Jokapäiväisessä elämässämme käytetään useita tieteellisiä teknologioita ympärillämme olevien komponenttien tiheyden mittaamiseen. Hydrometrit ja kosteusmittarit ovat kaksi esimerkkiä tällaisista laitteista. Hygrometri mittaa nesteen tiheyttä Arkhimedesin vaahdotusperiaatteella, kun taas kosteusmittari mittaa ilmakehän kosteusasteen.
Hydrometri vs kosteusmittari
Hygrometrin ja kosteusmittarin erot johtuvat niiden mittaus- ja toimintaperiaatteista. Hydrometrin mittausperiaate on nesteen tiheyden mittaaminen ja se toimii flotaatioperiaatteella. Kosteusmittari mittaa ilmakehän kosteutta ja kosteutta ja toimii useilla eri periaatteilla.
Hydrometri on laite, jota käytetään nesteen painovoiman tiheyden määrittämiseen. Hydrometrin mittausperiaate on veden syvyyden mittaaminen Arkhimedesen kelluntaperiaatteella. Hydrometrin sanan alkuperä on kreikan sanasta hydro, joka tarkoittaa vettä. Hypatia-niminen kreikkalainen tutkija keksi hydrometrin.
Kosteusmittaria käytetään ympäröivän ilmakehän kosteuden tai kosteuspitoisuuden mittaamiseen. Hydrometrin sanan alkuperä on kreikaksi. Kosteusmittari on johdettu kreikan sanasta Hygros, joka tarkoittaa märkää tai kosteaa. Kaikki kosteusmittarit toimivat eri periaatteilla. Kosteusmittarin keksi Leonardo Da Vinci.
Hydrometrin ja kosteusmittarin vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Hydrometri | Kosteusmittari |
| Määritelmä | Hydrometri on laite, jota käytetään määrittämään nesteen ominaispaino tai suhteellinen tiheys | Kosteusmittari on laite, joka mittaa kosteutta tietyssä tilavuudessa |
| Epätarkkuus/Tarkkuus | Tarkkuuden hallinta on yksinkertaisempaa | Tarkkuutta on vaikea ylläpitää ja mittaukset voivat olla epätarkkoja |
| Tarkkuuteen vaikuttavat tekijät | Tarkkuuden varmistamiseksi on otettava huomioon tietyt kriteerit, kuten lämpötila, puhtaus ja oikea upotus. | Tarkkuuden varmistamiseksi on standardoitava useita parametreja, kuten paine, lämpötila, massa ja sähkövaraus. |
| Sisäänrakennettu lämpömittari | Sisältää sisäänrakennetut lämpömittarit | Sisäänrakennettua lämpömittaria ei aina käytetä |
| Keksijä | Hypatian keksimä | Keksi Leonardo Da Vinci |
Mikä on Hydrometer?
Hydrometri on mittari, joka käyttää kelluvuutta arvioimaan suhteellisen nesterajan. Ne validoidaan ja luokitellaan usein käyttämällä yhtä tai useampaa indikaattoria, kuten ominaispainoa. Hydrometri on tavallisesti rakennettu seinämäisestä ontosta lasiputkesta, jossa on leveämpi alaneljännes nostetta varten, vastapaino, kuten lyijy tai elohopea, stabilointia varten, ja kapea varsi, jossa on asteikot mittauksia varten.
Näyte asetetaan korkeaan astiaan, tavallisesti punnitussylinteriin, ja hydrometria upotetaan asteittain nesteeseen, kunnes se saavuttaa pinnan. Suhteellisen tiheyden määrää korkeus, jolla nesteen pinta saavuttaa hydrometrin varren. Mikä tahansa asteikkojen yhdistelmä missä tahansa hydrometrin varrella voi vastata tiheyteen liittyviä tekijöitä.
Hydrometriä käytetään maidon tiheyden (pörröisen koostumuksen) laskemiseen, sakkarometriä nesteen glukoosin paksuuden arvioimiseen ja alkoholimittaria juomien korkeampien alkoholipitoisuuksien mittaamiseen. Hydrometri toimii Arkhimedes-periaatteella, jonka mukaan nesteeseen upotettua kiinteää ainetta saa paineen, joka on suoraan verrannollinen suspendoituneen materiaalin hukkuneen osan syrjäyttämän nesteen painoon. Mitä syvemmälle tietyn painon hydrometri laskee, sitä pienempi on nesteen tiheys; varsi on säädetty numeerisen mittauksen aikaansaamiseksi.
