Das Haarhygrometer ist ein Hygrometer. Hygrometer sind Geräte, die die relative Luftfeuchtigkeit messen. Genau genommen handelt es sich bei einem Haarhygrometer um ein Absorptionshygrometer, da es dadurch funktioniert, dass ein bestimmtes Material die umgebende Feuchtigkeit aufnimmt (absorbiert) und daraufhin seine Eigenschaften ändert. Diese Veränderung wird auf eine Anzeige übertragen, die die Luftfeuchte angibt. In diesem Fall handelt es sich bei genutzten Material um ein Haar(bündel). Erfunden wurde das Haarhygrometer von Horace-Bénédict de Saussure.
» Funktionsweise des Haarhygrometers
Dem Haarhygrometer dient ein Haarbündel als Messinstrument. Dabei kann es sich um tierische oder menschliche Haare handeln. Zumeist wird Menschenhaar verwendet. Das Haar dehnt sich bei zunehmender Feuchtigkeit in der Luft aus. Diese Ausdehnung des Haares wird auf ein Hebelwerk übertragen, das wiederum auf einer Skala die relative Feuchte in Prozent angibt.
Wesentlich für die Funktion ist es also, dass das (menschliche) Haar auf die Feuchtigkeit in der Luft reagiert. Bei vollkommen trockener Luft – eine relative Luftfeuchtigkeit von 0 % – ist das Haar am kürzesten. Es dehnt sich bei komplett gesättigter Luft – eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 % – um 2,5 % aus.
Die obige Abbildung verdeutlicht den Aufbau. Es wird ersichtlich, dass die Ausdehnung des Haarbündels über einen Hebel auf eine Anzeige übertragen wird. Steigt die relative Luftfeuchtigkeit, dehnt sich das Haar aus und ist demnach weniger angespannt. Dies lockert die Kraft, die auf den Hebel übertragen wird. Sinkt die relative Feuchte nun, zieht sich das Haar zusammen und auch dies auf den Hebel übertragen: der Zeiger wandert gen Minimum.
Am besten eignet sich hierfür übrigens das Haar blonder Frauen, da es sehr fein ist. Mitunter werden aber auch andere Haarfarben genutzt, wobei einige Geräte auch auf Tierhaare setzen. Teils werden auch Kunstfasern (Synthetikfasern) genutzt. Bei einigen Modellen werden auch Metallstreifen, die mit Kunststoff beschichtet sind, verwendet (Spiralhygrometer). Solche Spiralhygrometer sind allerdings selten so präzise, wie Haarhygrometer, die Echthaar nutzen.
» Dehnung des Haares
Haare eignen sich deshalb besonders gut, weil ihre Ausdehnung nahezu unabhängig von der Temperatur ist. Dabei beträgt die Ausdehnung eines Haares zwischen 0 % relativer Luftfeuchtigkeit und 100 % relativer Feuchte in etwa 2,5 %. Das bedeutet, dass eine Haarsträhne, die bei einer relativen Feuchte von 0 % eine Länge von 100 Millimeter hat, sich bei 100 % relativer Feuchtigkeit auf 102,5 Millimeter ausdehnt. Diese Veränderung ist sehr eindeutig.
Im Durchschnitt reagieren Haare, wenn sich die Luftfeuchtigkeit um 10 % verändert, also mit einer Längenänderung von 0,25 %. Diese Entwicklung ist allerdings nicht linear, sondern wird bei steigender Feuchtigkeit immer geringer. Die Ausdehnung des Haares ist also zwischen 0 % und 10 % rF größer als zwischen 90 % und 100 %. Die Längenausdehnung erfolgt in etwa so:
Die obige Grafik illustriert, wie sich das Haar bei in etwa bei zunehmender relativer Luftfeuchtigkeit ausdehnt. Dabei wird ersichtlich, dass die Dehnung nicht gleichmäßg verläuft, sondern anfangs stärker ist. Dieser Umstand lässt sich auch auf der Skaleneinteilung eines Haarhygrometers nachvollziehen, weil die Einteilung aus diesem Grund auch nicht linear ist, sondern für den Bereich der niedrigen Luftfeuchtigkeit mehr Fläche auf der Anzeige gebraucht wird.
Dadurch lassen sich schon auf den ersten Blick Echthaarhygrometer von Synthetikfaserhygrometern unterscheiden. Die Einteilung der Skala eines Hygrometers, das auf Kunstfasern setzt, ist gleichmäßig und hat demnach eine lineare Skalenteilung. Bei einem Haarhygrometer sieht es folgendermaßen aus:
» Messgenauigkeit und Wartung
Haarhygrometer haben eine hohe Messgenauigkeit. Im hohen und mittleren Feuchtebereich liegt die Messgenauigkeit in etwa bei +/− 3 %, wobei sie im niedrigen Feuchtebereich, also bei einer rF von unter 25 %, etwa bei +/− 5 % liegt. Für den alltäglichen Gebrauch ist dies in der Regel vollends ausreichend. Diese Werte werden nur erzielt, wenn das Haarhygrometer öfters regeneriert.
