Аспирационный психрометр асмана принцип работы: Недопустимое название — Википедия

Содержание

Лабораторная работа № 1. Охрана труда на производстве и в учебном процессе

Лабораторная работа № 1

Тема: Исследование метеорологических условий на рабочем месте в учебных помещениях.

Цель работы: измерить температуру, влажность, атмосферное давление, скорость движения воздуха; оценить параметры микроклимата в соответствии с санитарными нормами для учебных помещений.

Оборудование: термометры, стационарный и аспирационный психрометры, пипетка, мензурка с водой, барометр-анероид, волосяной гигрометр, чашечный и крыльчатый анемометры, секундомер.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с краткими теоретическими сведениями (п. 2.5).

2. Изучить устройство и принцип действия приборов для измерения температуры, влажности, атмосферного давления и скорости движения воздуха. Выполнить технические рисунки используемых приборов.

3. Подготовить протокол измерений:

4. Выполнить измерения.

4.1. Определить величину атмосферного давления по барометру-анероиду. С помощью пипетки увлажнить обертку одного из термометров аспирационного психрометра, поместить психрометр в рабочей зоне помещения, завести крыльчатку вентилятора прибора (с механическим приводом) или включить прибор в сеть. Через 5 минут записать показания сухого и влажного термометров.

4.2. Рассчитать абсолютную и относительную влажность воздуха в помещении по формулам (1) и (2) согласно описанной ниже методике.

4.3. Определить относительную влажность воздуха по психрометрической таблице или по психрометрическому графику.

4.4. Сравнить результаты вычисленных и определенных по психрометрической таблице и графику значений относительной влажности. Расхождение не должно превышать 1 %.

Результаты сравнить с нормами СП 2.4.2.782—99 и сделать вывод.

4.5. С помощью крыльчатого анемометра измерить скорость движения воздуха по описанной ниже методике.

Результаты измерений сравнить с нормами СП 2.4.2.782—99 и сделать вывод.

5. Результаты вычислений и измерений занести в протокол.

6. Сделать вывод о соблюдении санитарных норм метеорологических условий в учебном помещении.

7. Ответить на контрольные вопросы.

Устройство и принцип работы приборов

Измерение температуры воздуха в помещениях обычно сочетают с определением его влажности и производят по сухому термометру психрометра.

Для измерения влажности используется стационарный и аспира-ционные психрометры. Стационарный психрометр (рис. 16) состоит из сухого и влажного термометров.

К последнему подведена вода из мензурки. Резервуар с ртутью (спиртом) влажного термометра обвязан тонкой тканью, концы которой находятся в открытой части мензурки. Вода, испаряясь на поверхности резервуара термометра, поглощает тепло, вследствие чего показания влажного термометра меньше, чем сухого. По разнице этих показаний определяют относительную влажность по таблице (Приложение 2). В гигиенической практике чаще используется аспирационный психрометр Ассмана (рис. 17).

Рис. 16. Стационарный психрометр: 1 – сухой термометр, 2 – влажный термометр

Рис. 17. Аспирационный психрометр Ассмана: 1 – головка, 2 – термометр, 3 – трубка защитная

Он состоит из двух ртутных термометров со шкалой на 50 °C. Шарик одного термометра обернут тонкой тканью (кисеей, марлей, батистом). Оба термометра заключены в металлическую оправу, шарики термометров находятся в двойных металлических гильзах, что исключает влияние теплового излучения на показания термометров. В головке прибора помещается вентилятор с часовым механизмом, продувающий воздух мимо шариков термометров с постоянной скоростью (около 4 м/с).

Прибором пользуются следующим образом: при помощи пипетки увлажняют обертку влажного термометра, держа психрометр вертикально головкой вверх во избежание заливания воды в гильзы и головку прибора, заводят ключом механизм прибора до отказа и помещают его в рабочую зону помещения (высота от пола 1,5–2 м). Через 3–5 минут во время работы вентилятора производят отсчет. Записывают показания сухого и влажного термометров.

Абсолютная влажность а по показаниям аспирационного психрометра вычисляется по формуле:

где Рвл – максимальная влажность водяных паров при температуре влажного термометра (Приложение 1), МПа;

в – постоянный психрометрический коэффициент, равный

66,510-6 МПа/°С; tc – показания сухого термометра, °С;

tвх – показания влажного термометра, °С;

Ратм – атмосферное (барометрическое) давление, МПа;

Ратм ср – среднее атмосферное давление, равное 0,1 МПа.

Зная абсолютную влажность а и максимальную влажность Рс при температуре сухого термометра (находится также по Приложению 1), можно определить относительную влажность воздуха:

Относительная влажность воздуха определяется также по психрометрической таблице (Приложение 2) или по психрометрическому графику (рис. 18).

Для прямого определения относительной влажности служат гигрометры и гигрографы.

Рис. 18. Психрометрический график

Рис. 19. Волосяной гигрометр

Волосяные гигрометры (рис. 19) основаны на способности человеческого волоса удлиняться (благодаря гигроскопичности) во влажном воздухе и укорачиваться в сухом воздухе. Изменение длины волоса под влиянием относительной влажности воздуха передается с помощью системы передач стрелке прибора, указывающей на шкале процент относительной влажности. Предел измерения от 0 до 100 % при изменении температуры от —50 до +50 °C. Гигрографы используются для регистрации во времени относительной влажности воздуха. Приемной частью гигрографа служит пучок специально обработанных волос, укрепленных в рамке прибора. Изменение длины пучка волос под влиянием относительной влажности передается стрелке с пером, заполненным чернилами, которое пишет на диаграммном бланке, надетом на барабан, приводимый в движение часовым механизмом. Предел измерения относительной влажности от 30 до 100 % при температуре от —50 до +50 °C. Точность отсчета по прибору составляет 1 % относительной влажности.

Для измерения скорости движения воздуха использует анемометры различных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха. Для измерения больших скоростей движения воздуха используют чашечные (предел измерения от 1 до 30 м/с) и крыльчатые (от 1 до 10 м/с). Чашечные анемометры (рис. 20) воспринимают движение воздуха четырьмя алюминиевыми полушариями; крыльчатые – колесом с пластинками, вращающимися под давлением тока воздуха. Это движение передается стрелкам, движущимся по градуированным циферблатам, по которым производят отсчет.

Рис. 20. Чашечный анемометр

Измерения скорости движения воздуха производят следующим образом. Записав исходное положение стрелок на циферблатах (прибор на нуль не ставится) и отсоединив с помощью рычажка на боковой стороне движущуюся часть прибора от стрелок, помещают прибор в ток воздуха таким образом, чтобы ось вращения колеса была параллельна (а ось крыльев или чашек – перпендикулярна) направлению потока воздуха, и дают крыльям или чашкам анемометра преодолеть инерцию прибора и набрать максимальную скорость. Затем обратным поворотом (сдвигом) рычажка включают стрелки и в этот момент отмечают положение стрелок (одновременно отмечают время). Записав новое положение стрелок, вычитают первые показания из вторых и делят полученный результат на время экспозиции прибора (в секундах). Если шкала анемометра градуирована не в метрах, то полученный результат (число делений в секунду) умножают на поправку, указанную в прилагаемом к прибору паспорте, или пересчитывают по тарировочному графику, прилагаемому к техническому описанию анемометра (Приложение 3).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

А.П. Волошина, Т.В. Евневич, А.И. Земцова — Руководство к лабораторным занятиям по метеорологии и климатологии — DJVU, страница 13

При температуре воздуха ниже 0′ кончик батиста на смоченном термометре обрезается. Батист смачивают на 30 мин до начала наблюдений, погружая резервуар термометра в стаканчик с водой. При отрицательной температуре вода на батисте может быть ие только в твердом состоянии (лед), ио и в жидком (переохлажденная вода). По наружному виду установить это весьма трудно. Для этого необходимо прикоснуться к батисту карандашом, на конце которого имеется кусочек льда или снега, и следить за показанием термометра.

Если в момент прикосновения столбик ртути повысится, то на батисте была вода, которая перешла в лед; при 1 этом выделилась скрытая теплота, за счет чего и увеличилось показание термометра. Если же от прикосновения к батисту показание термометра не меняется, значит на Л~~ ~ ! ы,: ~ППИФ! батисте был лед, н изменения агрегатного состояния не происходит. Учет агрегатного состояния воды иа резервуаре смоченного термометра весьма важен, так как максимальная упругость водяного пара, входящая в психрометриче— скую формулу, над водой и льдом различна.

Вычисление характеристик влажности воздух а, т. е. упругости водяного пара Рис. 40. Психрометрический е, относительной влажности 1, точки росы (а н дефицита влажности д по показаниям психрометра осуществляется с помощью психрометрических таблиц, составленных по формулам (1), (3), (8). Психрометрическая постоянная А в формуле (8) принимается равной 0,0007947, что соответствует средней скорости движения воздуха в будке (0,8 м/сек). В психрометрических таблицах (табл.