Mikä on kosteusmittari?
Kosteusmittari on laite, joka valvoo vesihöyryn määrää ilmassa, maaperässä tai muissa suljetuissa tiloissa. Kosteusmittarit käyttävät usein muita mittareita, kuten lämpöä, jännitystä, määrää tai komponentin sähkömekaanista muutosta, kun kosteutta kulutetaan.
Näitä mitattuja arvoja voidaan käyttää kosteuden laskemiseen kalibroinnin ja laskennan avulla. Nykyaikaiset elektroniset laitteet käyttävät sateen lämpötiloja (kutsutaan kastepisteeksi) tai elektronisen kapasitanssin vaihteluja tai herkkyyttä havaitakseen kosteusvaihtelut.
Noin 1480 Leonardo da Vinci rakensi raakakosteusmittarin. Optimaalinen vesihöyryn määrä, joka voidaan säilyttää kussakin ilmamäärässä (kyllästys), muuttuu merkittävästi lämpötilan mukaan; kylmä ilma voi sisältää vähemmän vettä tilavuusyksikköä kohti kuin kuuma ilma. Lämpötila voi vaikuttaa kosteustasoon.
Kosteusmittareita käytetään laboratorioissa, salongissa, humidoreissa ja gallerioissa viherhuoneiden ja yritysten lisäksi. Niitä käytetään myös puisten kielisoittimien, kuten pianon, kitaran ja viulun, hoitoon, joita liiallinen kosteus voi vaurioittaa.
Maastopaloissa kosteusmittarit ovat hyödyllisiä, koska mitä pienempi kosteusprosentti on, sitä nopeammin polttoaineet palavat. Kosteusmittareita käytetään asuinympäristöissä auttamaan kosteuden hallinnassa. Kosteusmittareita käytetään usein maalausalalla, koska maalin levitys voi olla erityisen herkkä kosteudelle ja kastepisteelle.
Tärkeimmät erot hydrometrin ja kosteusmittarin välillä
Johtopäätös
Hydrometrit vaaditaan osoittamaan nesteiden ominaispainon ja tiheyden tarkkuus, kun taas kosteusmittareita tarvitaan kosteustason havaitsemiseen. Liian korkea kosteus aiheuttaa letargiaa, väsymystä ja hengitystiesairauksia. Toisaalta, jos kosteustaso on liian alhainen, puuhuonekalut, soittimet ja muut esineet heikkenevät.
Tämän seurauksena ihmiskunta pystyy säilyttämään tasapainonsa. Molemmat laitteet vaativat kuitenkin lämpötilakalibroinnin ja huollon luotettavien tulosten saamiseksi. Tulee päivä, jolloin teknologiset läpimurrot antavat meille paremman mittaustarkkuuden. Sekä Hypates että Da Vinci olisivat olleet mielellään nähdessään prototyyppinsä evoluutioprosessissa siihen asti.
Hydrometrin tarkkuuden määrää kolme tekijää: puhtaus, lämpötila ja sopiva upotus. Sekä hydrometrin että säiliön tai sylinterin, jossa testattava neste on, on oltava puhtaita. Tämän seurauksena neste nousee tasaisesti ja tarjoaa tarkan lukeman. Lisäksi nesteen ja ympäröivän ympäristön lämpötilan tulee olla vertailukelpoisia.
Tämän seurauksena tiheyden muutokset vältetään. Tämän seurauksena nestettä sisältävän purkin tulee olla riittävän suuri, jotta se mahtuu hydrometrin upotukseen.
Kosteusmittareiden tarkkuutta on sen sijaan vaikea ylläpitää. Lämpötila, paine, sähkömuutos ja massa on kaikki otettava huomioon. Jäätymispisteen alapuolella perinteiset kosteusmittarit ovat epätarkkoja.
Viitteet
- https://core.ac.uk/download/pdf/10333457.pdf
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1770616