» Haarhygrometer regenerieren
Alle zwei bis drei Wochen sollte ein Echthaarhygrometer regeneriert werden, wenn es in Innenräumen eingesetzt wird. Ansonsten zeigt es zu hohe Werte an. Dies liegt darin begründet, dass innerhalb von Räumen meist konstant eine eher mittlere oder niedrige Luftfeuchtigkeit vorherrscht, wobei das Haar aufgrund der hohen Temperaturen darüber hinaus austrocknet. Um die Präzision und die volle Reaktionsfähigkeit zu gewährleisten, ist also von Zeit zu Zeit eine Regeneration erforderlich. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten.
- 1. Feuchtes Tuch: Hierbei wird das komplette Hygrometer für einige Zeit – in etwa eine Stunde – in ein feuchtes Tuch gehüllt.
- 2. Nachts vor die Tür: Eine weitere Möglichkeit, um das Gerät zu regenerieren, ist es, das Hygrometer für eine Nacht draußen aufzustellen. Hier herrscht in der Regel eine höhere relative Luftfeuchtigkeit.
- 3. Destilliertes Wasser: Bei einigen Geräten kann auch direkt das jeweilige Messelement befeuchtet werden. Hierfür eignet sich destilliertes Wasser.
» Haarhygrometer kalibrieren
Neben dem regelmäßigen Regenerieren, um das Messelement „frisch zu halten“, müssen Echthaarhygrometer bisweilen kalibriert werden. Das bedeutet lediglich, dass die Messgenauigkeit überprüft wird und unter Umständen angepasst wird. Vor allem nach längeren Transportwegen – also auch nach der Lieferung! – oder großen Temperaturschwankungen sollte kalibriert werden.
Das Kalibrieren kann grundsätzlich während der Regeneration durchgeführt werden. Idealerweise wird es mit der 2. beschriebenen Möglichkeit aus dem vorherigen Abschnitt verbunden: also der Regeneration mit einem feuchten Tuch. Während das Hygrometer nämlich in das Tuch Tuch gehüllt ist, sollte es eine relative Luftfeuchtigkeit von 95 % bis 98 % anzeigen.
Wird dieser Wert tatsächlich angezeigt, ist kein weiteres Handeln erforderlich: das Gerät funktioniert einwandfrei. Weicht der angezeigte Wert jedoch ab, muss der Zeiger des Messintruments mithilfe der am Hygrometer angebrachten Einstellschraube korrigiert und auf 95 % gestellt werden. Meist findet sich diese Schraube am unteren Teil des Geräts in einer seitlichen Öffnung.
» Wofür eignen sich Haarhygrometer?
Feuchtigkeitsmesser mit Echthaar eignen sich vor allem für den Einsatz außerhalb der vier Wände und sollten einen festen Platz haben.
Dies liegt darin begründet, dass durch das Aufstellen unter freiem Himmel das regelmäßige Regenerieren entfällt und demnach die Messwerte genauer ausfallen. Darüber hinaus kann der Transport eines Haarhygrometers dessen Messgenauigkeit beeinflussen. Somit ist es auch nicht in für den mobilen Einsatz zu empfehlen, sondern sollte einen festen Platz einnehmen, der das Gerät keiner direkten Sonne aussetzt, da es strahlungs- und hitzeempfindlich ist.
- Haarhygrometer sind Absorptionshygrometer. Sie funktionieren nämlich mit einem Messelement, das auf die umgebende relative Luftfeuchtigkeit reagiert und dabei seine Eigenschaften ändert. In diesem Fall handelt es sich um tierische oder menschliche Haare und in seltenen Fällen um Kunststofffasern.
- Echthaarhygrometer haben mit mittleren und hohen Feuchtigkeitsbreich eine Messgenauigkeit von +/− 3 %. Dies ist für den alltäglichen Gebrauch vollends ausreichend. Diese Werte werden allerdings nur bei richtigem Umgang und Wartung erreicht, was die regelmäßige Regeneration und Kalibrierung des Geräts umfasst.
- Haarhygrometer, die vor allem in Innenräumen genutzt werden, sollten regelmäßig regenerieren. Das bedeutet, dass sie einer hohen relativen Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Dafür ist es ausreichend, sie in ein feuchtes Tuch zu hüllen oder über Nacht unter freiem Himmel aufzustellen. Bei der Regeneration mittels feuchtem Tuch bietet sich eine Kalibrierung an: die Anzeige sollte einen Wert zwischen 95 % und 95 % rel. Feuchte anzeigen. Ist dem nicht so, sollte das Gerät auf diesen Wert eingestellt werden (kalibrieren).