2) ‘ приводятся готовые значения 1ж е, 1 и Н для разных сочетаний 1 и 1’ при постоянной А, равной 0,0007947 и атмосферном давлении 1000 мб. Если давление воздуха больше или меньше 1000 мб, к характеристикам влажности вводятся поправки. Поправку к упругости водяного пара находят в табл. 3 (а, б, в) психрометрических таблиц по величине атмосферного давления и разности показаний сухого и смоченного термометров. При атмосферном давлении меньше 1000 мб, эта поправка положительна, если превышает 1000 мб, ее вводят со знаком минус.

Физический смысл этой поправки сводится к следующему. С изменением атмосферного давления при одном и том же количестве водяного пара в воздухе скорость испарения с поверхности смоченного термометра не остается постоянной (см. формулу 4), ‘ См. кил «Психрометрические таблицы». Л., Гидрометеоиадат, 1972. а следовательно, и его показания меняются. Если давление в момент наблюдений ниже 1000 мб, скорость испарения будет больше, чем при 1000 мб, показания смоченного термометра и упругости водяного пара окажутся заниженными, поэтому поправка вводится со знаком плюс. Очевидно, что при давлении больше 1000 мб поправка будет отрицательной х.

Ошибки при измерении влажности. Ошибка в определении разности температуры сухого и смоченного термометров влечет за собой ошибки в определении характеристик влажности. Величина этих ошибок будет неодинаковой для различных значений температуры. Например, если в определении разности температуры допущена неточность на 0,1′, она приводит к следующей ошибке в определении относительной влажности при различной температуре: Температура воздуха, ‘С вЂ” 30 — 20 — 1О 0 + 1О + 20 + 30 Ошибка относительной влажности, згз 18 8 4 2 1 1 1 Отсюда видно, что ошибка быстро растет при отрицательных температурах, особенно ниже — 1О’. Второй причиной, вызывающей ошибку в определении влажности воздуха по станционному психрометру, является непостоянство скорости движения воздуха в психрометрической будке.

Как указано выше, для получения психрометрической постоянной А принята скорость движения воздуха в будке, равная 0,8 м/сек. В действительности она может значительно отличаться от этой величины в зависимости от скорости ветра вне будки; следовательно, будет меняться и психрометрическая постоянная А. Экспериментально установлено, что при изменении скорости ветра от 0,3 до 4 м/сек величина ошибки во влажности может достигать -> 1 мб для упругости водяного пара и ь7% для относительной влажности.

Однако поправка на скорость ветра не вводится, что иногда приводит к значительным погрешностям в определении характеристик влажности воздуха по этому прибору. Несмотря на указанные недостатки, станционный психрометр благодаря его простоте является основным прибором, применяемым на метеорологических станциях.

Аспирационный психрометр (психрометр Ассмана) Принцип действия аспирационного психрометра такой же, как и станционного. Преимуществом этого психрометра является постоянная скорость движения воздуха (2 м/сек) у приемной части термометров, что достигается искусственной вентиляцией. з В предыдущем издании «Психрометрических таблиц» (1963) зта поправка вносилась в показания смоченного термометра, в нзд.

1972 она вводится к упругости водяного вара. Рассмотрим устройство прибора (рис. 41). Психрометрическая постоянная для этого прибора равна 0,000662. Два психрометрических термометра 1, 2 меньшего размера, чем термометры Рис. 41 Аспирациоиима психрометр станционного психрометра, но с той же ценой делений (0,2′) по- мешены в металлической оправе. Оправа состоит из трубки 3, раздваивающейся книзу, и боковых защит 4. Верхний конецтруб- 76 ки 3 соединен с аспиратором 7, просасывающнм наружный воздух через трубки 5 и 5, в которых находятся резервуары термометров 10, 11.

Аспиратор имеет пружинный механизм. Пружина заводится ключом 8. Трубки 5 и 5 сделаны двойными. Резервуар одного из термометров (правый) обвернут коротко обрезанным батистом. Никелированная и полированная поверхность психрометра хорошо отражает солнечные лучи. Поэтому для его установки не требуется никакой дополнительной защиты и он устанавливается на открытом воздухе.

Аспирационные психрометры используются для градиентных наблюдений на метеорологических станциях, а также в полевых микроклиматических исследованиях. Наблюдения по аспнрационному психрометру. Перед наблюдением психрометр выносят из помещения зимой за ЗО мин, а летом за 15 мнн. Батист правого термометра смачивают с помощью резиновой груши 9 с пипеткой летом за 4 мнн, а зимой за 30 мин до срока наблюдений. После смачивания заводят аспиратор, который в момент отсчета должен работать полным ходом. Поэтому зимой за 4 мин до отсчета нужно вторично завести психрометр. Во время отсчета следует стоять так„ чтобы движение воздуха (ветер) было направлено от прибора к наблюдателю, а не наоборот.

В тех случаях, когда наблюдения проводятся при сильном ветре и прибор находится в вертикальном положении, скорость аспирации нарушается. Чтобы исключить это, на аспиратор с наветренной стороны надевают ветровую защиту 12. Защита надевается при скоростях ветра более 4 м/сек. Характеристики влажности воздуха по данным аспирационного психрометра вычисляют с помощью тех же психрометрических таблиц (см. стр. 74).

Для приведения показаний упругости водяного пара к табличным условиям кроме поправки, зависящей от давления, вводится поправка на скорость аспирации. Она имеет знак плюс при любой величине атмосферного давления, так как скорость движения воздуха, обтекающего резервуары аспирационного психрометра, выше, чем в будке. Поэтому испарение и затрата тепла на него возрастают, а температура смоченного термометра понижается по сравнению с теми же условиями для аспирационного психрометра. По абсолютной величине поправка на скорость аспирации значительно больше поправки на давление.

Поэтому их сумма, т. е. общая поправка к смоченному термометру аспирационного психрометра при любых значениях атмосферного давления имеет знак плюс. В Психрометрических таблицах (!972) суммарная поправка (на давление и скорость аспирации) вводится непосредственно к упругости водяного пара. Она определяется по разности температур сухого и смоченного термометров и величине атмосферного давления с помощью табл. 4. Проверка скорости аспирации Надежные результа ты наблюдений по аспирационному психрометру можно получить только в том случае, если скорость движения воздуха у приемной части термометров действительно равна 2 м/сек.

Об удовлетворительном состоянии аспиратора можно судить по скорости вращения барабана с заводной пружиной, установленного в головке психрометра. На барабане нанесена метка в виде черточки или стрелки, за перемещением которой можно следить через окошечко 1З. Определение продолжительности оборота барабана психрометра проводится следующим образом: 1) заводят полностью пружину; 2) устанавливают психрометр в вертикальном положении и наблюдают в окошечко появление метки иа барабане; 3) когда метка на барабане совпадет с вертикальной риекой на окошечке, включают секундомер, стрелки которого предварительно ставят в нулевое положение; 4) продолжают следить в окошечко до вторичного совпадения метки с риской, после чего останавливают секундомер; 5) отсчитывают по секундомеру время с точностью до 1 сек, которое и будет продолжительностью одного оборота барабана.

Если время одного оборота барабана отличается от указанного в поверочном свидетельстве к прибору не больше, чем на 10 сек, то скорость вращения барабана можно считать достаточной. Аспирационный психрометр с электромотором.

ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В КНИГОХРАНИЛИЩАХ

Главная ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В КНИГОХРАНИЛИЩАХ ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В КНИГОХРАНИЛИЩАХ Т. В. Мешкова, Т. Д. Великова Важнейшим условием обеспечения сохранности библиотечных фондов является поддержание в книгохранилищах нормативных кли¬матических параметров, то есть температуры и относительной влаж¬ности воздуха. Единственный способ контроля климата в помеще¬нии — запись показателей с помощью приборов, предназначенных для этой цели. Если условия хранения нельзя улучшить, то документально подтвержденные результаты постоянных замеров позволят обосно¬вать необходимость закупки специального оборудования для поддер¬жания требуемых условий хранения документов. Относительная влажность воздуха — это отношение (выраженное в процентах) количества водяного пара в определенном объеме возду¬ха к максимально возможному количеству насыщенного водяного па¬ра, которое может содержаться в том же объеме воздуха при данной температуре и давлении: RH = А/Вх100 %, где RH’ — относительная влажность воздуха (RH— (англ) relative humidity.), %; А — абсолютная влажность воздуха, то есть масса воды, г, в 1 м3 воздуха; В — влагоемкость воздуха при данной температуре, которая определяется по специальным таблицам, г/м3. Температура в книгохранилищах должна быть в пределах 18±2 °С, влажность — 55±5 %. Если исключить граничные условия, при кото¬рых происходит необратимое разрушение бумаги (опасный нижний предел относительной влажности воздуха 25 %) или развитие микро¬организмов (верхний предел 70 %), то считается, что в диапазоне тем¬ператур 16—22 °С и влажности 25—60 % климатические условия не оказывают отрицательного влияния на долговечность документов. Еще более опасными, чем крайние значения температуры и от¬носительной влажности, являются сезонные колебания этих показа¬телей, когда библиотечные материалы (бумага, кожа, пергамен) под¬вергаются набуханию и сжатию. Микроскопические исследования показывают, что волокна натуральных материалов никогда не возвра¬щаются в первоначальное состояние. Эти изменения размеров ускоря¬ют повреждения, такие как деформация и коробление бумаги и пере¬плетов книг, отслаивание красок и растрескивание эмульсии на фото¬графиях. NISO (США) разработал стандарт на условия окружающей среды для хранения документов на бумажной основе в архивах и библиоте¬ках, согласно которому считается допустимым изменение в течение одного месяца температуры на 1,8 °С, относительной влажности — на 3 %. За мониторинг должен отвечать конкретный человек. Измере¬ния в каждом помещении хранители должны проводить сразу же, при¬дя на работу, затем в полдень и в 5 ч вечера. Проведенные исследования показали, что сильные колебания этих параметров происходят лишь при сквозном длительном проветрива¬нии. Проветривание — мощный фактор изменения микроклимата, но использовать его надо очень осторожно, принимая во внимание изме¬няющиеся свойства наружного воздуха. Чем меньше разница во влагосодержании наружного и внутреннего воздуха, тем дольше можно проводить проветривание. В РНБ (ранее Государственная публичная библиотека им. М. Е. Сал¬тыкова Щедрина) наблюдение за климатическими параметрами ведется с 1934 г., когда при Отделе фондов и обслуживания создана группа ги¬гиены книги. В настоящее время для определения температуры и влажности воз¬духа используются приборы, в основе работы которых лежат разные принципы действия. Психрометры Психрометры (Психрометр — от греч. psychria холод + metreo мерю) применяются уже более ста лет, в частности в архи¬вах, музеях, библиотеках. В них используется физический принцип психрометрии — свойство смоченных водой тел охлаждаться при ис¬парении влаги. Метод основан на зависимости между влажностью воз¬духа и психрометрической разностью — разностью показаний сухого и увлажненного термометров, находящихся в термодинамическом рав¬новесии с окружающей средой. О возможности использования пони¬жения температуры смоченного термометра как меры влажности воз¬духа впервые упоминается в середине XVIII в. Существует два основ¬ных типа психрометров: с естественной вентиляцией (стационарный) и с искусственной вентиляцией (аспирационный). Стационарный психрометр (рис. 1) имеет два одинаковых термо¬метра с делением шкалы 0,2°. Резервуар правого термометра обернут батистом, конец которого опущен в стаканчик с дистиллированной во¬дой, закрытый крышкой с прорезью для батиста. Недостатком этого психрометра является зависимость показаний смоченного термометра от скорости потока воздуха. Наиболее удачная система для перевода показаний психрометра в единицы влажности принадлежит В. И. Арнольду. При расчетах влаж¬ности и построении психометрических графиков используются полу- эмпирические формулы: Е = Е*(ТВ)-Р х AW(TC — Тв) и Н = Ев / Ec-Aw х (Тс-Тв) / Ес, где Е — давление пара; Ew — давление насыщенного пара по отношению к воде, находящейся во влажном воздухе, при давлении Р и температуре Тс; Рис. 1. Психрометр в хранилище Aw — психрометрическая постоянная по отношению к воде; Ев и Ес — давление насыщенного водяного пара при температуре влажно¬го (Тв) и сухого (Тс) термометров. Учитывая сложность этих формул, для каждого типа психрометров составляют психрометрическую таблицу, в которой величина относи¬тельной влажности воздуха приведена в зависимости от одной из тем¬ператур или от их разности Тс-Тв. Общие требования к этим таблицам и правила их составления указаны в ГОСТ 8.524-85. Для точной психрометрии рекомендуется скорость потока воздуха больше 3 м/с. При скоростях больше 3 м/с Aw уже не зависит от скоро¬сти вентиляции. При погрешности температуры ±0,1 °С погрешность измерения влажности составляет ±(1,0—1,5) %. Это предельная точ¬ность психрометрического метода. Рис. 2. Психрометр Ассмана Бытовой психрометр имеет два термометра, закрепленных на па¬нели. Один из термометров (так называемый «влажный») обернут в один слой батистом, конец ткани опущен в резервуар с дистиллирован¬ной водой. При испарении воды с влажного батиста термометр охлаж¬дается и показывает пониженную температуру. Второй, так называе¬мый сухой термометр, показывает температуру окружающего воздуха. Система находится в равновесии, и скорость испарения влаги с бати¬ста зависит от влажности воздуха, следовательно, от нее зависит и тем¬пература, которую покажет увлажненный термометр. Например, если влажность воздуха высокая, испарение влаги с батиста будет происходить медленно, второй термометр покажет температуру, более близ¬кую к показаниям первого термометра, чем в случае с низкой влажно¬стью воздуха, то есть разность показаний температур на термометрах тем больше, чем ниже влажность воздуха. В настоящее время выпускают две модели бытовых психрометров на заводе «Термоприбор» (г. Клин), отличающиеся только температур¬ным диапазоном: ВИТ-1 — от 0 до 25 °С, ВИТ-2 — от 15 до 40 °С (изме¬ряет влажность в диапазоне от 20 до 90 % с точностью 7 %). Перед из¬мерением относительной влажности воздуха необходимо измерить скорость аспирации непосредственно перед психрометром, то есть скорость воздушных вертикальных потоков, омывающих прибор. Ско¬рость аспирации измеряют с помощью анемометра крыльчатого У5, ГОСТ 6376-74. Измеренная скорость округляется до десятых долей метра в секунду. Диапазон скоростей аспирации указан в приложении к инструкции к прибору (в психрометрических таблицах). При использовании бытовых психрометров целесообразно сопос¬тавить их показания с показаниями точного прибора — аспирационного, электронного, оценив реальную разницу. В отличие от аспирационного, бытовой психрометр не имеет принудительного обдувания и ра¬ботает в разных режимах естественного испарения влаги с батиста в зависимости от местоположения прибора в хранилище. Это снижает точность его показаний. Психрометр аспирационный (или Ассмана). Приборы этого типа дают возможность самым дешевым способом правильно измерять от¬носительную влажность воздуха. Диапазон измерений: температу¬ры — от -35 до +35 °С с точностью 0,2 °С; относительной влажно¬сти — от 0 до 100 %, с точностью 1 %. Прибор состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закреп¬ленных в специальной металлической никелированной оправе. Резер¬вуары термометров помещены в двойные трубки с воздушной про¬слойкой, что предохраняет термометры от нагревания солнцем. Эти трубки соединены с вентилятором, приводимым во вращение часовым механизмом или электродвигателем, вентилятор обдувает оба термо¬метра с постоянной скоростью около 2 м/сек. Резервуар одного из тер¬мометров обернут батистом в один слой, перед работой его смачивают дистиллированной водой. Вращением вентилятора в прибор засасыва¬ется воздух, который, обтекая резервуары термометров, проходит по главному воздухопроводу к аспиратору и выбрасывается последним наружу через специальные прорези. Один термометр показывает тем¬пературу потока воздуха, а другой — меньшую, из-за испарения воды с поверхности батиста. Влажность воздуха определяется так же, как в случае бытовых психрометров. Долгое время применялся аспирационный психрометр МВ-4М, в настоящее время выпускается однотипный прибор М-34. МВ-4М имеет механический (пружинный) привод вентилятора, а М-34 — электрический. Разработаны также автоматические психрометры для повы¬шенных температур. Например, АТГ-210. Его особенность заключа¬ется в том, что смачивание термометра выполняется без фитиля, путем распыления воды, а температура воздуха и воды одинакова. Гигрометры Гигрометры измеряют только относительную влажность воздуха. В них используется свойство материалов менять какой-либо параметр в зависимости от влажности