毛发居然能用于气象观测

你知道吗,人的毛发在气象观测上居然大有用武之地(www.nzzj.net)。

人的毛发经脱脂处理后,表面贯穿着许多微孔,这些微孔吸附了周围环境中的水汽,在微孔中形成弯月面并产生表面张力。当空气中的水汽达到饱和时,弯月面表面张力达到最大,毛发伸长到最大位置;随着空气中水汽的蒸发,相对湿度降低,一部分水从毛孔中蒸发,毛孔中的弯月面变成凹形,表面张力减少,毛发因而收缩。空气湿度的变化引起微孔弹性壁的形变,最终形成毛发长度的变化。实验表明,相对湿度由0变为100%时,毛发将伸长自身长度的2.5%。

人们于是利用毛发的这一特性,制成了 毛发湿度表毛发湿度计来测定空气的相对湿度。1783年,瑞士人索絮尔根据纤维组织对于干湿的伸缩性发明了毛发湿度表,这是因为人的头发也是纤维结构的。

毛发湿度表

毛发湿度表的感应部分是一根经过脱脂处理的人发。它被安装在金属架内,上端固定在金属片上,下端固定在弧钩上,弧钩和指针固定在同一轴上,指针尖端可在刻度尺附近移动。在刻度尺上自左至右刻出相对湿度0~100%。当空气相对湿度增大时,指针右移;当空气相对湿度减小时,指针左移。

需要说明的是,毛发湿度表的精确性不如干湿球温度表,所以,气象台站只有在气温低于-10℃、不用干湿球温度表测定相对湿度时,才使用毛发湿度表。

至于毛发湿度计,它是以一束毛发(40根左右)为湿度感应元件,利用其随空气相对湿度高低而改变其长度的特性,通过传动放大机构,带动记录笔尖在转动的自记钟的记录纸上画出相对湿度的曲线。

毛发湿度计

据说,20世纪50年代,我国制作毛发湿度表和毛发湿度计所用的毛发主要从法国进口,因为法国女郎的毛发质量特别好。后来发现,我国女性的毛发质量也不逊色,所以就不需要从法国进口了。

随着电子技术的发展,测湿技术有了飞速发展。目前,我国气象台站主要用温湿度传感器来测量温度和湿度。

温湿度传感器被安装在百叶箱内,各有两支,其中一组用来观测数据,另一组用来备份数据。温度传感器主要由铂电阻制成,其阻值会随着温度的变化而变化,我们利用这种电阻与温度的相关特性就能测量温度。至于湿度传感器,它主要利用薄膜聚合物材料介电特性变化的原理来测量相对湿度。

由于温湿度传感器具有体积小、性能稳定等特点,因而被广泛应用在气象台站和生产、生活的各个领域。

本文节选自《百科知识》2021.03A

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