Измеритель влажности воздуха своими руками: инструктаж по сборке гигрометра

Виды гигрометров для инкубатора

Влагомеры могут быть разных видов. В зависимости от принципа их работы, каждый из них имеет свои особенности, определённые преимущества и недостатки.

Весовой

Работа этого устройства основана на системе трубок, объединённых между собой. Они заполнены гигроскопическим веществом, поглощающим воздух. Вычислить абсолютную влажность можно благодаря разнице веса до и после пропуска определённой порции воздуха. Для этого используется специальная формула.

Минус этого прибора очевиден – рядовому пользователю довольно сложно каждый раз проводить необходимые математические расчёты. Преимущество весового влагомера заключается в высокой точности его измерений.

Волосяной

Этот тип устройства основан на свойстве волоса менять длину при изменениях влажности. Чтобы определить этот показатель, в контейнере инкубатора волос натягивается на специальную металлическую рамку.

Знаете ли вы?
Проверить исправность влагомера при покупке можно, зажав прибор в ладони на несколько секунд. Под влиянием тепла человеческого тела показания датчика должны измениться.

Он фиксирует изменения с помощью стрелки на специальной шкале. Главное достоинство метода – простота. А недостатки – хрупкость и низкие показатели точности измерений.

Плёночный

Принцип действия этого прибора базируется на свойстве органической плёнки растягиваться при повышенной влажности и сжиматься при понижении её уровня. Плёночный датчик работает по принципу волосяного, только тут фиксируются изменения эластичности плёнки под действием груза.

Данные отображаются на специальном табло. Плюсы и минусы данного метода идентичны характеристикам волосяного влагомера.

Керамический

В основе работы этого прибора – зависимость сопротивления керамической детали, которая состоит из глины, каолина, кремния и окислов некоторых металлов, от влажности воздуха.

Важно!
Для повышения влажности в инкубаторе яйца обрызгивают водой. Однако это следует делать только с яйцами водоплавающих птиц.. К преимуществам такого типа устройств стоит отнести их способность с высокой точностью измерять влажность в широком диапазоне, к недостаткам – немалую стоимость.

К преимуществам такого типа устройств стоит отнести их способность с высокой точностью измерять влажность в широком диапазоне, к недостаткам – немалую стоимость.

История создания влагомера

Влажность труднее измерить, чем температуру, и поэтому первые гигрометры были не совсем точными. Леонардо да Винчи изобрел первую версию гигрометра уже в конце 1400 года. Гийом Амонтонс изобрел гигрометр, который был похож на трехжидкостный барометр, в 1687 году. В 1781 году Гораций Бенедикт де Соссюр (1740–1799) обнаружил, что человеческий волос, хорошо показывает влажность. Крупный прорыв в гигрометрии был сделан в 1802 году британским исследователем Джоном Далтоном (1766-1844). Он показал, что количество водяных паров, необходимых для насыщения, сильно зависит от температуры. Это привело к пониманию относительной влажности и того, как пользоваться гигрометром психрометрическим.

Показания влагомера взаимозаменяемы, простыми расчетами они преобразуются из одного вида в другой – относительная влажность помогает определить точку росы или абсолютную влажность.

Как узнать влажность воздуха без измерительных приборов

Для проведения этого эксперимента будут необходимы обычный стакан, немного воды и холодильник. На несколько часов в холодильник помещается стакан с холодной водой. Когда температура жидкости в сосуде достигнет 3 – 5˚С, стакан ставят в помещение, где будет измеряться влажность воздуха.

Если воздух в комнате очень сухой, то на поверхности стакана будет наблюдаться конденсат, который исчезнет после 5 – 10 минут наблюдения. Если воздух в помещении очень влажный, то на стенках стакана в течение 5 – 10 минут образуются большие капли конденсата. Если же не наблюдается ничего из двух предыдущих вариантов – воздух в комнате средней влажности.

Гигрометр комнатный: виды и функции прибора

Психрометрический метод используется при изменении влажности воздуха в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий. Как пользоваться гигрометром психрометрическим? Прибор состоит из двух термометров. Конец одного из термометров, в психрометрическом корпусе справа, обматывается концом небольшой ткани – фитиль (медицинский бинт) в несколько слоев, а второй опускается в емкость с чистой водой. Стакан закрывается специальной крышкой, которая имеет отверстие для фитиля. У мокрого термометра начинается падать температура с поглощением тепла, точка равновесия между испарением и снижением температуры мокрого термометра наступает примерно через 30 мин.