воздуха, например, длину или электриче¬ское сопротивление. Еще до нашей эры в качестве гигрометра приме¬няли натянутую между столбами веревку, по провисанию которой су¬дили о влажности воздуха. Гигрометры бывают разных типов, например, деформационные и сорбционно-резистивные. В деформационных гигрометрах используется свойство волоса изменять длину в зависимости от влажности воздуха. Это стрелочные Рис. 3. Гигрометр приборы. Волосок соединен с рычажком, поворачивающим стрелку прибора. Он, деформируясь при изменении влажности воздуха, из¬меняет положение стрелки прибора. Преимущество приборов такого типа — дешевизна и работоспособность при температурах ниже О °С. Долгое время в отечественной практике применяли и сейчас еще используют волосные гигрометры М-68 — в круглой металлической оправе (рис. 3), а также менее надежные М-19 — открытого типа. М-68 работает в диапазоне температур 5—40 °С и определяет относитель¬ную влажность воздуха в пределах 30—100 %. М-19 используется главным образом в зимнее время при температурах ниже -10 °С, когда психрометры на работают. Диапазон измеряемых температур —• от -20 до + 40 °С; диапазон показателей влажности — от 30 до 100 % с точно¬стью 10 %. Данные приборы являются инерционными, медленно реа¬гируют на резкие колебания влажности воздуха и нуждаются в предва¬рительной настройке по эталону, например, по аспирационному пси¬хрометру. В метеорологических гигрографах М-21А для обеспечения доста¬точного усилия используют пучок обезжиренных человеческих волос (до 40 волос). Животная пленка, изготавливаемая из прямой кишки животных, служит влагочувствительным элементом главным образом в аэрологи¬ческих радиозондах. Ее деформация с помощью специального реоста¬та преображается в электрический сигнал. Простота конструкции, не¬высокая стоимость и удобство деформационных гигрометров делает их применение желательным во многих случаях. Сложность заготовки традиционных природных, в том числе животных материалов, долгое время ограничивала производство и разработку новых приборов. Ре¬шением этой проблемы стало применение синтетических материалов, например, нейлоновой нити и других полимеров. В сорбционно-резистивных гигрометрах используется свойство сорбционных материалов изменять электрическое сопротивление при изменении влажности воздуха. В 1938 г. Данмор (США) описал первую конструкцию электриче¬ского гигрометра, заменяющего волосной. Он представлял собой две тонкие луженые спирали из медной проволоки, покрытые разбавлен¬ным раствором хлористого лития в воде. При влажности больше 12 % вследствие поглощения влаги из воздуха хлористый литий образует проводящую пленку, электрическое сопротивление которой зависит от влажности и температуры окружающей среды и измеряется между витками двух проволок. В подобных гигрометрах кроме пластинки с хлоридом лития использовались: окись А1, датчики с ионным обме¬ном, свинцово-иодистые пленки, керамика, титанат церия и другие ма¬териалы. Термогигрографы Самозаписывающий термогигрограф для мониторинга температу¬ры и влажности на протяжении длительного времени представляет со¬бой комбинацию из двух приборов: биметаллического термографа и волосного гигрографа, смонтированных на общем основании. Приемником температуры служит прогнутая биметаллическая пластинка. При изменении температуры окружающей среды кривизна пластинки биметалла меняется. Деформация пластинки через тягу и рычаг передается стрелке с пером, которая делает запись на специаль¬ной ленте, надетой на барабан часового механизма (рис. 4а). Рис. 4. Термогигрографы Приемником влажности является пучок обезжиренных человече¬ских волос. Один конец пучка закреплен неподвижно, другой закреп¬лен в устройстве, которое может перемещаться, вызывая перемещение стрелки по ленте. При изменении влажности воздуха длина пучка ме¬няется, и стрелка с пером отражает это изменение. Рис. 5. Термогигрометр со щупом (ROTRONIC) Рис. 6. Логгер (COMARK) Рис. 7. Логгер со щупом (ROTRONIC) Пределы измерения влажности — 30—-100 %, температуры — от -35 до +45 °С. Точность измерений температуры — ±1 °С, влажно¬сти — ±1 %, заводится механизм на неделю. Менять ленты приходится регулярно, что удорожает работу приборов при длительной записи. Приборы требуют калибровки, в частности, при перемещении на другое место. В настоящее время в музеях используют современные модели. В термогигрографах 9009 (рис. 46) и 9010 в качестве барабан¬ного механизма используется кварцевый мотор, модель 9010 рассчита¬на на цикл работы до месяца. Их пределы измерения влажности — 0—100 ±2 %, температуры — от -20 до +43 ±1 °С. Термогигрометр Dickson работает на аккумуляторах, имеет память на 1900 измерений, упаковка бумаги рассчитана на 7-дневный цикл работы. Его пределы измерения влажности — 10—95 %, температуры — от 0 до +50 °С. Цифровые электронные приборы Механические модели постепенно вытесняются цифровыми элек¬тронными приборами, которые подразделяются на две большие группы. Электронные приборы без программного обеспечения. Термо¬гигрометры — прецизионные измерительные приборы с автономным батарейным питанием, имеющие датчики температуры и относитель¬ной влажности. Большинство из них не сохраняет получаемую инфор¬мацию. Некоторые благодаря микропроцессору сохраняют данные о минимальных и максимальных значениях температуры и влажности, пока их не перенастроят вручную. Показания температуры и влажно¬сти высвечиваются на экране минидисплея. Для контроля климата в хранилищах РНБ используют различные модели термогигрометров фирмы ROTRONIC (рис. 5) с диапазоном измерений температуры от -50 до +200 °С, относительной влажности воздуха — от 0 до 100 %. Диапазон зависит от типа вмонтированных датчиков. Точность измерения влажности — ±1,5 %, температуры — ±0,3 °К. Прибор малогабаритный, легкий, переносной. Некоторые мо¬дели имеют щуп, что позволяет производить замеры внутри книг и других документов. Электронные приборы с программным обеспечением—доггеры. Логгеры (DATA-LOGGERS и RADIO-LOGGERS) — устройства небольшого размера, обеспечивающие сбор, обработку, хранение и пе¬редачу информации, а также управление комплексом датчиков и ана¬литических приборов, работающих в автоматическом и непрерывном режиме. Логгеры измеряют заданные программой параметры (темпе¬ратуру и относительную влажность воздуха) с определенной перио¬дичностью . Диапазон измерения температуры — от -50,0 до+199,9 °С; влажности — от 0 до 100 %. Точность измерения влажности — ±1,5 %, температуры — ±0,3 °С. Получение информации может осуществляться периодически или постоянно. В первом случае собранные данные постепенно переносят¬ся из памяти логгера в компьютер. Для передачи информации с DATA-LOGGERS необходимо снять датчик и, подключив логгер с помощью специального провода к компьютеру, считывать получен¬ную информацию в виде таблиц и графиков (рис. 6, 7). Во втором случае датчики являются периферийными устройства¬ми в единой сети и управляются персональными компьютерами либо через модем по телефонным линиям связи (DATA-LOGGERS), либо с помощью радиоволн (RADIO-LOGGERS). Таким образом, не снимая прибора, можно получать на компьютере информацию обо всех изме¬ряемых параметрах. Подобные системы могут включать в себя более 200 датчиков. Система радиоконтроля параметров климата немецкой фирмы HANWELL снабжена датчиками, измеряющими каждые 15 мин тем¬пературу и влажность воздуха, уровень освещенности и долю ультра¬фиолета, имеется также специальный датчик наружной температуры и влажности. Устойчивая радиосвязь может осуществляться в радиу¬се 2,5 км. Программное обеспечение позволяет оперативно, на мони¬торе компьютера видеть параметры климата во всех помещениях, где установлены датчики, а также просматривать графики непрерывного изменения параметров в любых диапазонах с любой интересующей даты. Программа позволяет вести журнал «тревог», регистрируя слу¬чаи, когда параметры климата выходят за допустимые пределы. «Тре¬вога» имеет цветовой и звуковой сигналы. Система позволяет опера¬тивно реагировать на ошибки в проветривании, а также на остановки в работе увлажнителей, систем вентиляции и кондиционирования воздуха. С 2001 г. такая система работает в Государственном Русском музее: хранители могут получать информацию по климату музея в полном объеме и принимать соответствующие меры в случае необхо¬димости. В Российской национальной библиотеке с 2001 г. используют логгеры фирм COMARK (Франция) (рис. 6) и ROTRONIC (Швейцария), фотографии которых приведены выше (рис. 5 и 8). В настоящее время применяются более современные модели ROTRONIC, которые пред¬полагается соединить в единую сеть. В заключение — некоторые рекомендации по выбору приборов. В помещениях, где нет ценных фондов, достаточно установить недо¬рогие приборы. Если регулирование климата в здании сводится просто к отоплению зимой, можно использовать психрометр. Но если необхо¬дима установка системы кондиционирования, то целесообразно при¬обретение цифровых приборов для получения точных данных. Список использованной литературы Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике : материалы междунар. симпозиума по влагометрии : в 2 т. Т. 2. Вашингтон, 1963. 184 с. Метрологическое обеспечение гигрометрии / подгот. И. А. Соколов ; ВНИИ КИ. М., 1987. 72 с. Митчелл Дж., Смит Д. Акваметрия. М. : Химия, 1980 г. 156 с. Привалов В. Ф. Обеспечение сохранности архивных документов на бумажной основе : метод, пособие / Росархив, ВНИИДАД. М., 2003. 112 с. Психрометр Ассмана. М. : ГИМИЗ, 1948. 16 с. Сохранение библиотечных и архивных материалов (руководство). СПб. : Ев¬ропейский дом, 1998. 257 с. Термогигрограф. Описание и руководство к пользованию. М. : Оборониздат, 1941 г. 17 с. 

