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| IoT 온습도계[1] | |
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| 건습구식 온습도계 | 모발 습도계 |
| 한자 | 濕 度 計 |
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영어 독일어 프랑스어 |
hygrometer hygroscope |
| 일본어 | [ruby(湿度計, ruby=しつどけい)] |
| 중국어 | [ruby(湿度计, ruby=shīdùjì)] |
| 러시아어 | гигрометр |
| 우크라이나어 | Гігрометр |
1. 개요
습도계는 습도를 측정하는 도구이다. 실험 기구로도 쓰이고 일상생활에서도 쓰인다. 온도계와 묶여서 온도와 습도를 모두 표시하는 온습도계(온습계)도 많이 있다. 요즘은 인터넷 일기예보를 통해 습도계를 직접 쓰지 않고도 자기가 사는 지역의 습도를 언제든지 알 수 있지만, 온실이나 곤충 사육장, 박물관의 전시실이나 수장고와 같이 습도에 민감한 것을 관리, 보관하는 장소에서는 반드시 필요하고, 집에 신생아 또는 호흡기 질환을 앓는 환자가 있는 등 습도를 다르게 맞춰줘야 하는 경우도 있기 마련이기에 많은 곳에 쓰인다.습도를 정확히 측정하려면 수증기를 함유한 공기를 화학적인 건조제 속으로 지나가게 하여 수증기를 전부 흡수시킨 뒤에 증가된 건조제의 무게를 측정하면 되지만, 단시간 내에 실용적인 측정을 하기에는 적합하지 않다. 따라서 완전한 습도 측정법은 아니지만 모발·가죽·나무질 등의 유기물이 대기 속의 수증기를 흡수했을 때 나타내는 무게·용량(또는 길이)의 변화로써 측정하는 방법이 채택되고 있다.
2. 종류
습도계로는 이 문단에 적힌 내용 이외에도 수증기의 응결을 이용하는 이슬점 습도계, 흡수 습도계, 전기식 습도계, 적외선 흡수 습도계 등이 있고, 라디오존데에서 사용하고 있는 습도계는 흡습성(吸濕性)을 가진 염화리튬의 전기저항의 변화로써 습도를 측정한다. 흡수 습도계는 앞에서 말한 건조제에 수증기를 흡수시키는 방식의 정확한 습도계로서 절대습도를 측정할 수 있다. 이 밖의 것은 상대습도 측정용이다.2.1. 건습구식 온습도계
초등학교 고학년만 돼도 배우는 대표적인 습도계이다. 시험에는 주로 이 습도계의 사진을 보고 습도가 얼마나 되는지 맞히는 문제가 나온다. 사용법은 단순하다. 건구온도와 습구온도의 온도 차와 습구온도를 구한 다음 습도표를 보고 습도를 구하면 된다.2.1.1. 원리
원리는 증발로 인한 기화열을 이용한 열역학적 방법. 한 쌍의 온도계를 준비하고, 하나는 그냥 놓고(건구온도계), 다른 하나는 구부[2]를 물에 적신 헝겊이나 거즈로 감싼 후 헝겊의 다른 한쪽 끝을 온도계 아래의 하얀 네모 상자 모양 물그릇에 담가 놓은 온도계(습구온도계)를 놓는다.한 쌍의 온도계 중 건구 쪽은 지금의 현재 기온을 나타내게 되고, 습구 쪽은 구부를 감싼 헝겊의 물이 지속적으로 증발하면서 실제 기온보다 약간 낮은 온도를 나타낸다. 만약 대기가 건조하다면 증발량이 많기 때문에 기화열의 원리로 습구온도계는 평소보다 더 낮은 온도를 기록하게 될 것이다. 반대로 대기가 습하다면 증발량은 적을 것이므로 습구의 온도는 건구의 온도와 비슷할 것이다. 이 두 개의 온도계가 가리키는 눈금의 차이를 읽어서 현재의 습도를 알아낼 수 있다. 학생이나 일반인이 사용할 때는 두 온도계의 온도 차이를 이미 만들어진 습도표에서 찾아 대조해서 그때의 습도를 읽어내는 정도로 충분하다. [3]
다만 증발 속도가 습도 측정 시 직접적 영향을 주는 변인이므로, 증발 속도에 영향을 주는 바람(풍속)에 주의해야 한다. 때문에 건습도식 온도계는 바람을 막아주는 실내에서 주로 사용하고, 하다못해 백엽상 안에 설치해두는 것이 좋지만 백엽상은 기본적으로 통풍이 되는 구조이므로 이 경우에는 정밀한 측정은 어렵다.