Сухой термометр определяет температуру внутреннего воздуха в помещении, а мокрый — мокрого термометра. Психометрическим гигрометром как пользоваться, подробно описано в инструкции, которая прилагается в комплекте прибора. На панели размещены психрометрические таблицы для определения влажности воздуха. Снятие проводится сотрудником без задержек, так как долгое нахождение около прибора может изменить показатели и исказить результат измерения влажности. Для максимально точного результата прибор должен быть установлен так, чтобы глаза оператора располагались на уровне мениска термометров.

Наиболее распространенными психрометрами для помещений являются термометр-гигрометр ВИТ-1 и ВИТ-2. Конструктивно они очень похожи, но имеют существенные различия в области применения, так ВИТ-1 применяется, когда температур воздуха в помещении от 0°C до +25°C, а ВИТ-2 – от +15°C до +40°C.

Пример определения влажности воздуха психрометром:

• Температура сухого термометра: +23,0°C;
• мокрого: +20,5°C;
• разница температур: +2,5°C;
• по психрометрической таблице на панели определяем относительную влажность: 77%.

Такой показатель относительной влажности, является недопустимым, поскольку ГОСТом 30494-96 “Параметры микроклимата в помещении” установлены следующие нормы влажности:

• Зима/осень – 30-45%;
• весна/лето – 30-60%.

Способы понизить влажность в помещении:

1. Зимой. Проветрить квартиру. Лучше если есть возможность через приточную вентиляцию теплым воздухом.
2. Использовать осушитель воздуха.
3. Найти возможные утечки в сетях водоснабжения.
4. Использовать кондиционирование воздуха в режиме подогрева.
5. Включить кухонную вытяжку.

Как сделать волосяной гигрометр своими руками

Поскольку строение волосяного гигрометра очень простое, устройство без особого труда можно соорудить своими руками. Для этого понадобится подготовить следующие материалы:

• человеческий волос;
• стержень от ручки и гвозди;
• клей;
• плотную бумагу;
• фанеру;
• стальную проволоку;
• ролик;
• чертежные принадлежности;
• бензин.

Пошаговая схема создания устройства выглядит так:

1. Волос аккуратно замачивают в бензине для обезжиривания, а затем позволяют ему высохнуть.
2. На кончике при помощи клея закрепляют небольшой груз, например, промытый отрезок стержня от ручки.
3. Для приспособления собирают каркас — укладывают на стол один лист фанеры и прикрепляют к нему второй, расположив его вертикально.
4. В верхней части доски вбивают тонкий гвоздь и надевают на его острую часть еще один кусок стержня от ручки не более 5 мм длиной.
5. Через пластиковую трубку перекидывают волос с закрепленным грузом.
6. Свободный конец приклеивают к горизонтальному основанию гигрометра.

После этого нужно вырезать из плотной бумаги длинную полосу и нанести на нее деления. Шкалу закрепляют на стенке самодельного гигрометра позади подвешенного волоса. При изменении влажности в помещении последний будет сокращаться и растягиваться. Груз при этом станет передвигаться вверх и вниз по шкале, и останется только следить за его положением.

Волос для домашнего гигрометра необходимо брать не менее 40 см длиной

Гигрометр, изготовленный в домашних условиях, необходимо настроить. Для этого самодельное приспособление вносят в предварительно распаренную ванную комнату. Точку, в которую при этом переместится отвес по шкале, отмечают как 100%. Для нахождения нулевой отметки домашнее устройство ставят в несильно разогретую духовку и дожидаются распрямления волоса. После этого в соответствии с положением груза на нижней части шкалы отмечают еще одну точку, обозначающую 0%.

Ровно между двумя штрихами проводят линию, показывающую влажность воздуха 50%. После этого при помощи линейки и карандаша наносят десятичные или даже единичные деления в соответствии с собственными потребностями.

