Sisältö
- Mikä kosteusmittari mittaa
- Jäähdytetty peili kastepisteen kosteusmittari
- Leonardos-kosteusmittari
- Hiuskosteusmittari
- psykrometrillä
Mikä kosteusmittari mittaa
Kosteus, veden höyryn mitta ilmassa, on yksi meteorologian perustana mitattavista muuttujista. Kosteutta on oikeastaan useita erilaisia, mutta mitä useimmat ihmiset tarkoittavat puhuttaessaan "kosteudesta", on suhteellinen kosteus. Perrys Chemical Engineers Handbook on määritellyt suhteellisen kosteuden "seoksen vesihöyryn osapaineen ja veden kylläisen höyrynpaineen suhteeksi määrätyssä lämpötilassa".
Toisin sanoen suhteellinen kosteus on epäsuora tapa mitata, kuinka paljon vesihöyryä on ilmassa tiettynä ajankohtana verrattuna siihen, kuinka paljon vesihöyryä ilma pystyy pitämään maksimissaan. Se ilmaistaan prosentteina. Kun suhteellinen kosteus saavuttaa 100 prosenttia, ilman vesihöyry alkaa tiivistyä takaisin nestemäiseksi veteen: Sadetta.
Suhteellinen kosteus on hyödyllistä tietää, koska se antaa kuvan siitä, miltä ilma tuntuu "märältä". Alhainen suhteellinen kosteus voi johtaa ihon kuivumiseen, kutinaan ja janoon. Korkea suhteellinen kosteus saa kylmät lämpötilat tuntumaan kylmältä ja kuumat lämpötilat kuumemmilta. Kun sää on erittäin kuuma, korkea kosteus heikentää kehon kykyä jäähtyä hikoilemalla. Suhteellisella kosteudella on vaikutusta myös herkkiin koneisiin, kuten tietokonepiirit, ja mikro-organismien ja sienten kehitykseen. Kodin sisällä korkea kosteus lisää homeen kehittymistä, kun taas alhainen kosteus helpottaa influenssaviruksen leviämistä.
Kaikista näistä syistä ja muista syistä on hyödyllistä olla tietoinen suhteellisesta kosteudesta. Kaikista kosteuden mittaamiseen käytetyistä välineistä viitataan yhdessä kosteusmittarina.
Jäähdytetty peili kastepisteen kosteusmittari
Yksi tarkimmista ja nykyaikaisimmista kosteusmittarityypeistä on nimeltään "jäähdytetty peili kastepisteen kosteusmittari". Peili jäähdytetään, mikä aiheuttaa kondensoitumisen muodostumista sen pinnalle. Mitä korkeampi suhteellinen kosteus, sitä enemmän kondensoitumista muodostuu. Tämä mitataan optisella anturilla, joka havaitsee pisaroita, jotka vääristävät peilin sileää pintaa. Nämä kosteusmittarit ovat elektronisia laitteita, joiden rakentamiseen vaaditaan erityistä asiantuntemusta.
Leonardos-kosteusmittari
Ensimmäisen tunnetun kosteusmittarin keksi noin 500 vuotta sitten Leonardo da Vinci. Hän keksi punnita villapallon, jonka paino muuttuisi ilman kosteuden mukaan. Tämä ei ollut kovin tehokas suunnittelu, ja kului kauan ennen kuin suhteellinen kosteus voitiin mitata tarkasti.
Hiuskosteusmittari
Hieman yli 200 vuotta sitten tutkija nimeltä Horace Bénédict de Saussure keksi kosteusmittarin, joka sisälsi ihmisen tai eläimen hiukset. Suhteellisesta kosteudesta riippuen hiukset kutistuvat tai kasvavat pituudeltaan hyvin pienellä määrällä, kasvavat pidempään korkeassa kosteudessa ja kutistuvat alhaisessa kosteudessa. Kun hiukset asetetaan jännitykseen, tämä muutos voidaan mitata. Näitä ns. "Hiuskosteusmittareita" käytetään edelleenkin.
psykrometrillä
Tunnetuinta kosteusmittarin tyyppiä kutsutaan "psykrometriksi". (Psykrometria on tekniikan ala, joka koskee kaasun ja höyryn seosten ominaisuuksia. "Psyko" on kreikkalainen juuri, joka tarkoittaa "kylmää".) Psykrometri toimii käyttämällä kahta lämpömittaria samanaikaisesti. Yksi lämpömittarista pidetään jatkuvasti märkä peittämällä jotain märällä liinalla. Kun vesi haihtuu kankaasta, se imee energiaa, alentaen lämpötilaa välittömässä läheisyydessä. (Se on sama syy siihen, että uimapuku tuntuu kylmältä, kun pääset ulos uima-altaalta tai kylpytynnyristä.) Tämä lämpötilan lasku mitataan märällä lämpömittarilla, joka tallentaa alhaisemman lämpötilan kuin muuten olisi.
Toinen lämpömittari pysyy kuivana ja sitä käytetään vertailuna. Se mittaa ilman todellisen lämpötilan. Suhteellinen kosteus voidaan sitten laskea mittaamalla näiden kahden lämpömittarin lämpötilalukemien ero. Jos lämpötilaero on pieni, niin suhteellisen kosteuden on oltava korkea, koska se tarkoittaa, että märän lämpömittarin peittävästä kankaasta voi haihtua vähemmän vettä, mikä puolestaan tarkoittaa, että ilmassa on jo paljon vettä siinä. Samoin, jos lämpötilaero on suuri, suhteellisen kosteuden on oltava alhainen, koska enemmän vettä pystyy haihtumaan kankaasta.
Psykrometrit ovat tehokkaita vain, jos ne on kalibroitu tarkasti, ja ne on kalibroitava uudelleen usein.