Hydrometr kontra higrometr

Wprowadzenie

W imię nauki, jak mierzymy zawartość wilgoci i cukru w ​​parującym kubku kakao? Na początek możemy zmierzyć poziom wilgotności w rosnącej parze kakao za pomocą higrometru. Następnie możemy zmierzyć gęstość względną zimnego kubka kakao (w porównaniu do wody) za pomocą areometru! Z miłości do nauki!

Cechy fizyczne

Areometr / areometr mierzy gęstość (ciężar na jednostkę objętości) i ciężar właściwy, czyli gęstość wspomnianej cieczy w stosunku do gęstości wody. W oparciu o zasadę flotacji Archimedesa, tj. Ciało stałe przesunie swój ciężar w cieczy zanurzeniowej. Instrumentem jest cylindryczny szklany trzon z dolną bańką zawierającą rtęć lub ołów, oraz z podziałką wewnątrz trzonu. Stopniowo wkładamy areometr do chłodnej cieczy, aż będzie w stanie swobodnie unosić się w cieczy. Po zrównaniu się areometru można dokonać odczytu. Odczyt ten jest pobierany, gdy mierzona powierzchnia cieczy spełnia skalę hydrometrów. Istnieje wiele różnych skal dostępnych dla różnych warunków lub kontekstów. Istnieją hydrometry dla cieczy o wysokiej i niskiej gęstości, o określonym zakresie grawitacji od 1,0 do 0,95, 0,95 do 0,9 itd. [I].

Podczas gdy higrometr wykorzystuje skalę z podziałką co dwa stopnie, w celu zmierzenia stopnia zawartości wilgoci / wilgotności / pary wodnej w atmosferze. Higrometry są w różnych wzorach, tj. Od prostych higrometrów do włosów po znacznie bardziej szczegółowe, skomplikowane instrumenty. Prosty higrometr do włosów, wykorzystuje napięte włosy ludzkie lub zwierzęce i mierzy wilgotność poprzez pomiar zmiany długości włosów w atmosferach o dużej wilgotności.

Historia

Mówi się, że pierwsze hydrometry zostały wynalezione na początku 5th wieku greckiego uczonego o nazwisku Hypatia. Od tego czasu udoskonalono instrumenty dzięki postępom w nauce i technologii. Daje początek wielu różnym typom hydrometrów, stosowanych w różnych scenariuszach lub branżach. Najpopularniejsze lub najczęściej używane areometry wymieniono poniżej:

  • Laktometr: mierzy czystość mleka krowiego
  • Alkoholomierz: mierzy moc alkoholu w płynie
  • Sacharometr: mierzy zawartość cukru w ​​roztworze
  • Termohydrometr: składa się z termometru wewnątrz części pływakowej areometru i służy do pomiaru gęstości produktów naftowych.
  • Urinometr: stosowany w medycynie do przeprowadzania analizy moczu
  • Barkometr: mierzy siłę płynów do opalania
  • Areometr baterii: służy do pomiaru poziomu naładowania baterii
  • Tester przeciwzamrożeniowy: mierzy jakość roztworu przeciwzamrożeniowego stosowanego w silnikach chłodzących
  • Acidometer: mierzy ciężar właściwy kwasu
  • Salinometr: mierzy zawartość soli w roztworze wodnym

Higrometr

Wielki Leonardo da Vinci wynalazł pierwszy higrometr w 15th stulecie. Ta pierwotna koncepcja została ulepszona, aby stworzyć bardziej nowoczesną wersję w 1755 roku. Wiele różnych typów higrometrów obejmuje teraz:

  • Higrometry cewki metalowo-papierowej: para wodna jest absorbowana przez pasek papieru wskazujący wilgoć na tarczy
  • Psychrometr: składa się zarówno z mokrej, jak i suchej żarówki, gdzie mokra cebula jest podłączona do zbiornika wody
  • Higrometr punktu rosy chłodzonego lustra: przyrządy te są bardziej precyzyjne i służą do wykrywania kondensacji na powierzchni lustra
  • Higrometry pojemnościowe: nadają się do różnych zastosowań
  • Higrometry rezystancyjne: mierzą zmiany rezystancji elektrycznej spowodowane wilgocią
  • Higrometry termiczne: mierzą zmianę przewodności cieplnej z powodu wilgotności
  • Grawimetryczny: jest to najdokładniejszy z higrometrów, testujący poziomy wilgotności [ii].

