Mục lục
Nhiệt kế ẩm là công cụ cần thiết cho con người để đo lường độ ẩm trong không khí. Bài viết giải thích nhiệt kế ẩm là gì, phân loại, lịch sử và cách sử dụng.
Nhiệt kế ẩm là thiết bị rất thích hợp và quan trọng trong việc đo lường độ ẩm không khí. Các nỗ lực phát triển ẩm kế đã xuất phát từ những năm 1400. Ẩm kế có nhiều loại, với kết cấu, cách sử dụng và ứng dụng vào từng lĩnh vực khác nhau.
1. Nhiệt kế ẩm là gì?
Hãy tưởng tượng bạn đang sống trong một không gian thường xuyên ẩm ướt và không có cách nào để kiểm soát lượng ẩm trong không khí. Tất cả chúng ta sẽ luôn mệt mỏi và trở nên ốm yếu. May mắn cho chúng ta, có một cách để đo lường lượng ẩm trong không khí và chuẩn bị cho những thay đổi. Tất cả đều nhờ vào các thiết bị gọi là nhiệt kế ẩm.
Nhiệt kế ẩm (hay ẩm kế) là một công cụ thời tiết được sử dụng để đo lượng độ ẩm trong khí quyển. Máy đo độ ẩm là công cụ hữu ích sử dụng hiệu chuẩn và tính toán sự thay đổi nhiệt độ và áp suất để đo lượng ẩm trong không khí.
Chúng không chỉ hữu ích trong gia đình và các tòa nhà văn phòng, mà còn hữu ích trong các quy trình sản xuất và công nghiệp, nơi những thay đổi nhỏ về độ ẩm có thể ảnh hưởng đến vật liệu được sản xuất.
2. Độ ẩm là gì?
Độ ẩm là lượng hơi nước trong khí quyển do ngưng tụ và bay hơi. Nó có thể được đo bằng độ ẩm tuyệt đối, là lượng hơi nước trong một đơn vị thể tích không khí, hoặc độ ẩm tương đối, là tỷ lệ độ ẩm trong khí quyển với độ ẩm tối đa mà khí quyển có thể giữ.
Đây là thứ mang lại cho bạn cảm giác nhớp nháp khó chịu vào một ngày nắng nóng và có thể gây say nóng. Chúng ta cảm thấy thoải mái nhất với độ ẩm tương đối từ 30% đến 60%.
Độ ẩm rất quan trọng đối với sự thoải mái và sức khỏe của chúng ta. Độ ẩm có liên quan đến buồn ngủ, thờ ơ, thiếu quan sát, kỹ năng quan sát kém hơn và dễ cáu kỉnh. Độ ẩm cũng là một yếu tố dẫn đến say nóng và kiệt sức vì nóng.
Cũng như ảnh hưởng đến con người, độ ẩm quá nhiều hoặc quá ít có thể ảnh hưởng đến tài sản của bạn. Độ ẩm quá thấp có thể làm khô và làm hỏng đồ đạc. Ngược lại, độ ẩm quá cao có thể gây ra vết ẩm, ngưng tụ, trương nở và nấm mốc.
Nhiệt kế ẩm rất hữu ích trong việc đánh giá hư hỏng trong nhà kho. Nhiều nhà kho cần phải có nhiệt độ chính xác, với mức độ ẩm cụ thể. Sự khác biệt về nhiệt độ và / hoặc độ ẩm có nghĩa là các sản phẩm được lưu trữ sẽ bị hư hỏng. Thực phẩm hỏng có nghĩa là phải trả thêm tiền cho người bán lại hàng tạp hóa, và hoa khô có nghĩa là không thể bán được.
3. Phân loại
Nhiệt kế ẩm được chia làm 4 loại chính với những đặc điểm, ứng dụng khác nhau như sau:
3.1. Nhiệt kế ẩm điện tử
Nhiệt kế ẩm này sử dụng điện trở hoặc điện dung để đo lượng độ ẩm trong không khí. Nhiệt ẩm kế điện dung có hai tấm kim loại mà giữa chúng có không khí. Không khí càng ẩm thì càng ảnh hưởng đến khả năng lưu giữ điện tích tĩnh của các tấm. Độ ẩm được biểu thị bằng khả năng lưu trữ điện tích của các tấm kim loại.
Nhiệt kế ẩm điện trở, dòng điện đi qua một miếng chất bằng sứ tiếp xúc với không khí. Độ ẩm càng cao, hơi nước đọng bên trong gốm càng nhiều dẫn đến điện trở thay đổi.
Nhiệt kế ẩm điện dung đo ảnh hưởng của độ ẩm lên vật liệu oxit kim loại. Nhiệt kế ẩm điện trở kém nhạy hơn khi so sánh với điện dung. Các cảm biến điện trở này đo lường những thay đổi về điện trở của vật liệu mà độ ẩm trong môi trường gây ra.