Почему нужно регулярно измерять влагу в помещениях

Многие задаются вопросом, для чего нужно измерять влажность в помещениях, ведь это не влияет ни на что. Но оказывается, такое мнение ошибочное, и делать это нужно обязательно. Если влажность воздуха не соответствует нормальным значениям, то может произойти ослабление иммунитета, появиться усталость. Слишком сухой воздух может привести к высыханию кожи, обезвоживанию организма. Больше всего страдают слизистые оболочки, потому что именно они напрямую контактируют с воздухом. Они могут покрыться микротрещинами, пересохнуть, открыть путь в наш организм вирусам и микробам.

Важно! Если концентрация влаги большая, то не работает механизм терморегуляции. Для охлаждения приходится использовать потоотделение

Организм начинает работать интенсивнее, что приводит к перегреву. Если постоянно пребывать в помещениях с высокой влажностью, то организм меньше сопротивляется инфекциям, это может привести также к болезни почек, туберкулезу и многому другому. От избытка влажности на стенах в доме образуются грибки, плесень, которые заражают воздух вредоносными спорами

Поэтому очень важно поддерживать нормальную влажность в доме

Последствия высокой влажности

Как рассчитывается относительная влажность психрометров?

Рассчитать относительную влажность по измеренным значениям психрометра возможно одним из 3-х способов.

Способ 1 — по психрометрическим таблицам

Пример подобной таблицы взят из ГОСТ 8.811-2012 «Таблицы психрометрические. Построение, содержание, расчетные соотношения» (см. рисунок 4). Они составляются на конкретную модель психрометра производителем и всегда нормируются при определенной скорости аспирации, чем зачастую пренебрегают пользователи, хотя без отсутствия аспирации погрешность очень сильно увеличивается.

Рисунок 4 — Пример психрометрической таблицы

Пример: показания «сухого» термометра 20 °С, а показания «мокрого» термометра 14 °С — тогда психрометрическая разность 6 °С. На пересечении соответствующих строки и столбца определяется искомая относительная влажность 48%.

Способ 2 — графический способ

Определить температуру «мокрого термометра» возможно при помощи ID диаграммы (диаграммы Молье, диаграммы Рамзина). Для понимания необходимо вспомнить о термине энтальпия

— это такая тепловая энергия (кДж), которую содержит тело массой 1 кг. Саму систему с резервуаром и «мокрым» термометром можно для упрощения принять как замкнутую термодинамическую систему за счет применения смоченной ткани, не сообщающуюся с окружающей средой, в которой воздух полностью насыщен водяным паром.Таким образом, процесс испарения из резервуара психрометра происходит при постоянной энтальпии системы . Обратимся к участку диаграммы (см. рисунок 5) — нас интересуют красные линии (температура), синие (относительная влажность) и розовые (энтальпия).

Рисунок 5 — Графическое определение относительной влажности по ID диаграмме Возьмем данные из предыдущего примера: сначала проведем линию 1, соответствующую температуре «мокрого» термометра 14 °С, вплоть до пересечения с кривой 100% влажности (поскольку система насыщена). Затем проведем параллельно линию 3, соответствующую показаниям «сухого» термометра 20 °С. И наконец, проведем линию 2 параллельно линиям энтальпий (поскольку система не сообщается с окружающей средой) вплоть до пересечения с линией 3. Эта точка пересечения соответствует искомой относительной влажности — 50%, что примерно соответствует 48%, полученным при расчете по психрометрической таблице.

Также влажность определяют по специальным психрометрическим номограммам

, которые иногда приводятся в документации на конкретный психрометр.

Способ 3 — аналитический способ

Согласно уже упомянутому ранее ГОСТ 8.811-2012, относительную влажность φ можно найти из формулы 1, если вода в резервуаре находится в жидкой фазе (индекс w

означаетwater ): φ w = 1 − A ном P ном E w ( t ‘ ) f w ( P , t ‘ ) ( t − t ‘ ) ( 1 + a w t ‘ ) %varphi _w=1- { A _ном P _ном} over { E _w(t^’) f _w(P, t^’) } ( t-t^’) ( 1+a _w t^’) или из формулы 2, если вода в резервуаре находится в твердой фазе (индекс i

означаетice ): φ w = 1 − A ном P ном E w ( t ‘ ) f w ( P , t ‘ ) ( t − t ‘ ) k i %varphi _w=1- { A _ном P _ном} over { E _w(t^’) f _w(P, t^’) } ( t-t^’) k _i где: t