Психрометр прибор для определения влажности воздуха

Психрометр — это прибор, служащий для определения влажности воздуха. Психрометр Августа (рис. 1) состоит из двух одинаковых термометров, прикрепленных к штативу. Ртутный шарик одного из термометров обернут смоченной тканью (марлей или батистом), концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой. При испарении воды с поверхности ткани, покрывающей ртутный шарик, температура ртути понижается тем больше, чем ниже влажность (см.) воздуха в точке измерения. Разность показаний сухого и смоченного термометров обратно пропорциональна влажности воздуха. Расчет результатов определения производят по формуле Реньо или по психрометрической таблице. Для определения влажности воздуха психрометр помещают в то место, где производят определение, и через 10—15 мин. записывают показания сухого и смоченного термометров (ртутные шарики термометров должны быть защищены от действия лучистой энергии солнечного света и нагревательных приборов). В расчет вводится поправочный коэффициент на скорость движения воздуха. В аспирационном психрометре Ассманна (рис. 2) ртутные шарики термометров защищены от действия лучистой энергии футлярами с двойными стенками. Прибор снабжен вентилятором, обеспечивающим постоянную скорость движения воздуха у ртутных шариков термометров (2 м/сек). Перед определением ткань, покрывающую ртутный шарик смоченного термометра, смачивают дистиллированной водой. Избыток воды удаляют встряхиванием, после чего включают вентилятор и прибор помещают в точке, где необходимо произвести определение. При температуре воздуха 15—20° отсчет показаний термометра производят через 4 мин. При температурах ниже 15° длительность протягивания воздуха увеличивают до 20—30 мин. (до тех пор пока не установится постоянная температура смоченного термометра). Расчет результатов определения производят по формуле Шпрунга или по специальной таблице.

Рис. 1. Психрометр Августа. Рис. 2. Психрометр Ассманна: 1 — вентилятор, 2 — психрометрические термометры; 3 — пипетка для смачивания влажного термометра.

Психрометр (от греч. psychros — холодный и metreo — измеряю) — прибор для измерения влажности и температуры воздуха.

Принцип действия психрометра основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Психрометр состоит из двух одинаковых ртутных термометров с градуированной шкалой (до +50° и —25°) с интервалом делений 0,2°. Резервуар правого термометра обернут батистом и перед началом измерений смачивается чистой дистиллированной, дождевой или снеговой водой. Интенсивность испарения воды с поверхности резервуара смоченного термометра будет зависеть от влажности исследуемого воздуха и его подвижности. Чем суше воздух, тем интенсивнее будет испаряться вода, а так как испарение воды связано с охлаждением тела, с которого она испаряется, то смоченный термометр будет показывать более низкую температуру, чем сухой, и эта разница показаний будет тем больше, чем суше воздух. Сухой термометр будет показывать температуру окружающего воздуха. По показаниям сухого и смоченного термометров определяют влажность воздуха, пользуясь психрометрическими таблицами, а температуру воздуха — по показанию сухого термометра. Диапазон измерения относительной влажности от — 10° до +40°.

В СССР изготовляется три вида психрометров: станционный, аспирационный и пращевидный. Из них более точным и удобным в работе является аспирационный психрометр, которым главным образом и пользуются в санитарной практике и при проведении научно-исследовательских работ. Станционный психрометр менее точен; им определяется влажность воздуха, находящегося лишь в непосредственной близости от прибора; он принят в метеорологических станциях как основной прибор. Пращевидный психрометр в санитарной практике не используется.

В аспирационном психрометре (рис.) ртутные термометры закреплены в специальной металлической оправе в форме трубок, наружная поверхность которых тщательно отполирована и никелирована. Резервуары термометров помещены в двойную трубчатую защиту, которая надежно предохраняет их от нагревания солнцем. В верхней части прибора расположен заводной пружинный или электрический механизм с вентилятором, предназначенным для протягивания исследуемого воздуха с постоянной скоростью через трубки, окружающие резервуары термометров. Время действия завода механизма — 8—10 мин. Аспирационный психрометр выносят из помещения летом за 15 мин., зимой за 30 мин. до наблюдения и подвешивают в открытом месте на столбе или штативе на высоте 2 м от земли и вдали от каких-либо предметов, способных излучать тепло. Смачивают батист на резервуаре термометра летом за 4 мин., а зимой за 15 мин. до начала наблюдения. Заводят ключом (или путем подключения к электросети) механизм вентилятора почти до отказа и через 4 мин. быстро производят отсчет показаний термометров (сначала десятые доли градуса, а затем целые). Скорость воздушного потока влияет на точность показаний прибора, поэтому заводной механизм вентилятора должен работать с одинаковой скоростью, не менее 2 м/сек. При сильном ветре (более 4 м/сек) на прорези аспиратора надевают с наветренной стороны защитный щиток. Психрометр позволяет определять влажность при температуре воздуха не ниже —10°.


Аспирационный психрометр Ассмана: 1 — термометры: 2 — металлическая трубка; 5 — трубки для резервуаров термометров; 4 — вентилятор; 5 — приспособление для подвешивания; 6 — пипетка для смачивания влажного термометра.

Вычисление абсолютной и относительной влажности воздуха по показаниям психрометра производят по специальным психрометрическим таблицам.

Пример. Допустим, что показания сухого термометра 21,6°; поправка на термометр по проверочному свидетельству4 0,1°. Показания смоченного термометра 14,4°; поправка на термометр по проверочному свидетельству —0,1°. Исправленные показания термометров будут: сухого 21,6°+0,1°=21,7°, а смоченного 14,4°—0,1°= 14,3°. Атмосферное давление Р = 1040 мб. По первой таблице в колонке t — 21,7° берем строку t1 = 14,3° и в первом столбце находим число n—16. В другой таблице при Р = 1040 мб, по n—16 (для аспирационного психрометра) находим Δt1=+0,4°; найденную величину прибавляем к показаниям смоченного термометра t1= 14,3°+0,4°= 14,7°, после чего в первой таблице по t=21,7° и t1 = 14,7° находим значения абсолютной влажности «е»= 11,2 мб и относительной влажности «r»=43%.

Подробные указания по эксплуатации психрометра и вычислению результатов наблюдений, а также правила ухода за психрометром изложены в инструкции к прибору (ГОСТ 6353—52).

Психрометрический график

Гигрометр психрометрический ВИТ-1 клинского ПО «Термоприбор» — бытовой вариант статического психрометра Августа

Психро́метр (др.-греч. ψυχρός — холодный) тж. Гигрометр психрометри́ческий — содержащее сухой и смоченный термометры устройство для косвенного измерения влажности газов, прежде всего воздуха, по понижению температуры смоченного твёрдого тела — датчика температуры; влажность газа вычисляют посредством психрометрической формулы по разности температур сухого и смоченного термометров[1].

Принцип действия

Испарение воды приводит к её охлаждению, тем большему, чем меньше влажность воздуха, контактирующего с водой. По разнице температур воздуха (называемой в психрометрии температурой сухого термометра) и поверхностного слоя воды (называемой температурой влажного термометра, или температурой смоченного термометра[2], или температурой мокрого термометра[3]) можно определить влажность воздуха. При этом приходится учитывать то обстоятельство, что испарившаяся влага остаётся в окрестностях датчика температуры (например, колбы влажного жидкостного термометра), локально увеличивая там влажность воздуха. Для устранения этого эффекта при измерении влажности применяют аспирацию, обдувая термометры анализируемым газом (воздухом)[4].

Относительная влажность воздуха φ{\displaystyle \varphi }, %, отражает степень насыщения воздуха парами воды и равна по определению[5][6][7][8]

φ≡100dds{\displaystyle \varphi \equiv 100{\frac {d}{d_{s}}}},

где d{\displaystyle d} — абсолютная влажность воздуха (парциальная плотность водяного пара во влажном воздухе[9][10], массовая концентрация водяных паров в воздухе[11][12]) при температуре сухого термометра t{\displaystyle t}; ds{\displaystyle d_{s}} — наибольшая достижимая абсолютная влажность воздуха, то есть плотность насыщенного водяного пара при температуре t{\displaystyle t}[8].

Рассматривая водяной пар как идеальный газ, отношение плотностей можно заменить отношением давлений[9][13][14] и получить часто используемую приближённую формулу, с практической точки зрения эквивалентную предыдущей[15][16][8]:

φ=100PPs{\displaystyle \varphi =100{\frac {P}{P_{s}}}},

в которой P{\displaystyle P} — парциальное давление паров воды в воздухе при температуре t{\displaystyle t}; Ps{\displaystyle P_{s}} — давление насыщенного водяного пара при этой температуре. Значение относительной влажности может изменяться от 0 для сухого воздуха до 100 % для насыщенного влагой воздуха.

