Psychometer

Psychometer (Psyhrometer), auch Aspirationshygrometer oder Aspirationspsychrometer zur Messung des in der Luft enthaltenenen Wasserdampfes (Luftfeutigkeit) werden üblicherweise drei Messmethoden benutzt. Diese sind assmannsches Aspirationspsychrometer, das Haarhygrometer und die elektronische Feuchtemessung. Nach dem Gesetz vom hygroskopischen Gleichgewicht entspricht jedem Luftzustand eine ganz bestimmte Holzfeuchte. Lufttemperatur und relative Luftfeuchte sind deshalb beim Trocknen von Holz sehr wesentliche Faktoren, die möglichst genau kontrolliert werden müssen.

Der Wassergehalt der Luft in Prozenten der möglichen Höchstmenge wird als rel. Feuchtigkeit bezeichnet. Die Höchstmenge von Wasser, die von der Luft aufgenommen werden kann, ist in starkem Maße von der Temperatur abhängig. Sie ist bei höherer Lufttemperatur größer als bei niedriger. Wird also eine Luftmenge, die z. B. zu 80% mit Wasser gesättigt ist (rel. Feuchtigkeit 80%), allmählich abgekühlt, so wird bei einer bestimmten Temperatur der Sättigungspunkt oder Taupunkt erreicht (100% rel. Feuchtigkeit). Bei weiterer Abkühlung schlägt sich die ursprünglich als Wasserdampf vorhandene Feuchtigkeit in Form von Wasser (Tau) nieder. (Auszüge des Handbüchleins "Elektrische und wärmetechnische Messungen" der Firma Hartmann & Braun AG Frankfurt/Main, 2. Auflage, 1941)

Funktionsprinzip des Psychometer

Psychometer besteht aus einem trockenen und einem feuchtgehaltenen Thermometer, die gemeinsam mit einem Wasserbehälter auf einer Grundplatte montiert sind. Das trockene Thermometer steckt in einem durch löcherten Metallrohr. Seine Aufgabe ist, die Temperatur des Trockners anzuzeigen. Das zweite Thermometer (Naßthermometer) ist ebenfalls durch ein Rohr geschützt, aber so, daß die Kugel mit Quecksilbervorrat 2-3 cm aus dem Schutzrohr herausragt. Dieses Thermometerende muß von einem gut saugfähigen Mull- oder Gazestreifen umgeben sein, dessen Enden in den Wasservorratsbehälter tauchen.

Streicht nun an dem Naßthermometer Luft vorbei, dann verdunstet an der Gazeumwicklung Wasser, es wird dadurch Verdunstungskälte erzeugt ( Äther auf die Hand geschüttet, zeigt den gleichen Vorgang), und die Temperatur des Thermometers sinkt. Trockene Luft kann viel Wasser verdunsten, also viel Verdunstungskälte erzeugen, das Thermometer sinkt stark ab, und es ergibt sich ein großer Anzeigeunterschied zwischen Trocken- und Naßthermometer. Bei feuchter Luft verdunstet weniger Wasser, es wird weniger Verdunstungkälte erzeugt, daß Naßthermometer fällt weniger, und die Anzeigedifferenz ist folglich klein. Bei 100% gesättigter Luft kann kein Wasser verdunsten, dementsprechend bleibt das Naßthermometer auf dem Stand des trockenen stehen -- Anzeigeunterschied = null.

Die absolute Größe der psychrometrischen Differenz, die einem bestimmten Feuchtigkeitswert entspricht, ist in starkem Maße von der Raumtemperatur abhängig. Sie ist z. B. für 70% rel. Feuchtigkeit bei 30° C 4,5° C, während sie bei 20° C nur noch 3,5° C beträgt. Die entstehende Verdunstungskälte ist am größten, wenn in der Luft gar kein Wasser enthalten ist (rel. Feuchtigkeit ist = 0%) und am kleinsten, wenn die Luft mit Wasser gesättigt ist, wenn also nichts mehr verdunsten kann (rel. Feuchtigkeit = 100%).
Die psychrometrische Differenz wird mit Sicherheit erreicht, wenn die Geschwindigkeit der vorbeistreichenden Luft größer ist als 2,5 m/s. In Räumen ohne Luftströmung muß deshalb die zu messende Luft künstlich an den beiden Thermometern vorbeigesaugt werden.

Elektronische Feuchtemessung

Bei der elektronischen Feuchtemessung handelt es sich um die Kapazitätsmessung eines Kondensators. Die Kapazität eines Kondensators hängt davon ab, welches Material sich zwischen den Kondensatorplatten befindet (Dielektrikum). Die Dielektrizitätskonstante gibt an wie stark das Dielektrikum den Kondensator beeinflußt. Für einen Kondensator im Vakuum gilt die Dielektrizitätskonstante 1,0. Für Wasser beträgt die Konstante 82.
Das Messgerät besteht aus einem Polymer-Kunststoff, der auf zwei Seiten mit einer Metallschicht bedampft ist. Zwischen dem Wassergehalt des Kunststoffes und der relativen Feuchte der umgebenden Luft stellt sich ein Gleichgewicht ein, so dass die Kapazität proportional zur relativen Feuchte ist. Die Genauigkeit des Verfahrens liegt bei 1% bis 5%, wobei grosse Unterschiede zwischen einzelnen Messgeräten aufgrund unterschiedlicher Eichung auftreten können. (Vorlesungsskript von Prof. Dr. Heribert Fleer; Einführung in die Meteorologie der Ruhr-Universität Bochum)

Die Differenz zwischen Trocken- und Naßthermometer ist demzufolge ein Maß für die relative Luftfeuchte.