Was ist ein Hygrometer?

Ein Hygrometer ist ein Instrument zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit oder der Menge an unsichtbarem Wasserdampf in einer bestimmten Umgebung. Sie reichen von einfachen Geräten wie dem Psychrometer und dem Haarhygrometer bis hin zu komplizierteren Geräten wie dem gekühlten Spiegel-Taupunkt-Hygrometer, das die Kondensationstemperatur zur Messung der Luftfeuchtigkeit nutzt. Moderne elektronische Geräte können auch die Feuchtigkeit bestimmen, indem sie Änderungen des elektrischen Widerstands und der elektrischen Kapazität erkennen. Neben der meteorologischen Verwendung sind Hygrometer in einer Reihe von Anwendungen hilfreich, darunter Saunen, Museen, Wohnumgebungen und die HLK-Industrie.

Ein Psychrometer besteht aus zwei Thermometern, eines mit trockener und eines mit nasser Glühbirne, und misst die Luftfeuchtigkeit mittels Verdunstungskühlung. Wenn Feuchtigkeit aus der Feuchtkugel verdunstet, sinkt ihre Temperatur, und die relative Luftfeuchtigkeit wird aus dem Temperaturunterschied zwischen den Feucht- und Trockenkugelthermometern mithilfe eines psychrometrischen Diagramms berechnet. Das einfachste Aräometer, ein Schlingenpsychrometer, verwendet diese Nass-/Trockenkugelmethode mit Thermometern, die an einer Kette oder einem Seil befestigt sind, das in der Luft geschwungen wird.

Ein Kondensations- oder „gekühlter Spiegeltaupunkt“-Hygrometer ist das genaueste verfügbare Instrument. Elektronisches Feedback steuert die Temperatur eines Taupunktspiegels, der der freien Luft ausgesetzt ist, und hält ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Verdunstung und Kondensation auf dem Spiegel aufrecht. Ein optoelektronischer Mechanismus erkennt Kondensation auf der Spiegeloberfläche und misst die Taupunkttemperatur oder den Punkt, an dem Luft so gesättigt ist, dass sie ihren Wasserdampf nicht mehr halten kann und es zu Kondensation kommt.

Das Haarhygrometer misst unter Spannung stehendes Haar, um die Luftfeuchtigkeit zu messen. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit zunimmt, wird das Haar länger, und wenn es fällt, wird das Haar kürzer. Dieses Instrument verwendet Strähnen aus menschlichem oder Pferdehaar, die an Hebeln befestigt sind, die kleine Längenänderungen vergrößern. Ein Hygrograph, bestehend aus einem Tintenstift und einem rotierenden Zylinder, zeichnet die Luftfeuchtigkeitsschwankungen im Tagesverlauf auf. Haarhygrometer sind nicht so genau wie ihre Gegenstücke und registrieren bei sehr hoher und sehr niedriger relativer Luftfeuchtigkeit erhebliche Fehler.

Elektronische Geräte messen die Feuchtigkeit, indem sie Materialien mit einem elektrischen Widerstand verwenden, der mit der absorbierten Feuchtigkeitsmenge variiert. Die beiden häufigsten sind kapazitive und resistive Sensoren. Kapazitive Sensoren arbeiten, indem sie die Veränderungen der Wassermenge in der Luft mithilfe eines elektrischen Signals zwischen zwei Platten messen. Resistive Sensoren verwenden eine Polymermembran, die bei Aufnahme von Wasser Leitfähigkeitsänderungen registriert.