Для вычисления абсолютной влажности воздуха используют формулу Реньо[6]

d=dw−α⋅B(t−tw){\displaystyle d=d_{w}-\alpha \cdot B\left(t-t_{w}\right)},

из которой следует выражение для относительной влажности воздуха с температурой t{\displaystyle t}:

φ=100(dwds−α⋅Bt−twds){\displaystyle \varphi =100\left({\frac {d_{w}}{d_{s}}}-\alpha \cdot B{\frac {t-t_{w}}{d_{s}}}\right)}.

Здесь t{\displaystyle t} и tw{\displaystyle t_{w}} — температуры соответственно сухого и влажного термометров, °С; ds{\displaystyle d_{s}} — плотность насыщенного водяного пара при температуре сухого термометра, г/м3; dw{\displaystyle d_{w}} — плотность насыщенного водяного пара при температуре влажного термометра, г/м3; B{\displaystyle B} — атмосферное давление, мм рт. ст.; α{\displaystyle \alpha } — психрометрический коэффициент, равный 0,00128 для неподвижного воздуха, 0,0011 для подвижного воздуха и 0,00074 для свободной атмосферы[17].{-6}\left(593.1+{\frac {135.1}{\sqrt {v}}}+{\frac {48}{v}}\right)}.

Поскольку температура датчика влажного термометра меньше температуры окружающего воздуха, то возле него имеет место небольшое локальное движение воздуха (v≠0{\displaystyle v\neq 0}) и психрометрический коэффициент не обращается в бесконечность, как это следует из формулы Зворыкина для v=0{\displaystyle v=0}, а равен указанной выше конечной величине[18].

Численное значение психрометрического коэффициента зависит от выбора единиц измерения давления, поэтому в данной статье единообразия ради пришлось повсеместно применить внесистемную единицу измерения давления — мм рт. ст., использованную в тех источниках, откуда заимствованы значения α{\displaystyle \alpha }.

Значения психрометрических коэффициентов для различных скоростей движения воздуха приведены ниже.

Психрометрические коэффициенты для различных скоростей движения воздуха
 Скорость движения воздуха, м/с   Значение психрометрического коэффициента, найденное 
 в Медицинской энциклопедии[19] / по формуле Зворыкина[18] 
Особенности микроклимата в помещении / вне помещения
0,13 0,00130 / 0,00134 вентиляция отсутствует / штиль
0,16 0,00120 / 0,00123 — / —
0,20 0,00110 / 0,00114 естественная вентиляция без сквозняков / —
0,30 0,00100 / 0,00100 — / —
0,40 0,00090 / 0,00093  едва заметное движение воздуха / кажущееся отсутствие ветра 
0,50 — / 0,00088 — / —
0,60 — / 0,00085 — / —
0,80 0,00080 / 0,00080 — / небольшой ветер
1,00 — / 0,00077 — / —
2,00 — / 0,00071 — / —
2,30 0,00070 / 0,00070 — / умеренный ветер
3,00 0,00069 / 0,00069 — / —
4,00 0,00067 / 0,00067 — / сильный ветер
5,00 — / 0,00066 — / —

Для аспирационных психрометров при вычислении относительной влажности воздуха может быть использована формула Шпрунга[20], получаемая из формулы Реньо подстановкой в неё значения психрометрического коэффициента, соответствующего скорости движения воздуха 5 м/с. Из формулы Шпрунга следует выражение для вычисления относительной влажности воздуха при указанной скорости его движения:

φ=100(dwds−0,000662⋅Bt−twds){\displaystyle \varphi =100\left({\frac {d_{w}}{d_{s}}}-0,000662\cdot B{\frac {t-t_{w}}{d_{s}}}\right)}.

Значения ds{\displaystyle d_{s}} и dw{\displaystyle d_{w}} берут из справочной литературы[21][22] (в справочных данных часто указывают не плотность водяного пара, а обратную ей величину — удельный объём[23][24][25][26] насыщенного водяного пара), вычисляют с помощью онлайн-калькуляторов[27][28] или, полагая водяной пар идеальным газом, находят посредством уравнения состояния идеального газа. В последнем случае используют соотношение, связывающее плотность насыщенного водяного пара, г/м3, с его парциальным давлением, мм рт. ст., и температурой, °С[29]:

dw=288.97⋅Pw273.15+tw{\displaystyle d_{w}={\frac {288.97\cdot P_{w}}{273.15+t_{w}}}},
ds=288.97⋅Ps273.15+t{\displaystyle d_{s}={\frac {288.97\cdot P_{s}}{273.15+t}}},

а парциальное давление, мм рт. ст., для выраженных в °С температур воздуха вычисляют по модифицированному уравнению Бака, заимствованному из статьи Относительная влажность и отличающемуся от оригинального результата Бака[30], приведённого в статье Relative humidity:

Pw=4.5845exp⁡(tw(18.678−tw234.5)257.14+tw){\displaystyle P_{w}=4.5845\exp \left({\frac {t_{w}\left(18.678-{\frac {t_{w}}{234.5}}\right)}{257.14+t_{w}}}\right)},
Ps=4.5845exp⁡(t(18.678−t234.5)257.14+t){\displaystyle P_{s}=4.5845\exp \left({\frac {t\left(18.678-{\frac {t}{234.5}}\right)}{257.14+t}}\right)}.

При необходимости по значениям относительной влажности можно найти абсолютную влажность воздуха[31][27], а также температуру точки росы посредством онлайн-калькулятора[32] или по формулам и таблице, приведённым в статье Точка росы.

Устройство

Простейший статический психрометр Августа[5][33][17] состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, расположенных на расстоянии 4—5 см[34][17] друг от друга. Один термометр — обычный для измерения температуры воздуха (сухой термометр), а второй имеет устройство увлажнения: спиртовая колба влажного (мокрого) термометра обёрнута 1—2 слоями тканевой (батист, шифон, марля[33]) ленты, один конец которой находится в резервуаре с водой[35]. Воду желательно использовать дистиллированную или, в крайнем случае, кипячёную, чтобы замедлить отложение солей, ведущее к забиванию капилляров ленты и её быстрому пересыханию. На способность ткани к смачиванию колбы термометра влияет также запыленность воздуха; ткань заменяют по мере того, как она теряет гигроскопичность[33][36]. За счёт капиллярного эффекта ткань непрерывно увлажняет колбу термометра; вследствие испарения влаги увлажнённый термометр охлаждается. Снимают показания сухого и влажного термометров и находят относительную влажность воздуха либо по психрометрической таблице[37], либо по номограмме — психрометрическому графику (психрометрической диаграмме)[38][39], либо с помощью онлайн-калькулятора[40]. При относительной влажности, равной 100 %, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы[15]. При точных измерениях в случае отклонения атмосферного давления от номинального либо учитывают поправку к полученным по психрометрической таблице результатам[41], либо выполняют расчёт по формуле Реньо. Конструкция психрометра может включать в себя вентилятор для обдува воздухом обоих термометров. Скорость обдува обычно составляет 0,5-2 м/с; для психрометров, устанавливаемых в воздуховодах, скорость обдува может достигать 8 м/с[36]. К каждому психрометру прилагается психрометрическая таблица и/или график[42], учитывающие особенности конкретной серии приборов и призванные выдавать возможно более достоверные результаты замеров относительной влажности.

Виды психрометров

Современные небытовые психрометры можно разделить на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные. В станционных психрометрах термометры закреплены на специальном штативе в метеорологической будке. Основной недостаток станционных психрометров — зависимость показаний увлажнённого термометра от скорости воздушного потока в будке. Основной станционный психрометр — психрометр Августа[43].

В аспирационном психрометре (например, психрометре Ассмана[5][44][45][43]) одинаковые ртутные термометры расположены в специальной никелированной оправе, защищающей их от повреждений и теплового излучения окружающих предметов, где обдуваются потоком исследуемого воздуха с постоянной скоростью около 2 м/с за счёт просасывания (аспирации) воздуха посредством механического или электрического вентилятора. Перед работой тканевую ленту влажного термометра смачивают дистиллированной водой из специальной пипетки с резиновой грушей; при продолжительных измерениях увлажнение периодически повторяют[45]. Снимают показания сухого и влажного термометров и находят относительную влажность либо по психрометрической таблице[46], либо по психрометрическому графику[47][48] или номограмме[49]. Всемирная метеорологическая организация для вычисления относительной влажности воздуха по результатам замеров, выполненных с помощью психрометра Ассмана, рекомендует использовать следующую формулу[50], учитывающую влияние атмосферного давления:

φ=100Ps[Pw−0.000653⋅(1+0.000944⋅tw)⋅B⋅(t−tw)]{\displaystyle \varphi ={\frac {100}{P_{s}}}\left[P_{w}-0.000653\cdot \left(1+0.000944\cdot t_{w}\right)\cdot B\cdot \left(t-t_{w}\right)\right]}.

