Inhalt
- Was für ein Luftfeuchtigkeitsmesser misst
- Gekühltes Spiegel-Taupunkt-Hygrometer
- Leonardos Hygrometer
- Haar-Hygrometer
- Psychrometer
Was für ein Luftfeuchtigkeitsmesser misst
Die Luftfeuchtigkeit, ein Maß für den Wasserdampf in der Luft, ist eine der in der Grundmeteorologie gemessenen Variablen. Es gibt tatsächlich verschiedene Arten von Luftfeuchtigkeit, aber was die meisten Menschen unter "Luftfeuchtigkeit" verstehen, ist die relative Luftfeuchtigkeit. Die relative Luftfeuchtigkeit wird im Perrys Chemical Engineers Handbook als "das Verhältnis des Partialdrucks von Wasserdampf in der Mischung zum Sättigungsdampfdruck von Wasser bei einer vorgeschriebenen Temperatur" definiert.
Mit anderen Worten, die relative Luftfeuchtigkeit ist eine indirekte Methode, um zu messen, wie viel Wasserdampf sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Luft befindet und wie viel Wasserdampf die Luft maximal aufnehmen kann. Es wird als Prozentsatz ausgedrückt. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100 Prozent erreicht, beginnt der Wasserdampf in der Luft wieder zu flüssigem Wasser zu kondensieren: Es wird regnen.
Die relative Luftfeuchtigkeit ist nützlich, um zu wissen, wie "nass" sich die Luft anfühlt. Niedrige relative Luftfeuchtigkeit kann zu trockener Haut, Juckreiz und Durst führen. Durch die hohe relative Luftfeuchtigkeit fühlen sich kalte Temperaturen kälter und heiße Temperaturen heißer an. Bei sehr heißem Wetter beeinträchtigt eine hohe Luftfeuchtigkeit die Fähigkeit des Körpers, sich durch Schwitzen abzukühlen. Die relative Luftfeuchtigkeit wirkt sich auch auf empfindliche Maschinen wie Computerplatinen und auf die Entwicklung von Mikroorganismen und Pilzen aus. Zu Hause kann sich aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit eher Mehltau entwickeln, während eine niedrige Luftfeuchtigkeit die Ausbreitung des Grippevirus fördert.
Aus all diesen und weiteren Gründen ist es nützlich, die relative Luftfeuchtigkeit zu kennen. Zusammenfassend wird jedes Instrument zur Messung der Luftfeuchtigkeit als Hygrometer, Feuchtemessgerät, bezeichnet.
Gekühltes Spiegel-Taupunkt-Hygrometer
Eine der präzisesten und modernsten Arten von Hygrometern wird als "gekühltes Spiegel-Taupunkt-Hygrometer" bezeichnet. Ein Spiegel wird gekühlt, wodurch sich auf seiner Oberfläche Kondenswasser bildet. Je höher die relative Luftfeuchtigkeit, desto mehr Kondenswasser bildet sich. Dies wird mit einem optischen Sensor gemessen, der die Tröpfchen erkennt, die die glatte Oberfläche des Spiegels verzerren. Bei diesen Hygrometern handelt es sich um elektronische Geräte, für deren Bau besondere Kenntnisse erforderlich sind.
Leonardos Hygrometer
Das erste bekannte Hygrometer wurde vor etwa 500 Jahren von Leonardo da Vinci erfunden. Er hatte die Idee, einen Wollknäuel zu wiegen, dessen Gewicht sich je nach Luftfeuchtigkeit ändern würde. Dies war keine sehr effektive Konstruktion, und es würde lange dauern, bis die relative Luftfeuchtigkeit genau gemessen werden konnte.
Haar-Hygrometer
Vor etwas mehr als 200 Jahren erfand ein Wissenschaftler namens Horace Bénédict de Saussure ein Hygrometer mit einer Haarsträhne von Menschen oder Tieren. Abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit schrumpfte das Haar oder wuchs um eine sehr kleine Menge an Länge, wuchs bei hoher Luftfeuchtigkeit länger und schrumpfte bei niedriger Luftfeuchtigkeit. Wenn das Haar unter Spannung gesetzt wird, kann diese Änderung gemessen werden. Diese sogenannten "Haarhygrometer" werden noch heute eingesetzt.
Psychrometer
Der bekannteste Typ von Hygrometer wird "Psychrometer" genannt. (Die Psychrometrie ist ein Gebiet der Technik, das sich mit den Eigenschaften von Gas- und Dampfgemischen befasst. "Psychro" ist eine griechische Wurzel, die "Kälte" bedeutet.) Ein Psychrometer verwendet zwei Thermometer hintereinander. Eines der Thermometer wird ständig nass gehalten, indem es mit einem feuchten Tuch abgedeckt wird. Wenn das Wasser aus dem Stoff verdunstet, absorbiert es Energie und senkt die Temperatur in unmittelbarer Nähe. (Aus demselben Grund fühlt sich Ihr Badeanzug nach dem Verlassen eines Schwimmbeckens oder Whirlpools kalt an.) Dieser Temperaturabfall wird mit dem Feuchtthermometer gemessen, das eine niedrigere Temperatur aufzeichnet, als dies sonst der Fall wäre.
Das andere Thermometer bleibt trocken und dient als Referenz. Es misst die tatsächliche Temperatur der Luft. Die relative Luftfeuchtigkeit kann dann berechnet werden, indem die Differenz der Temperaturmesswerte zwischen diesen beiden Thermometern gemessen wird. Wenn die Temperaturdifferenz gering ist, muss die relative Luftfeuchtigkeit hoch sein, da weniger Wasser aus dem Tuch verdunsten kann, das das feuchte Thermometer bedeckt, was wiederum bedeutet, dass sich in der Luft bereits viel Wasser befindet. Wenn der Temperaturunterschied hoch ist, muss die relative Luftfeuchtigkeit ebenfalls niedrig sein, da mehr Wasser aus dem Tuch verdunsten kann.
Psychrometer sind nur dann wirksam, wenn sie sehr genau kalibriert sind und häufig neu kalibriert werden müssen.