Wie funktioniert ein Hygrometer?

Jedem, der bereits mit Kellerfeuchte & Co. einschlägige Erfahrungen machen durfte, sollte der Begriff des Hygrometers nicht fremd sein. Doch auch den grünen Daumen unter uns wird das Messinstrument mit Sicherheit geläufig sein. Mithilfe von Hygrometern kann die Luftfeuchtigkeit gemessen werden, was sie vielerorts zu einem unverzichtbaren Messinstrument macht. Doch wie funktioniert ein Hygrometer überhaupt? Wir erklären die Funktionsweise der Luftfeuchtigkeitsmessinstrumente.

Wie ein Hygrometer funktioniert erklärt

Grundsätzlich sei gesagt, dass wir zwischen verschiedenen Hygrometer-Arten unterscheiden, die sich wiederum durch unterschiedliche Messverfahren auszeichnen. Während einige davon bei richtiger Kalibrierung äußerst verlässliche Angaben zur Luftfeuchtigkeit machen, sind andere wiederum weniger genau, dafür aber möglicherweise erschwinglicher. Die Einsatzzwecke können dabei so verschieden sein, wie die Gerätetypen selbst: egal ob es um die Bekämpfung von Schimmel geht oder ein allgemein besseres Wohnklima im Haus oder Wohnung geschaffen werden soll – ein Hygrometer hilft in vielen Belangen.

Absorptionshygrometer

Zu den weitverbreitetsten Hygrometer-Arten zählt das sogenannte Absorptionshygrometer. Dabei gibt der Name bereits Auskunft über den physikalischen Mechanismus hinter dem Messverfahren, das bei Geräten dieser Art zum Einsatz kommt: die Absorption von Feuchtigkeit. Hierzu werden im Hygrometer wasseranziehende (hygroskopische) Stoffe verbaut, die sich bei Einwirkung von Feuchtigkeit verändern.

Auf der Funktionsweise basierte auch das erste mechanische Hygrometer, dass der Genfer Naturforscher Horace-Bénédict de Saussure 1783 erfand. Saussure nutzte hierfür besonders feines blondes Frauenhaar, welches sich unter erhöhter Luftfeuchtigkeit ausdehnte. Auch heute noch werden Haarhygrometer verwendet, obgleich die menschlichen Haare nur noch selten verbaut werden. Oftmals werden diese durch Kunststofffasern ersetzt, was ihre Funktion jedoch nicht einschränkt. Für gewöhnlich beträgt die Genauigkeit der Luftfeuchtigkeitsmessung mittels dieser Gerätetypen ± 3 Prozent.

Taupunktspiegelhygrometer

Genauere Messungen mit einer Genauigkeit von bis zu ± 0,8 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit sind mithilfe von Taupunktspiegelhygrometern möglich. Feuchtemessgeräte dieser Art arbeiten nach dem Kondensationsverfahren und machen sich gleich mehrere physikalische Prozesse zunutze. In Taupunktspiegelhygrometern sind temperierbare Spiegel verbaut, deren Oberfläche während einer Messung soweit abgekühlt wird, bis sich auf ihr der Wasserdampf aus der umgebenden Luft niederschlägt. Ein Sensor misst die Reflektivität des Spiegels, die bei sinkenden Temperaturen ebenfalls abnimmt, bis letztlich der Taupunkt erreicht ist und der Spiegel beschlägt.

Damit dieser Vorgang problemlos durchlaufen kann, muss sichergestellt sein, dass das Hygrometer gut belüftet ist. Ferner ist bei einer geringen Luftfeuchtigkeit und der damit einhergehenden niedrigen Taupunkttemperatur mit längeren Messzeiten zu rechnen. Statt nur wenigen Sekunden, die ein Messvorgang bei vergleichsweise hoher Luftfeuchtigkeit dauert, kann dieser bei Spurenfeuchte über eine Stunde andauern. Grund dafür ist die geringe Anzahl an Wassermolekülen in der Umgebungsluft.

Aspirationshygrometer

Aspirationshygrometer oder auch Psychrometer bilden die dritte Gruppe der weitverbreitetsten Hygrometer-Arten. Ihr Messverfahren basiert auf der Auswertung von Temperaturdifferenzen, die sich aus zwei im Hygrometer verbauten Thermometern zusammensetzen. Hierbei unterscheidet man zwischen Feucht- und Trockenthermometer. Während Ersteres von einem ständig befeuchteten Material umwickelt sein muss, misst das Trockenthermometer für gewöhnlich die normale Umgebungstemperatur.

Verdunstet Wasser auf dem Material, welches um das Feuchtthermometer gewickelt ist, so sinkt durch die Verdunstungskälte auch die Temperatur, die dort gemessen wird. So wird letztlich der Temperaturunterschied zwischen beiden Thermometern messbar, der wiederum Aufschluss über die relative Luftfeuchtigkeit gibt.

Da das psychrometrische Messprinzip als eines der genauesten gilt, findet es häufig in der Meteorologie wie zum Beispiel in Wetterstationen Verwendung. Auch hier ist eine ausreichende Belüftung des Hygrometers Grundvoraussetzung für eine genaue Messung. Nur so kann sichergestellt werden, dass die laufende Verdunstung nicht durch Wasserdampf behindert wird, der bereits zuvor entstanden ist. Die meisten Psychrometer weisen bei Bedingungen unter 90 % relativer Luftfeuchtigkeit eine Genauigkeit von ±2 Prozent auf.

Zusammenfassung

Neben den vorgestellten Messmethoden gibt es im Übrigen noch zahlreiche weitere, die allerdings hauptsächlich im Forschungsbereich zum Einsatz kommen. Sie allesamt zu erläutern, würde den Umfang dieses Artikels bei weitem sprengen. Vielmehr möchten wir an dieser Stelle abschließend klären, was ein Hygrometer für den Privatgebrauch überhaupt kosten sollte.

Für den einfachen Hausgebrauch – etwa zur Messung der Luftfeuchtigkeit in Wohnzimmer, Keller oder Gewächshaus – reicht normalerweise ein preiswertes Haar- oder Digitalhygrometer. Gängige Geräte beginnen preislich bereits bei circa 15 Euro, sodass die Optimierung des Wohnklimas keinesfalls zu einer teuren Angelegenheit werden muss.

Quellen

Ähnliche Beiträge