Выбор единиц измерения входящих в это выражение давлений Ps{\displaystyle P_{s}} (давление насыщенного водяного пара при температуре сухого термометра t{\displaystyle t}), Pw{\displaystyle P_{w}} (давление насыщенного водяного пара при температуре влажного термометра tw{\displaystyle t_{w}}) и B{\displaystyle B} (атмосферное давление) произволен; важно лишь, чтобы все три перечисленные выше величины были выражены в одних и тех же единицах.

При положительной температуре воздуха аспирационный психрометр — наиболее надёжный прибор для измерения температуры и влажности воздуха. В дистанционных психрометрах используют обычно термометры сопротивления как наиболее точные и стабильные.

См. также

Примечания

  1. ↑ РМГ 75-2014. Измерения влажности веществ. Термины и определения, 2015, с. 6-7.
  2. ↑ Бармасов А. В., Холмогоров В. Е., Курс общей физики для природопользователей. Молекулярная физика и термодинамика, 2009, с. 427.
  3. ↑ Филоненко Г. К., Лебедев П. Д., Сушильные установки, 1952, с. 214—216.
  4. ↑ РМГ 75-2014. Измерения влажности веществ. Термины и определения, 2015, с. 7.
  5. 1 2 3 Кочиш И. И. и др., Практикум по зоогигиене, 2015, с. 21.
  6. 1 2 Кузнецов А. Ф. и др., Практикум по ветеринарной санитарии, зоогигиене и биоэкологии, 2013, с. 23.
  7. ↑ Хрусталев Б.М. и др., Техническая термодинамика, ч. 1, 2004, с. 318.
  8. 1 2 3 Бэр Г. Д., Техническая термодинамика, 1977, с. 266.
  9. 1 2 Алешкевич В. А., Молекулярная физика, 2016, с. 168.
  10. ↑ Бэр Г. Д., Техническая термодинамика, 1977, с. 265.
  11. ↑ Хрусталев Б.М. и др., Техническая термодинамика, ч. 1, 2004, с. 314.
  12. ↑ Алабовский А. Н., Недужий И. А., Техническая термодинамика и теплопередача, 1990, с. 75.
  13. ↑ Александров Н. Е. и др., Основы теории тепловых процессов и машин, ч. 1, 2012, с. 422.
  14. ↑ Алабовский А. Н., Недужий И. А., Техническая термодинамика и теплопередача, 1990, с. 76.
  15. 1 2 Мякишев Г. Я. и др., Физика. 10 класс. Базовый уровень, 2014, с. 233.
  16. ↑ Хрусталев Б.М. и др., Техническая термодинамика, ч. 1, 2004, с. 318, 336.
  17. 1 2 3 Медведский В. А., Гигиена животных, 2005, с. 22.
  18. 1 2 3 Филоненко Г. К., Лебедев П. Д., Сушильные установки, 1952, с. 214.
  19. ↑ Губернский Ю. Д., Орлова Н. С. Психрометр / Большая Медицинская Энциклопедия в 30 томах, 3-е изд., 1983, т. 21. (неопр.). Дата обращения: 9 июля 2018. Архивировано 9 июля 2018 года.
  20. ↑ Кузнецов А. Ф. и др., Практикум по ветеринарной санитарии, зоогигиене и биоэкологии, 2013, с. 25.
  21. ↑ Плотность насыщенного водяного пара при различных температурах.
  22. ↑ Давление и плотность насыщенного водяного пара.
  23. ↑ Зеленцов Д. В., Техническая термодинамика, 2012, с. 4.
  24. ↑ Новиков И. И., Термодинамика, 2009, с. 13.
  25. ↑ Мурзаков В. В., Основы технической термодинамики, 1973, с. 13.
  26. ↑ Вукалович М. П., Новиков И. И., Термодинамика, 1972, с. 13.
  27. 1 2 Абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха. Для насыщенного пара полагают φ=100{\displaystyle \varphi =100} %.
  28. ↑ Калькулятор: Таблица свойств насыщенного пара по температуре. Давление в mmHg abs, удельный объём в m3/kg.
  29. ↑ Хрусталев Б.М. и др., Техническая термодинамика, ч. 1, 2004, с. 315.
  30. Arden L. Buck. New equations for computing vapor pressure and enhancement factor (неопр.). American Meteorological Society (1981).
  31. ↑ Перевод относительной влажности в абсолютную.
  32. ↑ Определение точки росы.
  33. 1 2 3 Кузнецов А. Ф. и др., Практикум по ветеринарной санитарии, зоогигиене и биоэкологии, 2013, с. 17.
  34. ↑ Кочиш И. И. и др., Практикум по зоогигиене, 2015, с. 19.
  35. ↑ Бухарова Г. Д., Молекулярная физика и термодинамика, 2017, с. 89.
  36. 1 2 Филоненко Г. К., Лебедев П. Д., Сушильные установки, 1952, с. 215.
  37. ↑ Психрометрическая таблица.
  38. ↑ Психрометрическая диаграмма для статического психрометра Августа и барометрического давления 745 мм рт. ст.
  39. ↑ Психрометрическая номограмма для спокойного воздуха.
  40. ↑ Определение влажности воздуха психрометрическим методом. Онлайн-калькулятор.
  41. ↑ Блюдов В. П. и др., Общая теплотехника, 1952, с. 68.
  42. ↑ Медведский В. А., Гигиена животных, 2005, с. 24.
  43. 1 2 Что такое психрометры — Большая медицинская энциклопедия (рус.). bigmeden.ru (9 января 2011). Дата обращения: 31 мая 2019. Архивировано 8 февраля 2012 года.
  44. ↑ Кузнецов А. Ф. и др., Практикум по ветеринарной санитарии, зоогигиене и биоэкологии, 2013, с. 16.
  45. 1 2 Медведский В. А., Гигиена животных, 2005, с. 28.
  46. ↑ Определение относительной влажности воздуха по показаниям психрометра Ассмана.
  47. ↑ График для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометра Ассмана (вертикальная линия — температура сухого термометра, косая линия — температура влажного термометра).
  48. ↑ Психрометрическая номограмма для скорости воздуха 5 м/с.
  49. ↑ Номограмма для определения относительной влажности воздуха по показаниям психрометра Ассмана.
  50. ↑ Psychrometric formulae for the Assmann psychrometer / WMO Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation (WMO-No. 8, the CIMO Guide, 2014 edition, Updated in 2017), p. 163. (неопр.). Дата обращения: 13 июля 2018. Архивировано 13 июля 2018 года.

Литература

  • Алабовский А. Н., Недужий И. А. Техническая термодинамика и теплопередача. — 3-е изд., пераб. и доп. — Киев: Выща школа, 1990. — 256 с. — ISBN 5-11-001997-5. (недоступная ссылка)
  • Александров Н. Е., Богданов А. И., Костин К. И. и др. Основы теории тепловых процессов и машин. Часть I / Под ред. Н. И. Прокопенко. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. — 561 с. — ISBN 978-5-9963-0833-0. (недоступная ссылка)
  • Алешкевич В. А. Молекулярная физика. — М.: Физматлит, 2016. — 308 с. — (Университетский курс общей физики). — ISBN 978-5-9221-1696-1.
  • Бармасов А. В., Холмогоров В. Е. Курс общей физики для природопользователей. Молекулярная физика и термодинамика. — СПб.: БХВ-Петербург, 2009. — 500 с. — (Учебная литература для вузов). — ISBN 978-5-94157-731-6. Архивная копия от 29 ноября 2017 на Wayback Machine
  • Блюдов В. П., Вырубов Д. Н., Корницкий С. Я. и др. Общая теплотехника / Под ред. С. Я. Корницкого и Я. М. Рубинштейна. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.Л.: Госэнергоиздат, 1952. — 520 с. (недоступная ссылка)
  • Бухарова Г. Д. Молекулярная физика и термодинамика. Методика преподавания. — 2-е изд. — М.: Юрайт, 2017. — 221 с. — (Бакалавр. Академический курс. Модуль). — ISBN 978-5-534-01570-6.
  • Бэр Г. Д. Техническая термодинамика. — М.: Мир, 1977. — 519 с. (недоступная ссылка)
  • Вукалович М. П., Новиков И. И. Термодинамика. — М.: Машиностроение, 1972. — 671 с. (недоступная ссылка)
  • Зеленцов Д. В. Техническая термодинамика. — Самара: Самарский гос. архитект.-строит. ун-т, 2012. — 140 с. — ISBN 978-5-9585-0456-5. (недоступная ссылка)
  • Кочиш И. И., Виноградов П. Н., Волчкова Л. А., Нестеров В. В. Практикум по зоогигиене. — 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: Лань, 2015. — 428 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-1272-3. (недоступная ссылка)
  • Кузнецов А. Ф., Родин В. И., Светличкин В. В. и др. Практикум по ветеринарной санитарии, зоогигиене и биоэкологии. — СПб.: Лань, 2013. — 512 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-1497-0. (недоступная ссылка)
  • Медведский В. А. Гигиена животных. Справочник. — Минск, 2005. — 566 с.
  • Мурзаков В. В. Основы технической термодинамики. — М.: Энергия, 1973. — 304 с. (недоступная ссылка)
  • Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. Базовый уровень / Под ред. проф. Н. А. Парфентьевой. — М.: Просвещение, 2014. — 417 с. — (Классический курс). — ISBN 978-5-09-028225-3. (недоступная ссылка)
  • Новиков И. И. Термодинамика. — 2-е изд., испр. — СПб.: Лань, 2009. — 590 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-0987-7. (недоступная ссылка)
  • Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 75-2014. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения влажности веществ. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2015. — iv + 16 с.
  • Филоненко Г. К., Лебедев П. Д. Сушильные установки. — М.Л.: Госэнергоиздат, 1952. — 264 с. (недоступная ссылка)
  • Хрусталев Б.М., Несенчук А.П., Романюк В.Н. Техническая термодинамика. В 2-х частях. Часть 1. — Минск: Технопринт, 2004. — 487 с. — (Бакалавр. Академический курс. Модуль). — ISBN 985-464-547-9. (недоступная ссылка)