– температура «сухого» термометра, °С;t’ – температура «мокрого» термометра, °С;Aном * — номинальное значение психрометрического коэффициента, °С -1;Pном — номинальное значение общего давления паровоздушной смеси, гПа;Ew(t’), Ei(t’) ** — давление насыщенного водяного пара над поверхностью воды и льда соответственно, гПа;fw(P,t’), fi(P,t’) *** — повышающая функция влажного воздуха/газа для воды и льда соответственно, зависящая от его общего давления и температуры поверхности раздела фаз;ki = 0,8823, aw = 0,00115 °С -1 , если свойства дистиллированной воды отвечает требованиям ГОСТ 6709, а состав сухого воздуха отвечает требованиям ГОСТ 4401.

*Примечание 1

: значение психрометрического коэффициента определяется для конкретной модели психрометров самим производителем и очень сильно зависит от скорости аспирации — базовое значение, согласно рекомендациям ВМО, составляет 653*10-6 °С -1

**Примечание 2

: согласно ГОСТ 8.811-2012 эти величины рассчитываются по формуле Всемирной Метеорологической организации (ВМО), однако очень хорошие результаты дают также формулы Гоффа-Гретча и Ардена Бака, которые приведены в статье «Новые возможности датчиков влажности серии D »

***Примечание 3

: значение коэффициентов определяется из таблиц в приложении Ж ГОСТ 8.811-2012. Промежуточные значения коэффициентов определяют интерполяцией. Игнорирование этих коэффициент в расчетах вносит в измерение систематическую относительную погрешность до 0,8%.

Как правильно подобрать гигрометр

Перед тем как подбирать гигрометр, следует предусмотреть, что есть несколько вариантов: настенный, настольный, механический и цифровой. Данные приборы выделяются не только по своим техническим спецификам, но и по комплектации, точности критериев. Плюс к этому, они могут иметь дополнительные функции, например календарь, часы, будильник, указатель уровня удобства и т.д.

При изучении параметров в техническом плане датчика необходимо посмотреть на критерии относительного и полного давления. Кроме того, выбор прибора должен зависеть от размера инкубатора. Так, если он предназначается для больше, чем 100 яиц, нужно ставить более мощный гигрометр.

Варианты самых распространенных моделей:

1. MAX-MIN — имеет корпус сделанный из пластика, оборудован термометром, часами и будильником, а еще позволяет устанавливать дополнительные датчики. В случае изменения уровня влаги подает звуковой сигнал.

Модель ЕМСО АР

В строительной сфере представленный влагомер пользуется большим спросом. Для работы с паркетами и панелями он подходит идеально. Также данный влагомер оснащен термометром. Еще одним преимуществом модификации можно смело назвать наличие контактов игольчатого типа. Микросхема у модели производителем предусмотрена трехканальная, поэтому измерение влажности древесины происходит быстро. Электроды используются емкостного типа.

Максимальный порог влажности не превышает 40 %. По размерам указанный влагомер является очень компактным, и относится к классу портативный приборов. Согласно документации, масса его без аккумуляторов составляет 80 г. Разрешающая способность модели находится на уровне 1.3 РН. Максимальная допустимая температура модели ровно 35 градусов. В мороз представленный прибор использовать запрещается. Точность измерения колеблется в районе 1.4 %. В магазинах данное устройство можно найти за 2100 руб.

↑ Немного про датчик DHT11

Т.к. датчик я тогда ещё в руках не держал, то из даташита выяснил, что у него 4 ноги, а используются всего три из них. Почему Китайцы так сделали, одному Джеки Чану известно. Ну, да ладно.Основные характеристики датчика DHT11

— диапазон измеряемой влажности: 20-95% RH (значение влажности в 8 бит) — диапазон измеряемой температуры: 0-50°С (значение температуры также 8 бит) — точность температурного сенсора: ±2°С — точность сенсора влажности: ±5% RH — шаг измеряемых значений: 1 — однопроводной протокол передачи данных — частота измерений: 1 секунда — напряжение питания: 3.5-5.5 V — потребляемый ток в режиме измерения: 2 мА — потребляемый ток в режиме ожидания: 150 мкА

Для опытов точность и цена датчика в самый раз, и я начал проектировать схему.

