Termograf bimetaliczny

Początki pomiarów wilgotności powietrza sięgają przełomu XV i XVI wieku. W 1500 roku Leonardo da Vinci zbudował przyrząd nazwany higrometrem od greckiego słowa hygros – mokry, wilgotny. Była to kula bawełniana lub wełniana, która absorbowała wilgoć z otoczenia, zawieszona na wadze powodowała wychylenie wskazówki wagi, co umożliwiało odczyt na skali wilgotności. Tego typu pierwsze pomiary były niedokładne i obarczone ryzykiem błędnego wyniku, dlatego badacze poszukiwali innych materiałów o właściwościach higroskopijnych. Okazało się że obiecujące wyniki dało zastosowanie włosów zwierząt i ludzkich do budowy higrometru włosowego. Jego działanie oparte jest o zasadę zmiany naprężenia włosa końskiego lub ludzkiego w wyniku absorbcji wilgoci. Dochodzi wtedy do  zmiany naprężenia włosa, które jest przenoszone za pomocą układu dźwigniowego i wskazówki na skalę wilgotności. Tutaj także wynik nie był zadowalająco precyzyjny, tym nie mniej prowadzono dalsze badania nad udoskonaleniem przyrządu. Udało się to w końcu XVIII wieku, kiedy badacz De Sassure zbudował udoskonalony higrometr włosowy, który z niewielkimi zmianami dotrwał do dzisiejszych czasów.

Kolejnym etapem rozwoju tego typu urządzeń pomiarowych było powstanie w XIX wieku termografu. Jest to przyrząd umożliwiający wykonanie pomiaru wilgotności towarów podatnych na zmienne warunki atmosferyczne w trakcie transportu morskiego, lądowego i powietrznego lub w przypadku przechowywania towarów spożywczych. Elementem reagującym na zmianę temperatury jest czujnik nazywany deformacyjnym, może to być element bimetaliczny, na przykład pierścień składający się z dwóch pasków metali o różnym stopniu rozszerzalności cieplnej. Wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury taki czujnik zmienia krzywiznę, co skutkuje naciskiem na ramię zakończone piórkiem odnotowującym zmianę wilgotności na pasku termogramu, który zakładany jest na obracający się cylinder. Cylinder z termogramem obraca się ruchem jednostajnym dzięki zamontowanemu wewnątrz mechanizmowi zegarowemu o napędzie sprężynowym, choć obecnie stosuje się także elektryczny. Ramię z piórkiem, dzięki stałemu naciskowi czujnika wilgotności, zapisuje wynik. Najczęściej stosowane są termografy tygodniowe, w których pełny obrót bębna trwa 168 godzin. Dokładność wskazań termografu mechanicznego oscyluje w granicach błędu jednego stopnia względem pomiaru stacjonarnego.

Termograf znajdujący się w zbiorach Muzeum Narodowego w Szczecinie jest przyrządem powstałym w wytwórni Wilh. Lambrecht w Getyndze (obecnie Lambrecht meteo GmbH). Twórcą firmy był Wilhelm Lambrecht a założył ją w 1859 roku w swojej rodzinnej miejscowości Einbeck w Dolnej Saksonii, by w 1864 przenieść ją do oddalonej o 40 km Getyngi. Dziś firma oprócz wytwarzania instrumentów pomiarowych zajmuje się wspomaganiem swoim doświadczeniem i wiedzą energetyki wiatrowej. Prezentowany model 251, który pojawił się w katalogu Lambrechta z 1952 roku należy do typu bimetalicznego i został wykonany przy współpracy z duńską firmą Iver C. Weilbach & Co. (1755– ) z Kopenhagi, która wykonała cylinder z mechanizmem zegarowym. Producent początkowo trudnił się produkcją kompasów morskich, żagli i bander, aby na początku dwudziestego wieku zacząć rozszerzać ofertę o instrumenty nawigacyjne i mapy morskie. Obecnie Weilbach skupia się na tworzeniu elektronicznych map morskich i wydawnictw szkolno-naukowych dla marynarki i szkolnictwa.

Leszek Kocela