2.1.2. 단점
습구 온도계는 물이 증발하여 나오기 때문에 낮은 온도에서는(특히 영하) 제대로 측정이 불가능하다. 또한 온도계 특성상 그늘진 곳에서 측정해야 하며, 바람이 불지 않아야 한다는 조건 때문에 실외에선 사용할 수 없다. 또한 물이 계속 증발하므로 정기적으로 물을 채워 넣어줘야 한다.2.1.3. 습도표
2.2. 모발 습도계
편리한 사용법과 직관적인 표시로 인해 가장 널리 쓰이는 습도계 중 하나로, 사람의 모발이 습도에 따라 팽창 혹은 수축하는 것을 이용해 습도를 표시한다.모발을 습도계에 사용하려면 조직을 파괴하지 않고 탈지(脫脂)하는 것이 중요하므로 에틸에테르, 질이 좋은 벤젠, 묽은 칼륨, 탄산나트륨의 따뜻한 용액으로 우선 모발을 씻는다. 모발로서는 젊은 서양 여성의 금발 중에서 오그라들지 않은 것이 적합하다고 하나 한국인의 모발이라도 지장이 없으며, 또 동물의 털이 사용되는 경우도 있다.
흡습성 물질이 습도에 의해서 변형되는 것을 이용하여 습도를 측정하는 것은 레오나르도 다 빈치에 의하여 시도되었고, 1780년대 스위스의 H.B.소쉬르[4]에 의해 실용화되었다. 보리이삭의 비틀림으로 습도를 측정하는 것도 시도되었다.
2.2.1. 원리
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| 내부 구조 / 습도에 따른 모발의 팽창률 |
2.3. 전기저항식 습도계
수증기를 흡수하면 전기저항이 변하는 물질을 이용한다. 목면 등의 흡수성이 강한 물질을 사용하며, 상대습도가 높으면 수분 흡수가 크게 일어나고 전기저항은 감소한다. 이러한 저항의 변화를 측정하여 습도를 측정한다.2.4. 정전용량형 습도계
커패시터 사이를 수분에 잘 반응하는 유전물질로 채우고, 습도에 따라 유전율이 변하여 전극 양단의 전기용량이 변하면 이를 측정함으로써 습도를 측정한다.3. 용도
3.1. 가정용
적절한 습도를 유지하는 것은 호흡기 질환의 예방 및 치료에 도움이 되고, 신생아 또는 환자의 경우에는 특히 그러하다. 따라서 집의 습도를 항상 일정하게 유지하기 위해서 사용된다.3.1.1. IoT
스마트 홈의 일환으로 이용되는 것으로, 보통 마찬가지로 사물인터넷 기능이 탑재된 가습기나 제습기와 연동하여 특정 습도일 경우 자동으로 작동되게 명령을 내리는 기능이 탑재되어 있다.IoT 업계에서는 습도계가 단독으로 있기 보다는 여러 센서가 합쳐진 공기질센서가 많다. 에어모니터 플러스, 에어모니터 스탠다드 등의 삼성 에어모니터가 대표적이다.
SmartThings Motion Sensor는 원래 모션 센서의 역할을 하지만 온도 센서도 함께 있다.
3.2. 악기 관리용
나무로 제작된 악기는 습도의 변화에 민감하므로 지속적으로 습도를 일정하게 유지해야 한다. 가습기, 제습기로 방 전체를 관리하지 않는 이상 하드케이스에 가습제, 제습제를 넣어 관리하게 되므로 하드케이스 내부나 악기에 장착할 수 있을 정도로 크기가 작으면서도 어느 정도 정밀성이 나와줘야 한다. 거기에 하드케이스를 열지 않아도 습도를 확인하고, 하루마다 온습도 그래프를 제공할 수 있다면 금상첨화다. 이러한 원격 확인 기능이 장착된 악기용 소형 습도계는 대개 블루투스 기능을 기반으로 작동한다. 아날로그 습도계도 쓰이지만 정확도가 디지털 방식에 비하여 낮아 널리 쓰이지는 않고, 대개 케이스에 장착된 상태로 출고된다.3.3. 사육용
동물 사육용으로도 사용된다. 주로 변온동물[5]을 기를 때 사용한다.
[1]
Aqara에서 생산하는 모델로 Aqara home,
SmartThings 등과 호환된다.
[2]
온도계 아래쪽에 알코올이나 수은이 고여 있는 둥그런 부분. 구부(球部)라는 말 자체가 둥근 부분이라는 뜻의 한자어다.
[3]
습도표를 계산하여 직접 작성하는 것은 기상학자들도 현업에서 할 일이 없다. 만들어진 테이블을 읽으면 충분. 게다가 요즘은 다 자동화되어 있는지라 더더욱 쓸 일이 없다.
[4]
언어학자로 유명한
페르디낭 드 소쉬르의 증조 할아버지.
[5]
온도뿐만 아니라 습도에도 매우 민감하다.