежно использовать для определения содержания воды в почве. Поскольку ячейка Phene размещается на желаемой глубине почвы, для каждой глубины в каждом месте, которое необходимо контролировать, требуется отдельная ячейка. Элемент стоит около 100 долларов, а прибор, необходимый для измерения тепловыделения, стоит еще 1000 долларов. Для орошения небольших площадей общая стоимость использования элемента Phene меньше, чем стоимость нейтронного зонда.Для больших площадей нейтронный зонд может быть более экономичным.

Рефлектометр во временной области

Рефлектометр во временной области (TDR) — это новое устройство, разработанное для измерения содержания воды в почве. Две параллельные стержни или жесткие проволоки вставляются в почву на глубину, на которой требуется среднее содержание воды. Стержни подключены к инструменту, который посылает электромагнитный импульс (или волну) энергии вдоль стержней. Скорость, с которой волна энергии проводится в почву и отражается обратно к поверхности почвы, напрямую связана со средним содержанием воды в почве.Один инструмент можно использовать для сотен пар стержней. Это устройство, которое только-только становится коммерчески доступным, простое в использовании и надежное.

TDR дорогой, его стоимость составляет около 8000 долларов за единицу. Хотя это, вероятно, слишком дорого для планирования полива (за исключением очень крупных операций), оно может стать предпочтительным устройством в будущем.

Рисунок 1.Схема тензиометра.

Рисунок 2. Схема блока электрического сопротивления и измерителя. Блок зарывают в почву на половину эффективной глубины корней. При правильной калибровочной кривой показания счетчика могут быть связаны с влажностью почвы.

Если учесть стоимость, простоту использования и надежность, тензиометры и блоки электрического сопротивления обычно являются наиболее практичными приборами для измерения воды в почве в Северной Каролине.Для достижения наилучших результатов тензиометры и блоки электрического сопротивления должны быть правильно установлены, обслуживаться и откалиброваны для основных типов почвы на каждом поле. Процедуры установки тензиометров и блоков сопротивления описаны в следующем разделе. Гравиметрический метод можно использовать для калибровки тензиометров и блоков электрического сопротивления на ферме. Процедуры калибровки приведены в дополнительной публикации AG 452-03, «Калибровка устройств для измерения грунтовых вод ».

Тензиометры

Перед установкой тензиометра пористый наконечник следует смочить в воде на ночь.Затем трубка должна быть заполнена кипяченой (безвоздушной) водой, а датчик и наконечник должны быть проверены с помощью небольшого ручного вакуумного насоса (доступного у производителей тензиометров). Вакуумный насос также должен быть оборудован вакуумметром. Он используется для создания вакуума в тензиометре.

После того, как пористый наконечник тензиометра пропитается, присоедините вакуумный насос к верхней части тензиометра со снятой крышкой. Используйте насос для откачивания воздуха из цилиндра тензиометра. Показания вакуумметра на насосе и тензиометре должны совпадать.Кроме того, это показание должно оставаться постоянным в течение нескольких секунд, указывая на то, что воздух не просачивается через пористый наконечник.

Если невозможно сохранить натяжение, вероятно, наконечник или ствол повреждены или треснуты. Самая частая причина поломки — трещина на пористом наконечнике в результате грубого обращения. Треснувший наконечник позволяет воздуху попадать в ствол, так что силы натяжения в почве неправильно передаются на калибр. Наконечники, уплотнения и датчики могут быть заменены производителем тензиометра.

После завершения испытания вакуумного насоса следует проверить резиновое уплотнение в крышке. Полностью соберите тензиометр и поместите его на стол или поверхность так, чтобы пористый наконечник был открыт для воздуха. Из наконечника начнет испаряться вода. Через несколько минут показание натяжения на манометре должно начать увеличиваться. В противном случае резиновая пробка в колпачке не обеспечивает хорошее уплотнение и ее следует заменить. В остальном тензиометр готов к установке. Его следует транспортировать в поле с наконечником, погруженным в емкость с водой или завернутым во влажную ткань, чтобы не нарушить натяжение перед установкой.

Зонд, диаметр которого немного меньше диаметра пористого наконечника (например, стальной стержень, ручка метлы или трубка), используется для проделывания отверстия в почве для тензиометра. Глубина отверстия должна быть примерно на ¹ ⁄ ₄ на 1 дюйм меньше, чем фактическая глубина для пористого наконечника (Рисунок 3). Залейте в ямку ¹ ⁄ ₄ стакана воды, чтобы увлажнить почву внизу. Вставьте тензиометр и осторожно нажмите на него до желаемой глубины, обычно равной половине эффективной глубины корневой зоны.Чтобы обеспечить хороший контакт между почвой и пористым наконечником, вставьте наконечник в ненарушенную почву чуть ниже глубины, создаваемой зондом. После установки зонда почва и пористый наконечник обычно достигают равновесия в течение 24 часов, после чего инструмент готов к использованию.