Изготовление датчика влажности почвы своими руками

Еще одна популярная сфера применения датчика влажности (на этот раз воздуха) – это домашний инкубатор. Как известно, при нагреве инкубатора воздух внутри осушается. Это может привести к высокому проценту отбраковки яиц. Примитивные миски с водой не всегда дают должный эффект: без системы контроля вода испарится, а владелец инкубатора может пропустить этот момент. Для контроля необходим элементарный контроль с цифровым табло.

Если не рассматривать популярные готовые решения на Ардуино, можно собрать электронный детектор влажности воздуха на базе микросхемы PIC16F628A. Сенсор влажности, совместимый с такой логикой – DTH-11. Остальная элементная база – несколько согласующих резисторов и цифровое табло.

Данный контроллер имеет возможность как показывать уровень влажности в процентах, так и давать сигнал на исполнительное устройство для увлажнения. Снабдив его любым типом увлажнителя можно не беспокоиться о сохранности яиц в закладке.

Кроме того, данная схема позволяет подключить сенсор температуры. Таким образом, вы получаете полноценную систему климат контроля для инкубатора, работающую в автономном режиме.

Виды гигрометров

В зависимости от конструктивных особенностей, существует несколько видов этого измерительного прибора. Среди них весовой и керамический гигрометры, волосной влагомер, пленочный датчик. Рассмотрим подробнее описание каждого из них.

Весовой гигрометр

Этот измерительный прибор являет собой систему, состоящую из U-образных трубок, которые наполнены гигроскопическим веществом. Его свойство заключается в способности поглощать влагу, выделяющуюся из воздуха. Посредством данной системы с помощью насоса протягивают некоторое количество воздуха, после чего определяют его абсолютную влажность. Для этого понадобится вычислить такие показатели, как масса системы и объём пропущенного воздуха.

Пленочный датчик

Этот прибор представляет собой вертикальную конструкцию. Он состоит из органической плёнки, представляющей собой чувствительный элемент. Он способен растягиваться или сжиматься в зависимости от повышения или понижения влажности соответственно.

Керамический

Данное устройство имеет вид часов, только цифры, изображённые на нем, — это деления ртутного столбца, обозначающие процент влажности воздуха. Основным элементом для его изготовления является керамическая масса, в которой содержатся металлические примеси каолина, кремния, глины. Эта смесь имеет электрическое сопротивление, на уровень которого влияет влажность воздуха.

Изготовление датчика влажности почвы своими руками на Arduino

Разумеется, сам сенсор изготавливать не нужно, эта деталь давно и успешно выпускается нашими друзьями из Поднебесной и стоит относительно недорого. Речь пойдет об интеграции датчика в систему управления для теплицы или балконной грядки.

Типичный пример: комплект FC-28.

Представляет собой емкостной детектор, соединенный с платой компаратора, выполненной на микросхеме LM393. В схеме присутствует потенциометр, с помощью которого можно произвести калибровку и задать условия для срабатывания датчика. Принципиальная схема устройства на иллюстрации:

Прибор не предназначен для мониторинга текущей влажности земли: его задача дать сигнал для включения системы автоматического полива. При достижении откалиброванного резистором порога сухости почвы, логический «0» на выходе компаратора меняется на «1» (контакт D0). Контроллер получает сигнал и дает команду исполнительному механизму полива.

В принципе, разработчик предусмотрел возможность снятия показаний для отображения на текстовом табло. Для этого используется аналоговый сигнал (A0) со схемы управления. Это не основной режим, но оператор всегда может увидеть влажность почвы в процентах.

Питание комплекта осуществляется с помощью источника 5 вольт с током до 35 мА. Это может быть блок питания или комплект батареек. Подойдет любая версия Arduino: например, UNO.

Схема может быть расширена датчиком уровня воды, световой и звуковой сигнализацией. Источником водоснабжения служит помпа, соединенная с контролируемым резервуаром. Типовая блок-схема готовой системы полива на емкостном датчике влажности представлена на иллюстрации:

Если запрограммировать контроллер Arduino на несколько грядок, можно применять систему на больших территориях: поле, теплица и пр.

Как измерять показатели в инкубаторе при помощи психрометра?