Zakresy i skale

Hydrometry na ogół wykorzystują następujące skale:

  • Baume
  • Brix
  • Platon

Podczas gdy większość podstawowych higrometrów używa skali stopniowanej.

Używa

Hydrometry mogą być używane w następujących kontekstach:

  • Stosowany w analizie gleby
  • Produkcja wina i piwowarstwo
  • Testuje jakość mleka
  • Stosowany w analizie zawartości cukru
  • Służy do pomiaru gęstości produktów naftowych
  • Mierzy temperaturę elektrolitu i ciężar właściwy w ramach testu akumulatora
  • Służy do przeprowadzania analizy moczu

Natomiast higrometry są używane w różnych kontekstach, a mianowicie

  • Inkubatory
  • Przestrzenie przemysłowe
  • Szklarnie
  • Sauny
  • Humidory
  • Muzea
  • Do pielęgnacji drewnianych instrumentów muzycznych, takich jak gitary, harfy, fortepiany itp.
  • Zastosowania mieszkaniowe do monitorowania poziomu wilgotności
  • Przemysł lakierniczy np. farby mogą być wrażliwe na wilgoć.

Dokładność pomiaru

Dokładność areometrów zależy od trzech czynników; czystość, temperatura i właściwe zanurzenie. Zarówno areometr, jak i zbiornik lub cylinder mieszczący badany płyn, muszą być czyste. Aby ciecz mogła unieść się równomiernie, zapewniając dokładny odczyt. Ponadto temperatura powinna być podobna w cieczy i otaczającej atmosferze. W ten sposób zapobieganie zmianom gęstości. Odpowiednio słoik zawierający ciecz powinien być wystarczająco duży, aby umożliwić zanurzenie areometru [iii].

Natomiast w przypadku higrometrów trudno jest zachować dokładność. Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak temperatura, ciśnienie, zmiany elektryczne i masa. Konwencjonalne higrometry są niedokładne poniżej punktu zamarzania.

Porównanie areometru z higrometrem

Areometr Higrometr
Mierzy ciężar właściwy cieczy Mierzy ilość pary wodnej / wilgoci w powietrzu
Początkowo wynaleziony przez greckiego uczonego Hypatia Początkowo wynaleziony przez Leonarda da Vinci

Wymyślony n wcześnie 5th stulecie Wymyślony na początku 15th stulecie
Hydrometry są podzielone na kategorie według celu lub kontekstu użytkowania Higrometry dzielą na kategorie różne metody pomiaru wilgotności
Łatwiej w celu zapewnienia dokładności Trudne do utrzymania dokładności. Niedokładne poniżej punktu zamarzania
Aby zachować dokładność, należy uwzględnić takie czynniki, jak czystość, temperatura i właściwe zanurzenie Czynniki takie jak temperatura, ciśnienie, masa i ładunek elektryczny muszą zostać znormalizowane, aby zapewnić dokładność

Wniosek

Hydrometr jest potrzebny do udowodnienia dokładności w zakresie ciężaru właściwego i gęstości cieczy, a higrometry są ważne do pomiaru poziomu wilgotności. Zbyt wysoki poziom wilgotności prowadzi do letargu, zmęczenia, infekcji dróg oddechowych. Z drugiej strony, jeśli poziom wilgotności jest zbyt niski, sprzyja to pogorszeniu wyposażenia drewnianego, instrumentów muzycznych itp. W ten sposób pomaga ludzkości utrzymać równowagę. Jednak oba przyrządy wymagają kalibracji i utrzymania temperatury w celu zapewnienia dokładnych odczytów. Nadejdzie czas, w którym postęp technologiczny zapewni nam zwiększoną dokładność pomiarów. Do tego czasu zarówno Hypates, jak i Da Vinci byliby dumni, widząc ich prototypy wybitną ewolucję.