3.2. Ẩm kế khô ướt Psychrometers
Đây là loại ẩm kế đơn giản và được dùng phổ biến nhất. Loại này bao gồm hai nhiệt kế: một nhiệt kế có bầu khô và một nhiệt kế bầu ướt. Khi trong bầu nhiệt kế ướt xảy ra hiện tượng bay hơi, nhiệt độ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ trong bầu nhiệt kế khô. Sự chênh lệch nhiệt độ này là do độ ẩm trong không khí gây ra. Nhiệt kế ẩm này được dùng để đo độ ẩm ngoài trời và các khu vực cần điều kiện bảo quản khô ráo.
3.3. Nhiệt kế ẩm điểm sương
Nhiệt kế ẩm điểm sương được sử dụng để đo độ bão hòa của không khí ẩm trong chất khí. Các ẩm kế này được sử dụng ở những nơi cần tìm lượng ẩm nhỏ nhất. Bởi vì đây là loại thiết bị đo chính xác nhất trong số tất cả các thiết bị đo độ ẩm. Chúng đã trở thành một thiết bị phổ biến trong các không gian công nghiệp, nhà kính, viện bảo tàng, máy tạo ẩm, phòng xông hơi khô và lồng ấp.
3.4. Nhiệt kế ẩm cơ học
Nhiệt ẩm kế cơ học sử dụng nguyên tắc ứng dụng các chất hữu cơ co lại và nở ra để đáp ứng với độ ẩm. Đặc biệt là các chất mịn như da của loài cá vàng, ruột bò và tóc của con người. Giấy cũng thay đổi độ dài khi độ ẩm không khí thay đổi.
Tuy nhiên, không giống như tóc, giấy không có các thông số độ ổn định và tái tạo cần thiết. Ngoài ra, các đặc tính của nó phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất và thành phần. Sự co và giãn nở của phần tử tóc trong ẩm kế cơ học làm cho lò xo di chuyển kim trên mặt số.
Máy này thích hợp để sử dụng trong các tình huống hoặc trong thời gian mà độ ẩm cực cao hoặc thấp, hiếm khi hoặc không bao giờ được tìm thấy. Nhiệt kế ẩm cơ học không đắt và cách sử dụng cũng đơn giản.
Thử nghiệm cho thấy độ ẩm tương đối 20% – 90% là phạm vi tốt nhất để sử dụng nhiệt kế ẩm tóc. Độ chính xác đạt được bằng kỹ thuật hút ẩm trong phạm vi độ ẩm này thường nằm trong độ ẩm tương đối 5% – 10%.
Nhưng giống như nhiều thiết bị khác, máy đo độ ẩm tóc có thể chính xác hơn ở giữa thang độ ẩm tương đối hơn là ở phạm vi rất cao hoặc thấp . Độ chính xác có thể gần ± 2 – 3%; từ 40% đến 60% độ ẩm tương đối ở nhiệt độ phòng.
4. Lịch sử ẩm kế
Theo các nguồn lịch sử, ẩm kế cơ học đầu tiên xuất hiện vào năm 1783. Horace Bénédict de Saussure người Thụy Sĩ đã phát minh ra ẩm kế đầu tiên sử dụng tóc người để đo độ ẩm.
Tuy nhiên, những nỗ lực phát triển các máy đo độ ẩm như vậy đã được thực hiện trước đó. Vào năm 1450, Nicolas Cryfts đã phát minh ra nhiệt kế ẩm đầu tiên được biết đến bằng cách sử dụng một thang đo và một chùm len.
Ý tưởng là đặt chùm len hút ẩm lên cân và ghi nhận trọng lượng của sợi len thay đổi như thế nào khi độ ẩm thay đổi. Leonardo da Vinci sau đó đã sao chép thiết kế này và ghi lại tác phẩm của mình trong Codex Atlanticus. Thật kỳ lạ, phương pháp này phát hiện trực tiếp khối lượng hơi nước.
Năm 1626, cho mục đích y tế, Sanctorius đã phát minh ra nhiệt kế ẩm dựa trên sự thay đổi chiều dài của dây chấn lưu. Một sợi dây được căng ngang trên một bức tường. Và từ tâm của nó, một quả bóng dằn được treo lên. Khi độ ẩm tương đối tăng, dây được thắt chặt và quả cầu được nâng lên. Mô hình này rất giống với ẩm kế dây do Folli và Viviani phát triển vào khoảng năm 1664.
