Inhoud
- Wat een vochtigheidsmeter meet
- Gekoelde spiegel dauwpunthygrometer
- Leonardos Hygrometer
- Haarhygrometer
- psychrometer
Wat een vochtigheidsmeter meet
Vochtigheid, een maat voor waterdamp in de lucht, is een van de variabelen gemeten in basismeteorologie. Er zijn eigenlijk verschillende soorten luchtvochtigheid, maar wat de meeste mensen bedoelen als ze het hebben over 'luchtvochtigheid' is relatieve luchtvochtigheid. Relatieve vochtigheid wordt gedefinieerd door Perrys Chemical Engineers Handbook als "de verhouding van de partiële druk van waterdamp in het mengsel tot de verzadigde dampdruk van water bij een voorgeschreven temperatuur."
Met andere woorden, relatieve vochtigheid is een indirecte manier om te meten hoeveel waterdamp er op een bepaald moment in de lucht is, versus hoeveel waterdamp de lucht maximaal kan vasthouden. Het wordt uitgedrukt als een percentage. Wanneer de relatieve vochtigheid 100% wordt, begint waterdamp in de lucht terug te condenseren in vloeibaar water: het zal regenen.
Relatieve vochtigheid is handig om te weten, omdat het een idee geeft van hoe "nat" de lucht aanvoelt. Lage relatieve vochtigheid kan leiden tot een droge huid, jeuk en dorst. Hoge relatieve luchtvochtigheid zorgt ervoor dat koude temperaturen kouder aanvoelen en hete temperaturen warmer. Wanneer het weer erg heet is, belemmert een hoge luchtvochtigheid het lichaam om af te koelen door te zweten. Relatieve luchtvochtigheid heeft ook invloed op delicate machines zoals computerprintplaten en op de ontwikkeling van micro-organismen en schimmels. In huis maakt een hoge luchtvochtigheid meer kans op schimmel, terwijl een lage luchtvochtigheid de verspreiding van het griepvirus vergemakkelijkt.
Om al deze redenen en meer is het handig om op de hoogte te zijn van de relatieve vochtigheid. Gezamenlijk wordt elk van de instrumenten die worden gebruikt om de vochtigheid te meten een hygrometer, een vochtigheidsmeter genoemd.
Gekoelde spiegel dauwpunthygrometer
Een van de meest nauwkeurige en moderne soorten hygrometers wordt een "gekoelde spiegeldauwpunthygrometer" genoemd. Een spiegel is gekoeld, waardoor condens op het oppervlak ontstaat. Hoe hoger de relatieve luchtvochtigheid, hoe meer condensatie zich vormt. Dit wordt gemeten met behulp van een optische sensor die de druppels detecteert die het gladde oppervlak van de spiegel vervormen. Deze hygrometers zijn elektronische apparaten die speciale expertise vereisen om te bouwen.
Leonardos Hygrometer
De eerste bekende hygrometer werd ongeveer 500 jaar geleden uitgevonden door Leonardo da Vinci. Hij kwam op het idee om een bol wol te wegen, waarvan het gewicht zou veranderen afhankelijk van het vocht in de lucht. Dit was geen erg effectief ontwerp en het zou lang duren voordat de relatieve vochtigheid nauwkeurig kon worden gemeten.
Haarhygrometer
Iets meer dan 200 jaar geleden vond een wetenschapper genaamd Horace Bénédict de Saussure een hygrometer uit met een haarlok van mensen of dieren. Afhankelijk van de relatieve vochtigheid, zal het haar krimpen of in de lengte groeien met een zeer kleine hoeveelheid, langer groeien bij hoge luchtvochtigheid en krimpen bij lage luchtvochtigheid. Wanneer het haar onder spanning wordt gezet, kan deze verandering worden gemeten. Deze zogenaamde "haarhygrometers" worden nog steeds gebruikt.
psychrometer
Het meest bekende type hygrometer wordt een "psychrometer" genoemd. (Psychrometrie is een technisch gebied dat zich bezighoudt met de eigenschappen van mengsels van gas en damp. "Psychro" is een Griekse wortel die "koud" betekent.) Een psychrometer werkt door twee thermometers achter elkaar te gebruiken. Een van de thermometers wordt continu nat gehouden door bedekt te zijn met zoiets als een natte doek. Terwijl het water uit de doek verdampt, absorbeert het energie, waardoor de temperatuur in de directe omgeving wordt verlaagd. (Het is dezelfde reden dat uw zwempak koud aanvoelt nadat u uit een zwembad of bubbelbad bent gekomen.) Deze temperatuurdaling wordt gemeten door de natte thermometer, die een lagere temperatuur registreert dan anders het geval zou zijn.
De andere thermometer blijft droog en wordt als referentie gebruikt. Het meet de werkelijke temperatuur van de lucht. De relatieve vochtigheid kan vervolgens worden berekend door het verschil in temperatuurmetingen tussen deze twee thermometers te meten. Als het temperatuurverschil laag is, moet de relatieve luchtvochtigheid hoog zijn, omdat dit betekent dat minder water kan verdampen uit het doek dat de natte thermometer bedekt, wat op zijn beurt betekent dat de lucht al veel water bevat. Evenzo moet, als het temperatuurverschil hoog is, de relatieve vochtigheid laag zijn, omdat meer water uit de doek kan verdampen.
Psychrometers zijn alleen effectief als ze zeer nauwkeurig zijn gekalibreerd en ze moeten regelmatig opnieuw worden gekalibreerd.