Для каждого типа аппарата будет своя особая инструкция. Как пользоваться психрометром? Если говорить о стационарных приспособлениях, то действуют они таким образом:

• материал, который обволакивает ртутный шар одного из термометров, смачивают жидкостью. Желательно, чтобы это была дистиллированная вода;
• включают вентилятор;
• психрометр помещают к одной из стенок инкубатора;
• через 4 минуты аппарат вынимают и смотрят показатели.

По специальной таблице определяется влажность воздуха (она находится в конце этой статьи).

Возможно определение результатов и при постоянном нахождении аппарата внутри инкубатора. Главное расположите его так, чтобы шкала была видна и без открытия короба.

Аспирационный психрометр устанавливают на специальное крепление так, чтобы он не касался дна инкубатора. Для этого можно прикрепить к стенке крючок. Сначала на 15 минут аппарат помещается в инкубатор для предварительной подготовки.

После того, как прибор адаптируется к условиям – смачивают один из термометров при помощи специальной пипетки. Инкубатор закрывают на 5 минут. Далее его вынимают и высчитывают показатели по обоим термометрам.

Наиболее просто использовать дистанционный психрометр. Достаточно будет поместить в инкубатор специальные датчики и подождать несколько секунд (у каждой модели прибора время разное, в среднем – 15-30 с). После этого на циферблате отражается результат исследования.

Электронный или самодельный гигрометр для инкубатора: фото влагомера

Начинающие птицеводы могут не задумываться о том, что контролировать нужно не только температуру воздуха в инкубаторе, но и его влажность. При этом следует учитывать, что в разные периоды инкубации показания влагомера будут отличаться друг от друга. Такой многоэтапный подход позволит в несколько раз улучшить выводимость яиц.

Измерить влажность воздуха в коробе для выведения птенцов можно посредством использования специального приспособления, которое называется гигрометр. Большинство электронных приборов, предназначенных для измерения влажности в инкубаторе, оснащены специальным датчиком, который закреплен на проводе. Это позволяет производить замеры внутри корпуса. При этом контролировать уровень влаги можно по табло, размещенному снаружи.

На него выводится не только процент влажности в рабочей зоне, но и примерная температура. Особо следует простоту эксплуатации гигрометра. Также на нем есть несколько кнопок, которые переключают единицы измерения температуры. Как выглядит гигрометр, вы можете увидеть на фото. Приборы для измерения влажности, предназначенные для домашнего разведения птицы, отличаются сравнительно небольшой стоимостью.

Его средняя цена составляет от до рублей за единицу изделия. Чтобы измерить, какова влажность воздуха внутри инкубатора, необходимо опустить датчик внутрь него через специально проделанное отверстие так, как показано на фото. Зафиксируйте его в подвешенном состоянии на минут.

После этого на дисплее появятся искомые показатели влажности. Если крышку инкубатора открыть все-таки пришлось, то реальные показания будут готовы только спустя минут.

Как правильно эксплуатировать электронный гигрометр? Чтобы устройство исправно работало долгие годы, необходимо оберегать его от механических воздействий, в частности от ударов и дерганий за провод, на котором прикреплен датчик. Не размещайте аппарат для вывода птенцов, а, следовательно, и влагомер, под солнцем и на сквозняке. Это может оказать негативное влияние на будущий выводок. Избегайте попадания на гигрометр жидкости, пыли и грязи.

Особенно бережно следует относиться к датчикам и корпусу. Перед тем, как приобрести прибор для измерения влажности воздуха в инкубаторе, необходимо изучить технические характеристики всех представленных на рынке изделий. Однако если вы собираетесь эксплуатировать его в иных условиях, тщательно изучите данный показатель. В противном случае вы не получите желаемого результата — птенцы просто не смогут вылупиться.

Несмотря на то, что готовый прибор для измерения влажности стоит не так уж и дорого, некоторые птицеводы рекомендуют изготовить устройство, предназначенное для тех же целей, самостоятельно. Они объясняют это тем, что используемые приборы для самодельного гигрометра выдают более точные показания, нежели их электронные аналоги. Таким образом, на успешность процесса выведения птенцов влияет не только уровень температуры воздуха, но и его влажность.

Последнюю можно измерить специальным прибором — гигрометром, который можно купить в любом зоомагазине либо изготовить самим. Однако второй вариант достаточно трудоемок. Поделись полезной статьей:. Все про температурный режим в инкубаторе для вывода. Какая температура должна быть в инкубаторе для куриных яиц.