Hygrometer
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Einordnung: Meteorologie | Messgerät
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Das Hygrometer ist ein Messinstrument zur Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit.
| Inhaltsverzeichnis |
Funktionsweise
Absorptionshygrometer
Absorptionshygrometer enthalten ein hygroskopisches (wasseranziehendes) Material, dessen Eigenschaften sich durch die Feuchtigkeit ändern. Am bekanntesten ist das Haarhygrometer. Es enthält ein Haar, das sich bei Feuchtigkeit ausdehnt. Der Längenunterschied bei völlig trockener Luft (0% Luftfeuchtigkeit) und gesättigter Luft (100% Feuchtigkeit) beträgt dabei etwa 2,5%. Früher kamen dabei Menschen-, Schaf- oder Pferdehaare zur Anwendung, heute werden auch Kunstfasern verwendet. Die traditionellen Wetterhäuschen sind im Prinzip Haarhygrometer.
Eine andere Möglichkeit ist Messung der Gewichtszunahme bei der Einlagerung von Wasser. Moderne elektronische Absorptionshygrometer basieren auf der Veränderung des elektrischen Widerstands oder der elektrischen Kapazität einer Schicht eines hygroskopischen Kunststoff-Polymers.
Taupunkt-Hygrometer
Die Bestimmung des Taupunkts ist ein vergleichsweise aufwändiges, aber präzises Messverfahren. Dazu wird ein Spiegel soweit abgekühlt, bis sich die Luftfeuchtigkeit auf ihm niederschlägt. Mit einer Lichtquelle und einem Photosensor wird der Moment der Kondensation bestimmt. Aus der Temperatur, die der Spiegel zu diesem Zeitpunkt hat, kann die Luftfeuchte berechnet werden.
Psychrometer
Ein Psychrometer besteht aus zwei Thermometern, von denen eines in ein feuchtes Material gehüllt ist, z.B. Baumwollgewebe, das mit Wasser befeuchtet wird. Je trockener die Luft, desto schneller verdunstet die Flüssigkeit, desto mehr Verdunstungskälte wird erzeugt und desto größer ist Temperaturdifferenz zwischen den beiden Thermometern. Aus der Temperaturdifferenz kann man mit Hilfe von Psychrometertafeln die relative Luftfeuchtigkeit sowie weitere Parameter ermitteln. Das psychrometrische Messprinzip ist eines der genauesten und wird deshalb in Wetterstationen, wo es auf genaue Messungen ankommt, oder als Referenzgerät verwendet. Assmann-Psychrometer erreichen +/-0,5 % Messgenauigkeit.
Weitere Verfahren
- Bei Chemischen Hygrometern ändern sich Eigenschaften eines Materials aufgrund der chemischen Reaktion mit Wasser, z.B. in Form von Farbänderungen, die auf Teststreifen abgelesen werden können.
- Optische Hygrometer bestimmen die Luftfeuchte durch die Messung der Absorption von Licht mit einer bestimmten, für Wasserdampf charakteristischen Wellenlänge oder durch Messung der Änderung der Brechzahl.
Daneben gibt es noch eine Reihe weiterer Möglichkeiten, die Luftfeuchtigkeit zu bestimmen, die aber vergleichsweise selten angewendet werden. Alle Verfahren haben ihre Vor- und Nachteile, das optimale Hygrometer für alle Anwendungen gibt es nicht.
Geschichte
Das erste Haarhygrometer wurde 1783 von Horace-Bénédict de Saussure demonstriert. Er benutzte dazu ein blondes Frauenhaar. Um 1820 gelang die Messung der Luftfeuchtigkeit über den Taupunkt, 1887 konstruierte R. Assmann das erste Psychrometer.
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