Полевые опыты с тензиометрами неоднозначны. При правильной установке и обслуживании тензиометры надежны. Неудовлетворительные результаты обычно вызваны ненадлежащим обслуживанием. Песчаные почвы, которые лучше всего подходят для тензиометров, имеют низкий уровень доступной для растений воды.В грубых песчаных почвах содержание воды может снизиться с полевой емкости до менее 20 процентов воды, доступной для растений, в течение трех дней. При такой скорости истощения натяжение может превысить 80 куб. М в течение трех дней, нарушая водяной столб (натяжение). В этом случае почва может казаться сухой, а урожай покажет видимые признаки стресса. Однако из-за того, что натяжение было нарушено, и тензиометр больше не работает должным образом, датчик показывает низкое напряжение (высокая влажность почвы). Таким образом, ирригатор заключает, что тензиометр ненадежен.Тензиометры следует снимать каждый день (иногда два раза в день на очень песчаных почвах), пока вы не почувствуете, насколько быстро почва сохнет после дождя или полива.

В случае нарушения натяжения тензиометр необходимо отремонтировать. Сюда входит наполнение прибора кипяченой водой и проверка с помощью вакуумного насоса. Добавление небольшого количества пищевого красителя в кипяченую воду облегчает определение наличия воды в тензиометре. Пузырьки воздуха в толще воды, как правило, собираются в верхней части бочки и кажутся прозрачными по сравнению с цветной водой.В толще воды всегда не должно быть пузырьков воздуха, а вода всегда должна храниться в резервуаре. Может возникнуть необходимость долить воду в резервуар в течение сезона, даже если натяжение не нарушено.

Блоки электрического сопротивления

Как и тензиометры, блоки электрического сопротивления следует замочить на ночь перед установкой в полевых условиях. Для проделывания отверстия на желаемую глубину установки следует использовать зонд для почвы. Отверстие должно быть немного больше, чем блок влаги, чтобы блок легко скользил внутрь.После установки блока сопротивления в яму засыпьте яму густой жидкой жидкостью, используя грунт с монтажной глубины. Поскольку мелкозернистые почвы сохнут не так быстро, как песчаные, блоки сопротивления не нужно снимать так часто, как тензиометры. Обычно достаточно трех-четырех измерений в неделю.

На электрическое сопротивление почвы и воды влияют вещества, растворенные в воде. Обмен воды между почвой и блоком в течение сезона полива может постепенно изменить электрическое сопротивление блока и, в конечном итоге, изменить калибровку.Это не является серьезной проблемой для почв Северной Каролины, если для орошения не используется сильно засоленная вода. Однако, поскольку блоки электрического сопротивления недороги, необходимо устанавливать новые калиброванные блоки в начале каждого вегетационного периода.

Рисунок 3. Установка тензиометра. Тензиометр следует устанавливать на половину эффективной глубины корня.Пористый наконечник должен хорошо контактировать с прилегающей почвой.

Если используются тензиометры или блоки электрического сопротивления, то по крайней мере одно устройство должно быть расположено в каждом из основных типов почвы на орошаемом поле.Для большинства почв, орошаемых в Северной Каролине, эффективная глубина корней составляет около 12 дюймов. Следовательно, прибор для измерения влажности почвы следует устанавливать на глубину 6 дюймов. В почвах с резким изменением текстуры в пределах 12 дюймов от поверхности почвы, например, с текстурой поверхности суглинка, покрывающей супесчаный суглинок, по одному устройству следует устанавливать в центре эффективной части корневой зоны каждого слоя.

Приборы для измерения влажности почвы должны быть установлены в ряду с растениями. Установите их как можно скорее после посадки, чтобы вокруг них росли корни, а добыча воды напоминала естественные полевые условия.Отметьте каждое устройство, чтобы его можно было легко найти на растущей культуре. Отметьте конец каждой строки, содержащей устройство.

Содержание воды в почве можно надежно измерить с помощью нескольких различных устройств. Успех является результатом выбора устройства, подходящего для орошаемых почв и сельскохозяйственных культур, и которым вы уверены в использовании. Персонал вашей окружной службы по расширению сельскохозяйственных угодий и сохранению почвы готов помочь с этими решениями по орошению.Они знакомы с приборами для измерения влажности почвы и прошли обучение по их правильному использованию.

Роберт Эванс: Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дональд Кассель: Почетный профессор
Почвоведение

Дата публикации: 1 июня 1996 г.
AG-452-02

Н.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.