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资讯.梅子黄时雨不休古今仪器如何测量看不见的湿度

2022-09-24 来源:韶关农业机械网

梅子黄时雨不休 古今仪器如何测量看不见的湿度

连续几日的阴雨天气,给杭城居民的出行带来了诸多不便。原以为这几场大雨可以驱散前段时间三十多度的高温,却不料高至90%以上的相对湿度,反而令人感到更加闷热不快。浑身黏腻、内心烦躁、食欲不振、无精打采如果您的员工正处于这种状态,请不要吝啬地打开空调除除湿,因为过高的湿度会影响工作效率。

尽管古人不能像我们一样打开查查天气就知道具体的湿度,但是他们早就想出了各种稀奇古怪的方法来测量这个看不见摸不着的数值。汉代淮南王刘安主持撰写的著作《淮南子》当中,多处记载了衡量湿度的方法。

其一,《说山训》记载了一种天平式的湿度计悬羽与炭,而知燥湿之气,即将羽毛与吸湿能力较强的木炭分别放于天平两端。《天文训》的燥故炭轻,湿故炭重以及《泰族训》的湿之至也,莫建其形而炭已重矣进一步说明了这种测湿仪的原理。空气湿度大的时候,木炭吸湿过多而变重,导致天平向木炭倾斜。倾斜角度越大,表明湿度越大。1600年后,德国科学家也发明了一种原理类似的天平湿度计。不过,他悬挂的是具有吸湿性的羊毛球和石块。

其二,《本经训》当中记载,风雨之变,可以音律知也,即琴弦测湿法。当空气湿度增加,琴弦就会吸湿变长,导致弹奏出来的音律发生变化。后来,东汉王充、明初娄元礼也在自己的著作中提到过琴弦潮湿变松的情况,并且以此来预兆阴雨天气。

实际上,后世发明的一些湿度计,很多利用的也是这种弦线吸湿伸缩的原理。清朝康熙年间,西方来华传教士南怀仁就用鹿筋做过一个弦线湿度表。几乎在同一时期,清代发明家黄履庄也制成了验燥湿器,内有一针,能左右旋,燥则左旋,湿则右旋,毫发不爽,并可预证阴晴。它的原理也是利用弦线吸湿伸缩,但是已经有了一定的灵敏度,可以说是现代湿度计的先驱。值得一提的是,这位不为人知的发明家还制作了温度计验冷热器以及世界上辆自行车。

除了上面谈到的两种主要方法,古人还想到了一种烧盐法。他们将食盐均匀撒在火盆里,如果能听到噼里啪啦的声音,就说明天气干燥。反之,如果没有声音或者过了很长一段时间才发出声音,就说明湿度大。当然,绝大部分方法都还停留在湿度的概念上,没有涉及定量测定。令人惋惜的是,中国古代这些技术非但没有继续往下发展,反而渐渐失传,落后于西方。

前文提到的南怀仁、黄履庄时期,也就是17世纪,不少欧洲科学家研制出了可以测定相对湿度的现代湿度计。尽管这些发明大多离不开物质吸湿变化的原理,但是加入的刻度盘、指针等元素使得湿度真正量化,湿度计变得更方便观察和记录。随后的18到19世纪,科学家发明了干湿球湿度计、毛发湿度计、电阻式湿度片等更多灵敏的湿度测量仪器及元件。

比如,现代常用的干湿球湿度计发明于18世纪,它主要利用水蒸发吸热降温的原理测量空气湿度。构造是采用两支温度计,一支用白纱布包住球部,纱布另一端浸在水槽里,此为湿球。另一支同样用纱布包住,直接放置在空气中,此为干球。空气干燥的情况下,水槽里的水蒸发更快,吸热能力更强,使得湿球的温度大大低于干球。反之,湿度较高的时候,水就不会蒸发,也就不会吸取热量,干湿球的温度就会相等或者相近。这也能够解释,为什么夏季温湿度较高的时候,人会感到更加闷热难耐。因为当温度恒定时,湿度过高会导致皮肤上的汗液无法蒸发,人体热量无法散发,体表温度就会更高。

随着科学技术的不断进步,现代湿度测量仪器也越来越先进。上个世纪90年代开始兴起的电子式湿度传感器,逐步从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向发展,将湿度测量技术提升到新的水平。除了日常生活所需,这些湿度测量仪器还广泛应用于气象学、水文学、医学、生物学、农林业等领域。

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