利用脱脂毛发长度随空气相对湿度变化的性能而制成的能显示相对湿度的一种湿度表。
1. 结构
1783年,瑞士人德索修尔(H.B.deSaussure)发现人体的头发长度会随着空气中
水汽含量的多少而变化,当
湿度增大时,毛发会伸长;当湿度减小时,毛发会缩短。于是便制成了第一套毛发湿度表,这也是第一套测湿度的仪器。其结构如下图所示。
图1 毛发湿度表
2. 测量原理
一根长约22厘米的脱脂人发作为感应元件,毛发在重锤的作用下,始终处于拉紧状态。当空气湿度增大时,毛发因吸湿而伸长,固定在曲柄上的球状重锤便下移,带动指针轴和指针顺时针偏转,相对湿度示值增大;当空气湿度减小时,吸附在毛发上的水蒸发,毛发缩短,指针反时针偏转,相对湿度示值减小。
利用毛发制成湿度表,关键是要确定毛发的伸长长度与相对湿度之间的关系,毛发的伸长主要有以下几个特点:
(1)当相对湿度从0增加到100%时,毛发的总伸长量为原有长度的2.5%。毛发的长度随相对湿度增加而增大。
(2)毛发的相对伸长量随着相对湿度的增加而减小,也就是说毛发的长度与相对湿度之间为非线性关系。
(3)毛发的长度随相对湿度的变化,在增湿过程和减湿过程中是不同的。相对湿度在35%以上时,增湿过程的毛发伸长量比减湿过程的收缩量大;35%以下时,减湿过程的毛发收缩量比增湿过程的毛发伸长量大。
(4)毛发的长度随温度的变化而伸长和缩短,在+1.5℃时最长。
(5)由于普通毛发的油脂对感湿性能影响大,且其感湿滞后性也很大,因此制作毛发湿度表的毛发均需作脱脂和滚压处理。
3. 主要误差来源
误差主要源于以下三个方面:
(1)毛发感湿的滞后性
实验证明,毛发表的示度常常落后于湿度的实际变化。毛发的滞后系数并不是常数,随温度、相对湿度和风速而变化。毛发的滞后系数还与风速有关,风速越大,滞后系数越小。这种情况在高湿时特别明显。
温度效应对测湿的影响主要源于两个方面:①毛发的长度及滞后系数均会随温度变化;②毛发通常被安装在金属框架上,金属框架的热胀系数与毛发不一样。
(3)低湿瘫痪
当毛发湿度表在相对湿度低于30%的环境中放置过久,湿度再回升时,毛发的滞后系数增大,感湿速度显著下降。