Hygrometrie - Einführung
Informationen für die Sammler von Hygrometern
(stoe-pr) "Obgleich unter allen Werkzeugen, welche man seit einem Jahrhunderte zu den Wetterbeobachtungen erfunden hat, kein einziges ist, welches nicht noch einiger Verbesserungen bedürfe, so kann man doch mit Wahrheit sagen, dass die Hygrometer noch am meisten zurück geblieben sind." So klagt Johann Georg Krünitz (1728-1798) in seiner "Oekonomischen Enzyklopädie" aus dem Jahre 1783.
Und recht hatte er. Obwohl die Grundprinzipien der Hygrometrie schon von den Wissenschaftlern des 16. Jh. und 17. Jh. erkannt und beschrieben wurden, war es noch ein weiter Weg vom Hygroskop zum Hygrometer.
Wasserdampf ist gasförmig in der atmosphärischen Luft überall vorhanden. Allerdings kann die Luft, je nach Temperatur, nur eine ganz bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen. Betrachtet man die in einem Kubikmeter Luft zu einem bestimmten Zeitpunkt gelöste Menge Wasser, so bezeichnet man diese als absolute Feuchtigkeit und misst in g/m3.
Ist das Maximum der Aufnahmefähigkeit erreicht, man spricht von Sättigungsmaximum, wird der überschüssige Wasserdampf wieder in flüssiger Form ausgeschieden und zu Wasser kondensiert. Setzt man beides ins Verhältnis, so erhält man den Prozentwert der relativen Feuchtigkeit.
Luftfeuchtigkeit selbst ist unsichtbar, kann aber gelegentlich gefühlt werden. So empfindet unser Körper die "Schwüle" als unangenehm, dagegen einen trockenen kalten Wintertag als erfrischend. Das kondensierte Wasser wird schließlich wieder sichtbar als Niederschlag an einem kalten Glas oder Deckel, als Morgentau an einem Grashalm in Bodennähe oder als Nebel nach einer kühlen regnerischen Nacht.
Instrumente zur Messung der Luftfeuchtigkeit bezeichnet man als Hygrometer. Sie lassen sich entsprechend dem verwendeten Messverfahren weiter unterteilen in:
1. Absorptionshygrometer
Diese nützen die hygroskopischen Eigenschaften des verwendeten Mediums. (Unter Laborbedingungen durchgeführt, ist diese Methode eine der genauesten!). Auch die meisten Hygroskope der Frühzeit, sowie die Haarhygrometer und Bistreifenhygrometer lassen sich in diese Gruppe einordnen.
2. Psychrometer
Hier wird an einem "trockenen" und "feuchten" Thermometer die Temperaturdifferenz = "psychrometrische Differenz" in Folge der Abkühlung durch Verdunstung gemessen. Danach kann der Sättigungsdruck bzw. die absolute Feuchtigkeit berechnet oder einer Tabelle entnommen werden.
3. Kondensationshygrometer
Hier wird die Temperatur des Taupunktes direkt ermittelt und hernach mittels Tabelle wiederum der Sättigungsdampfdruck bzw. die absolute Feuchtigkeit abgelesen.
4. Andere wissenschaftliche Hygrometer
Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl wissenschaftlicher Verfahren die Luftfeuchtigkeit zu bestimmen, die aber für unsere Zwecke nicht relevant sind.
Schon früh haben unsere Vorfahren festgestellt, dass es in der Natur Stoffe gibt, die Feuchtigkeit absorbieren können, also "hygroskopisch" sind und dabei ihre Eigenschaften ändern. Je nach Stoff verändert sich dabei die Länge, das Volumen, das Gewicht oder die Farbe.
Die "Grannen von wildem Hafer" sind den Barometersammlern wohl bekannt, denn sie wurden noch bis in die erste Hälfte des 19.Jh. als hygroskopisches Medium in englischen Banjobarometern eingebaut. Diese sogen. "Hygrometer" hatten von Anfang an lediglich eine Alibifunktion, denn spätestens nach 12 Monaten stellte die Hafergranne ihre Funktion ein. Als "Reparaturmaßnahme" findet man deshalb oftmals heute noch einen aufgeklebten Strohstreifen.
Aber auch Wolle, Holz, Papier, Hanfschnüre, Darmsaiten, Fischbein, Elfenbein und Salze kamen in frühen Hygroskopen zur Anwendung.
In der 2. Hälfte des 18.Jh. war es dann endlich soweit. Die Wissenschaft versuchte, wie dies schon zuvor mit der Temperatur und dem Luftdruck geschehen war, auch den Grad der Luftfeuchtigkeit quantitativ zu bestimmen. Einen bedeutenden Schritt vorwärts gelang hier Horace Bénédict de Saussure (1740-1799) im Jahre 1783, als er in seinem Buch "Essais sur l'Hygrométrie" erstmals sein Haarhygrometer der Öffentlichkeit vorstellte. Er verwendete als Medium speziell behandelte blonde Frauenhaare, deren Längenänderung in Abhängigkeit zur Feuchte er mittels Mechanik und Zeiger auf eine Skala übertrug. Die gesättigte Luft bezeichnete er mit "100% Feuchte".
Haarhygrometer sind für zuverlässige Messungen heute noch überwiegend gebräuchlich. Wenngleich für manche Messaufgaben, insbesondere in Innenräumen, mittlerweile synthetische Haare bevorzugt werden.
Mit den Kondensationshygrometern war man dann um 1820 erstmals in der Lage, die Temperatur des Taupunktes der umgebenden Luft direkt zu bestimmen. Aus entsprechenden Tabellen lässt sich auch hier wieder der Sättigungsdruck und die absolute Feuchtigkeit ermitteln. Die bekanntesten Vertreter dieser Gattung sind das Taupunkthygrometer nach Daniell und der Taupunktspiegel der Fa. W. Lambrecht - Göttingen.
Bi-Streifenhygrometer sind weitestgehend ein Produkt des 20. Jh. und finden überwiegend in nicht gewerblichen Bereichen Anwendung. Weil kostengünstig in der Herstellung, sind sie heutzutage aber am weitesten verbreitet. Auch hier setzte sich somit, wie überall, der Trend zum immer billigeren Produkt, bei gleichzeitig verminderter Qualität, fort.
Für den Sammler ist das Angebot an Hygrometern nicht sehr groß. Dies liegt natürlich auch an der gegenüber den Thermometern wesentlich geringeren Verbreitung dieses Messinstruments.
Auf den Flohmärkten trifft man leider meist nur auf Instrumente der letzteren Gattung, die den Sammler kaum interessieren dürften. Ganz vereinzelt findet man ältere Haarhygrometer, manchmal sogar in der Form eines Polymeters. Polymeter wurden durch die Firma Lambrecht entwickelt und im Jahre 1880 erstmals gebaut. Wir werden auf diese Bauart noch zurückkommen. Um ein Taupunkthygrometer oder gar andere wissenschaftliche Hygrometerarten zu finden, muss man schon bei den Spezialisten für wissenschaftliche Instrumente vorbeischauen.
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