梅子黃時(shí)雨不休 古今儀器如何測(cè)量看不見(jiàn)的濕度

　　【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】連續(xù)幾日的陰雨天氣，給杭城居民的出行帶來(lái)了諸多不便。原以為這幾場(chǎng)大雨可以驅(qū)散前段時(shí)間三十多度的高溫，卻不料高至90%以上的相對(duì)濕度，反而令人感到更加悶熱不快。渾身黏膩、內(nèi)心煩躁、食欲不振、無(wú)精打采……如果您的員工正處于這種狀態(tài)，請(qǐng)不要吝嗇地打開(kāi)空調(diào)除除濕，因?yàn)檫^(guò)高的濕度會(huì)影響工作效率。
 

 

　　盡管古人不能像我們一樣打開(kāi)手機(jī)查查天氣就知道具體的濕度，但是他們?cè)缇拖氤隽烁鞣N稀奇古怪的方法來(lái)測(cè)量這個(gè)看不見(jiàn)摸不著的數(shù)值。漢代淮南王劉安主持撰寫(xiě)的著作《淮南子》當(dāng)中，多處記載了衡量濕度的方法。
 

　　其一，《說(shuō)山訓(xùn)》記載了一種天平式的濕度計(jì)——“懸羽與炭，而知燥濕之氣”，即將羽毛與吸濕能力較強(qiáng)的木炭分別放于天平兩端。《天文訓(xùn)》的“燥故炭輕，濕故炭重”以及《泰族訓(xùn)》的“濕之至也，莫建其形而炭已重矣”進(jìn)一步說(shuō)明了這種測(cè)濕儀的原理。空氣濕度大的時(shí)候，木炭吸濕過(guò)多而變重，導(dǎo)致天平向木炭?jī)A斜。傾斜角度越大，表明濕度越大。1600年后，德國(guó)科學(xué)家也發(fā)明了一種原理類(lèi)似的天平濕度計(jì)。不過(guò)，他懸掛的是具有吸濕性的羊毛球和石塊。
 

　　其二，《本經(jīng)訓(xùn)》當(dāng)中記載，“風(fēng)雨之變，可以音律知也”，即琴弦測(cè)濕法。當(dāng)空氣濕度增加，琴弦就會(huì)吸濕變長(zhǎng)，導(dǎo)致彈奏出來(lái)的音律發(fā)生變化。后來(lái)，東漢王充、明初婁元禮也在自己的著作中提到過(guò)琴弦潮濕變松的情況，并且以此來(lái)預(yù)兆陰雨天氣。
 

　　實(shí)際上，后世發(fā)明的一些濕度計(jì)，很多利用的也是這種弦線吸濕伸縮的原理。清朝康熙年間，西方來(lái)華傳教士南懷仁就用鹿筋做過(guò)一個(gè)弦線濕度表。幾乎在同一時(shí)期，清代發(fā)明家黃履莊也制成了驗(yàn)燥濕器，“內(nèi)有一針，能左右旋，燥則左旋，濕則右旋，毫發(fā)不爽，并可預(yù)證陰晴”。它的原理也是利用弦線吸濕伸縮，但是已經(jīng)有了一定的靈敏度，可以說(shuō)是現(xiàn)代濕度計(jì)的。值得一提的是，這位不為人知的發(fā)明家還制作了溫度計(jì)“驗(yàn)冷熱器”以及世界上輛自行車(chē)。
 

　　除了上面談到的兩種主要方法，古人還想到了一種“燒鹽”法。他們將食鹽均勻撒在火盆里，如果能聽(tīng)到噼里啪啦的聲音，就說(shuō)明天氣干燥。反之，如果沒(méi)有聲音或者過(guò)了很長(zhǎng)一段時(shí)間才發(fā)出聲音，就說(shuō)明濕度大。當(dāng)然，絕大部分方法都還停留在濕度的概念上，沒(méi)有涉及定量測(cè)定。令人惋惜的是，中國(guó)古代這些技術(shù)非但沒(méi)有繼續(xù)往下發(fā)展，反而漸漸失傳，落后于西方。
 

　　前文提到的南懷仁、黃履莊時(shí)期，也就是17世紀(jì)，不少歐洲科學(xué)家研制出了可以測(cè)定相對(duì)濕度的現(xiàn)代濕度計(jì)。盡管這些發(fā)明大多離不開(kāi)物質(zhì)吸濕變化的原理，但是加入的刻度盤(pán)、指針等元素使得濕度真正量化，濕度計(jì)變得更方便觀察和記錄。隨后的18到19世紀(jì)，科學(xué)家發(fā)明了干濕球濕度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)、電阻式濕度片等更多靈敏的濕度測(cè)量?jī)x器及元件。
 

　　比如，現(xiàn)代常用的干濕球濕度計(jì)發(fā)明于18世紀(jì)，它主要利用水蒸發(fā)吸熱降溫的原理測(cè)量空氣濕度。構(gòu)造是采用兩支溫度計(jì)，一支用白紗布包住球部，紗布另一端浸在水槽里，此為濕球。另一支同樣用紗布包住，直接放置在空氣中，此為干球。空氣干燥的情況下，水槽里的水蒸發(fā)更快，吸熱能力更強(qiáng)，使得濕球的溫度大大低于干球。反之，濕度較高的時(shí)候，水就不會(huì)蒸發(fā)，也就不會(huì)吸取熱量，干濕球的溫度就會(huì)相等或者相近。這也能夠解釋?zhuān)瑸槭裁聪募緶貪穸容^高的時(shí)候，人會(huì)感到更加悶熱難耐。因?yàn)楫?dāng)溫度恒定時(shí)，濕度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致皮膚上的汗液無(wú)法蒸發(fā)，人體熱量無(wú)法散發(fā)，體表溫度就會(huì)更高。
 

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代濕度測(cè)量?jī)x器也越來(lái)越先進(jìn)。上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的電子式濕度傳感器，逐步從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向發(fā)展，將濕度測(cè)量技術(shù)提升到新的水平。除了日常生活所需，這些濕度測(cè)量?jī)x器還廣泛應(yīng)用于氣象學(xué)、水文學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域。
 

　　（原文標(biāo)題：梅子黃時(shí)雨不休 古今儀器如何測(cè)量看不見(jiàn)的濕度）