Als Hygrometer werden Messinstrumente bezeichnet, die das Messen der relativen Luftfeuchtigkeit möglich machen. Hierfür gibt es verschiedene Verfahren. Das Absorptionshygrometer ist eines davon. Die Besonderheit bei diesem Hygrometer ist, dass es auf hygroskopischem (wasseranziehend) Material basiert. Das Material nimmt die Feuchte der Luft auf und ändert dadurch seine Beschaffenheit. Entweder dehnt es sich aus oder ändert sein Gewicht. Diese Veränderung wird auf eine Anzeige übertragen.
» Funktionsweise des Absorptionshygrometers
Wie beschrieben, funktioniert das Gerät vor allem aufgrund eines Materials, das auf feinste Schwankungen in Bezug auf die Luftfeuchtigkeit reagiert. Hierbei lassen sich grundsätzlich analoge und elektronische Geräte unterscheiden. Bei analogen Instrumenten kommt tatsächlich ein bestimmtes Material zum Einsatz, dessen Veränderung mechanisch auf eine Anzeige übersetzt werden.
Elektronischen Absorptionshygrometer arbeiten im Gegensatz dazu mit Sensoren. Die Veränderungen des Materials, das hierbei reagiert, werden folglich in elektrische Signale umgeformt und digital ausgegeben. In der Regel kommen hierbei kapazitative Sensoren und Impedanzsensoren zum Einsatz. Dennoch gilt, dass die analogen Geräte oft genauer, dafür aber unflexibel sind.
Das verbreiteteste analoge Absorptionshygrometer ist mit Sicherheit das Haarhygrometer, bei dem menschliches oder tierisches Haar verwendet wird. Die besondere Eigenschaft des Haares ist, dass es sich bei einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit ausdehnt und bei geringer wieder zusammenzieht. Der Längenunterschied des Haares beträgt zwischen 0 % und 100 % relativer Luftfeuchte in etwa 2,5 Prozent. Diese Veränderung ist natürlich messbar.
Die obige Abbildung verdeutlicht den Aufbau eines Haarhygrometers. Hierbei wird ersichtlich, dass die Reaktion des Haarbündels mittels Hebel auf eine Anzeige übertragen wird. Dehnt sich das Haar bei steigender relativer Luftfeuchtigkeit aus, ist es weniger stark gespannt und der Hebel „gibt nach“. Zieht es sich aber wieder zusammen, da die Feuchtigkeit sinkt, wird auch der Zeiger angezogen und wandert Richtung Minimum.
Mitunter werden hierbei auch Kunstfasern (Synthetikfasern) verwendet. Darüber hinaus wird bei günstigen Hygrometern, die auf der Absorption der Feuchte basieren, auf andere Materialien zurückgegriffen. Hierbei kommen bisweilen Metallstreifen, die lediglich mit Kunststoff beschichtet sind, zum Einsatz (Spiralhygrometer). Solche Spiralhygrometer sind oftmals nicht so präzise wie Haarhygrometer, aber dafür mitunter preiswerter.
Eletronische Absorptionshygrometer basieren im Gegensatz zum mechanischen Vertreter nicht auf der Längenausdehnung oder Gewichtszunahme eines Materials, sondern basieren auf der Veränderung elektrischer Eigenschaften, also mit Sensoren. Hierbei werden grundsätzlich zwei Typen unterschieden: kapazitiven Sensoren und Impedanzsensoren.
- Kapazitative Sensoren haben eine nichtleitende, aber wasseranziehende Substanz (etwa Kunststoff-Polymere, keramische Werkstoffe etc.) zwischen den zwei Elektroden eines Kondensators. Absorbiert diese Substanz nun Feuchtigkeit, nimmt diese also auf, ändert sich in der Folge die elektrische Kapazität des Sensors. Dadurch wird die Luftfeuchtigkeit messbar.
- Impedanzsensoren nutzen eine hygroskopische (wasseranziehende) Schicht zwischen zwei Gleichstrom-Elektroden. Wird nun Feuchte absorbiert, also von dieser Schicht aufgenommen, ändert sich ihr ohmscher Widerstand. Ebendieser Veränderung lässt sich messen und in relativer Luftfeuchtigkeit ausgeben. Als Schicht kommen hierfür beispielsweise Aluminiumoxid oder hygroskopische Kunststoff-Polymere zum Einsatz.
» Was ist besser: elektronische oder mechanische Geräte?
Beide Formen des Absorptionshygrometers haben Vorteile und Nachteile, weshalb es mitunter situationsabhängig ist, welcher Variante der Vorzug beim Messen der relativen Feuchtigkeit gewährt wird.
Der Nachteil der mechanischen Geräte ist es, dass sie eigentlich nicht für den Transport und den mobilen Einsatz geeignet sind. Die Veränderung des jeweiligen Materials kann nämlich nur im Ruhezustand korrekt ermittelt werden. Darüber hinaus müssen sie regelmäßig kalibriert und justiert werden, um genau zu arbeiten. Dies entfällt bei elektronischen Hygrometern.
Da mechanische Hygrometer mitunter falsch oder ungenau eingestellt werden, sind sie sehr häufig ungenauer. Auch wenn der Hersteller sie noch korrekt kalibriert, kann allein der Transport ausreichen, sie aus dem Gleichgewicht zu bringen. Dafür sind sie allerdings preiswerter als ihre elektronischen Verwandten, die allerdings mittlerweile auch günstig zu erstehen sind.