Năm 1657, Đại công tước Ferdinand de Medici của Tuscany đã phát minh ra nhiệt kế ẩm ngưng tụ đầu tiên. Nó đo lượng nước ngưng tụ trong một khoảng thời gian cụ thể để xác định độ ẩm.
Máy đo độ ẩm tóc do de Saussure thiết kế dựa trên phương pháp hấp thụ. Nó sử dụng đặc tính của tóc để chiều dài của nó mở rộng hoặc thu hẹp lại phản ứng với độ ẩm tương đối. Tóc co lại khi độ ẩm giảm xuống và phồng lên khi độ ẩm tăng lên.
Tương tự như vậy, dây quấn và ống dẫn bị rút ngắn và không bị xoắn bởi độ ẩm. Ví dụ, độ dài của tóc người mà chất lỏng bị loại bỏ tăng 2,0% – 2,5% khi độ ẩm tương đối thay đổi từ 0% đến 100%.
Sự thay đổi độ ẩm ảnh hưởng đến độ ẩm trong các vật liệu đó. Tóc được làm từ keratin, một loại protein được quấn thành cuộn. Các vòng của cuộn dây này được giữ với nhau bằng các liên kết hydro.
Các liên kết hydro sẽ bị phá vỡ khi có nước, cho phép cuộn dây kéo dài ra và tóc dài ra. Đó là lý do vì sao mọi người dễ tạo kiểu tóc đơn giản; bằng cách làm ướt, định hình, sau đó sấy khô lại nó.
Các loại tóc khác nhau của con người cho thấy những thay đổi khác nhau về độ dài. Tuy nhiên, vẫn có mối quan hệ giữa độ dài của tóc và độ ẩm tương đối. Vì vậy, các nhà sản xuất thường sử dụng một bó tóc.
Điều này tính trung bình các phản ứng riêng lẻ của từng sợi. Vì các sợi tóc khác nhau phản ứng với tốc độ giãn nở và co lại hơi khác nhau. Cần lưu ý rằng kích thước của các vật liệu hữu cơ khác nhau cũng thay đổi theo độ ẩm của chúng.
Năm 1801 John Dalton đã phát minh lại ẩm kế ngưng tụ và sau đó phát triển Định luật Áp suất từng phần.
Vào tháng 8 năm 1853, Bravais đã phát minh ra ẩm kế khô – ướt ngày nay.
Năm 1973, Vaisala được cấp bằng sáng chế cho cảm biến điện dung polymer HUMICAP® màng mỏng, cách mạng hóa phép đo độ ẩm.
5. Cách sử dụng nhiệt kế ẩm
Vì có rất nhiều ẩm kế nên cách sử dụng cũng khác nhau. Nhưng cho dù bạn sẽ sử dụng ẩm kế để quan sát thời tiết hoặc đo điều kiện cho các không gian trong nhà thì bạn cũng nên biết cách đọc nhiệt kế ẩm cũng như cách sử dụng hiệu quả nhất. Để có được kết quả tốt và chính xác nhất, các thiết bị này cần được hiệu chuẩn ít nhất một lần mỗi năm.
Đọc ẩm kế không khó, nhưng nó có thể khác nhau tùy thuộc vào loại và kiểu máy bạn đang sử dụng. Ví dụ, với ẩm kế khô ướt cần đọc các số sau:
- Nhiệt độ bầu khô
- Nhiệt độ của bầu ướt
- Sự khác biệt giữa nhiệt độ thứ nhất và thứ hai
Để đọc kết quả, hãy nhìn vào biểu đồ trên bề mặt của thiết bị nhiệt kế và bắt đầu đọc từ điểm lõm của bầu ướt và sau đó là nhiệt độ của bầu khô. Tìm vị trí nơi các con số giao nhau và bạn sẽ có độ ẩm tương đối của khu vực. Kết quả được biểu thị bằng đơn vị %.
Đối với nhiệt kế ẩm kỹ thuật số, bạn sẽ chỉ phải đặt thiết bị cách mặt đất khoảng 3,3 feet (một mét). Để thiết bị hoạt động trong ít nhất ba phút để thiết bị có thể phát hiện đủ nhiệt độ của không khí. Bạn không phải thực hiện bất kỳ phép tính nào khác vì công cụ sẽ làm điều đó cho bạn.
Nhiệt kế ẩm cơ học có hệ thống phức tạp hơn một chút, vì nó dựa trên mẫu mà Horace Bénédict de Saussure đã thiết kế.
6. Kết
Độ ẩm ảnh hưởng rất nhiều đến sức khỏe cá nhân cũng như bảo quản hàng hóa, tài sản. Với những nhiệt kế ẩm này, chủ nhà và doanh nghiệp có thể theo dõi và đề xuất giải pháp giữ tài sản, sản phẩm ở tình trạng tốt nhất.
