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梅子黃時(shí)雨不休 古今儀器如何測量看不見的濕度

2019-06-21 08:49:39儀器網(wǎng)閱讀量:759 我要評論


  【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】連續(xù)幾日的陰雨天氣,給杭城居民的出行帶來了諸多不便。原以為這幾場大雨可以驅(qū)散前段時(shí)間三十多度的高溫,卻不料高至90%以上的相對濕度,反而令人感到更加悶熱不快。渾身黏膩、內(nèi)心煩躁、食欲不振、無精打采……如果您的員工正處于這種狀態(tài),請不要吝嗇地打開空調(diào)除除濕,因?yàn)檫^高的濕度會(huì)影響工作效率。
 
  盡管古人不能像我們一樣打開手機(jī)查查天氣就知道具體的濕度,但是他們早就想出了各種稀奇古怪的方法來測量這個(gè)看不見摸不著的數(shù)值。漢代淮南王劉安主持撰寫的著作《淮南子》當(dāng)中,多處記載了衡量濕度的方法。
 
  其一,《說山訓(xùn)》記載了一種天平式的濕度計(jì)——“懸羽與炭,而知燥濕之氣”,即將羽毛與吸濕能力較強(qiáng)的木炭分別放于天平兩端?!短煳挠?xùn)》的“燥故炭輕,濕故炭重”以及《泰族訓(xùn)》的“濕之至也,莫建其形而炭已重矣”進(jìn)一步說明了這種測濕儀的原理??諝鉂穸却蟮臅r(shí)候,木炭吸濕過多而變重,導(dǎo)致天平向木炭傾斜。傾斜角度越大,表明濕度越大。1600年后,德國科學(xué)家也發(fā)明了一種原理類似的天平濕度計(jì)。不過,他懸掛的是具有吸濕性的羊毛球和石塊。
 
  其二,《本經(jīng)訓(xùn)》當(dāng)中記載,“風(fēng)雨之變,可以音律知也”,即琴弦測濕法。當(dāng)空氣濕度增加,琴弦就會(huì)吸濕變長,導(dǎo)致彈奏出來的音律發(fā)生變化。后來,東漢王充、明初婁元禮也在自己的著作中提到過琴弦潮濕變松的情況,并且以此來預(yù)兆陰雨天氣。
 
  實(shí)際上,后世發(fā)明的一些濕度計(jì),很多利用的也是這種弦線吸濕伸縮的原理。清朝康熙年間,西方來華傳教士南懷仁就用鹿筋做過一個(gè)弦線濕度表。幾乎在同一時(shí)期,清代發(fā)明家黃履莊也制成了驗(yàn)燥濕器,“內(nèi)有一針,能左右旋,燥則左旋,濕則右旋,毫發(fā)不爽,并可預(yù)證陰晴”。它的原理也是利用弦線吸濕伸縮,但是已經(jīng)有了一定的靈敏度,可以說是現(xiàn)代濕度計(jì)的。值得一提的是,這位不為人知的發(fā)明家還制作了溫度計(jì)“驗(yàn)冷熱器”以及世界上輛自行車。
 
  除了上面談到的兩種主要方法,古人還想到了一種“燒鹽”法。他們將食鹽均勻撒在火盆里,如果能聽到噼里啪啦的聲音,就說明天氣干燥。反之,如果沒有聲音或者過了很長一段時(shí)間才發(fā)出聲音,就說明濕度大。當(dāng)然,絕大部分方法都還停留在濕度的概念上,沒有涉及定量測定。令人惋惜的是,中國古代這些技術(shù)非但沒有繼續(xù)往下發(fā)展,反而漸漸失傳,落后于西方。
 
  前文提到的南懷仁、黃履莊時(shí)期,也就是17世紀(jì),不少歐洲科學(xué)家研制出了可以測定相對濕度的現(xiàn)代濕度計(jì)。盡管這些發(fā)明大多離不開物質(zhì)吸濕變化的原理,但是加入的刻度盤、指針等元素使得濕度真正量化,濕度計(jì)變得更方便觀察和記錄。隨后的18到19世紀(jì),科學(xué)家發(fā)明了干濕球濕度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)、電阻式濕度片等更多靈敏的濕度測量儀器及元件。
 
  比如,現(xiàn)代常用的干濕球濕度計(jì)發(fā)明于18世紀(jì),它主要利用水蒸發(fā)吸熱降溫的原理測量空氣濕度。構(gòu)造是采用兩支溫度計(jì),一支用白紗布包住球部,紗布另一端浸在水槽里,此為濕球。另一支同樣用紗布包住,直接放置在空氣中,此為干球??諝飧稍锏那闆r下,水槽里的水蒸發(fā)更快,吸熱能力更強(qiáng),使得濕球的溫度大大低于干球。反之,濕度較高的時(shí)候,水就不會(huì)蒸發(fā),也就不會(huì)吸取熱量,干濕球的溫度就會(huì)相等或者相近。這也能夠解釋,為什么夏季溫濕度較高的時(shí)候,人會(huì)感到更加悶熱難耐。因?yàn)楫?dāng)溫度恒定時(shí),濕度過高會(huì)導(dǎo)致皮膚上的汗液無法蒸發(fā),人體熱量無法散發(fā),體表溫度就會(huì)更高。
 
  隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代濕度測量儀器也越來越*。上個(gè)世紀(jì)90年代開始興起的電子式濕度傳感器,逐步從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向發(fā)展,將濕度測量技術(shù)提升到新的水平。除了日常生活所需,這些濕度測量儀器還廣泛應(yīng)用于氣象學(xué)、水文學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域。
 
  原標(biāo)題:梅子黃時(shí)雨不休 古今儀器如何測量看不見的濕度
 
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