Галерея

  • Аспирационный психрометр Ассмана

  • Схема аспирационного психрометра Ассмана

Ссылки

Психрометры для сушильного оборудования |

Психрометры для сушильного оборудования помогают контролировать параметры сушильного агента, иными словами – контролировать весь процесс сушки пиломатериалов. Психрометр измеряет влажность воздуха и его температуру.

Психрометры: особенности устройства и принцип работы

Самый простой психрометр состоит из двух термометров (спиртовых). Один из термометров сухой, а у второго есть устройство для увлажнения. У влажного термометра спиртовая колба обернута лентой из батиста, причем конец ленты помещен в сосуд с водой. Из-за испарения влаги охлаждается увлажненный термометр. Зачастую прибор также оснащен вентилятором для обдува воздуха, расположенным возле влажного термометра.
Относительную влажность воздуха можно узнать, сняв показания с обоих термометров, по психрометрическому графику (номограмма) или по специальной таблице.
В основе работы психрометра лежит явление увеличение скорости испарения влаги по мере того, как уменьшается относительная влажность воздуха. При испарении влаги конденсировання, в свою очередь, охлаждается, и снижается температура влажного объекта. Скорость испарения влаги можно узнать, посчитав разницу температур воздуха и увлажненного объекта (батистовой ленты), а из скорости испарения можно узнать и влажность воздуха. Вентилятор в устройстве нужен для того, чтобы испарившаяся влага не оставалась в окрестностях влажного предмета и не искажала реальной картины.

Какие бывают психрометры?

В зависимости от устройства, психрометры можно разделить на три основных группы:
— Станционные психрометры (психрометр Августа)
— Аспирационные психрометры (психрометр Ассмана)
— Дистанционные психрометры (манометрические, электрические). Именно электрические дистанционные психрометры получили наибольшее распространение в сушильном оборудовании.
Рассмотрим каждый из этих психрометров более подробно.

Психрометр Августа

Психрометр Ассмана

Психрометр Августа является переносным прибором, состоящим из ртутных термометров. Психрометр Августа состоит из двух лабораторных или технических термометров на рамке, плите или кронштейне. Психрометр Августа не используют для сушильных камер, поскольку он слишком неудобен и хрупок.

Психрометр Ассмана

Также, как и психрометр Августа, монтируется на базе ртутных термометров. Однако у психрометра Ассмана имеется устройство для циркуляции воздуха – вентилятор (или аспиратор, отчего и психрометр Ассмана называют аспирационным психрометром), что позволяет ему работать с малой погрешностью. Как правило, психрометр Ассмана используют для измерения влажности в помещениях.
А для того, чтобы измерить температуру в сушильной камере, больше подходят дистанционные психрометры.

Манометрический психрометр

Манометрический психрометр представляет собой двухканальный манометрический термометр или два одноканальных манометрических термометра с дополнительной увлажнительной системы для одного термобаллона. Однако манометрический психрометр в сушильных камерах не получил широкого распространения.

Электрические психрометры

Электрические психрометры собирают из термопар или термометров сопротивления. При этом у влажного и сухого датчиков должны быть одинаковые характеристики.
Самое большое распространение в промышленных условиях получили дистанционные многоканальные психрометры на базе термометров сопротивления (для сушильных предприятий с большим числом камер). В коридоре такого прибора стоит мост или логометр (показывающий прибор), также имеется прибор управления, и по два датчика в каждой камере. Один из датчиков увлажняется благодаря марлевому чехлу, опущенному в емкость с водой. При помощи переключателей датчики психрометра для сушильной камеры поочередно подключаются к прибору, что обеспечивает удобный централизованный контроль состояния сушильного агента в любое время и в любой камере.
Дистанционные психрометры будут работать исправно, если правильно оформить ввод датчиков в камеру, правильно их закрепить и увлажнить. Так, они должны находиться в потоке сушильного агента, входящего в штабель, в месте, где параметры агента соответствуют средним величинам. Иногда случается, что конструкция сушильной камеры не позволяет установить датчик психрометра для сушильной камеры в этом месте. В таком случае необходимо ввести поправку (определяется при помощи контрольных измерений).
Датчики контроля параметров воздуха во влажном конце противоточной камеры непрерывного действия необходимо устанавливать так, чтобы датчики располагались в воздушном потоке непосредственно при его выходе из последнего штабеля. Таким образом, на показатели не будет влиять воздух, который прошел мимо штабелей в сырой конец.

Психрометр — обзор | ScienceDirect Topics

12.2.2 Психрометр

В 1888–1892 гг. Адольф Рихард Ассманн разработал прибор для точного измерения влажности и температуры атмосферы, основанный на двух термометрах, защищенных от солнечного излучения, один из которых имеет смоченный термометр. Гигрометрические переменные были получены из двух показаний с помощью диаграммы или таблиц. Прибор, названный психрометром, вскоре был произведен на заводе Рудольфа Фюсса в Германии.Исторический психрометр типа Ассмана состоял из двух одинаковых ртутных стеклянных термометров, вентилируемых механическим вентилятором, и в то время он обеспечивал наиболее точные измерения влажности. Однако непрерывный мониторинг RH был невозможен, и любое считывание температур по сухому и влажному термометру требовало интерпретации таблиц или диаграмм. По этой причине механический психрометр редко использовался в целях консервации и ограничивался лабораторной калибровкой приборов меньшей точности, т.е.е. волосяной гигрометр.

Сегодня исторический психрометр Ассмана был заброшен и заменен автоматическими электрическими вентиляторами и более совершенными датчиками температуры, например, платиновые сопротивления, термопары и термисторы. Электронные психрометры рекомендованы EN16242: 2012 для периодической проверки того, обеспечивают ли другие датчики влажности (например, тонкопленочные емкостные или резистивные датчики) точные показания или требуется калибровка. Однако он также может быть подключен к регистратору данных и к резервуару для воды, что обеспечивает среднесрочную автономию, он может обеспечивать регулярный мониторинг с выбранными интервалами отбора проб.

Психрометр представляет собой прибор, основанный на показаниях подобранной пары чувствительных термометров (т. е. они должны показывать одинаковые показания при любой заданной температуре), соединенных бок о бок: один нормальный, называемый «сухим термометром», чтобы отличать его от другого. другой, у которого колба покрыта фитилем из мокрой хлопчатобумажной ткани, называется «мокрой колбой». В состоянии равновесия, т. е. когда теплота Qυ, потерянная при испарении из влажного термометра, равна явному теплу Qs, переданному из окружающего воздуха более холодному влажному термометру, психрометрическая формула получается, как обсуждалось в главе 1, i.е.

(12.1)e=ew-Ap(T-Tw)

где A – психрометрический коэффициент, который не зависит от площади поверхности испарения, т. е. размера покрытия фитиля смоченного термометра, но немного зависит от скорость вентиляции и, в еще меньшей степени, от конструкции психрометра, размера и размеров сухого и смоченного термометров, температуры окружающей среды и RH . Однако, когда вентиляция превышает 2,5 м с -1 (и особенно в диапазоне от 3 до 5 м с -1 ), A почти постоянно и рекомендуемые значения для классического психрометра Ассмана с ртутным стеклянные термометры A  = 6.2 × 10 −4 K −1 (ВМО № 8, 1986 г., 2008 г.) и A = 6,667 × 10 −4 K −1 (UK Meteorological Office, 1981). Некоторые значения A по сравнению с вентиляцией V (WMO No.622, 1986):

-4
V (M S -1 ) 0.12 0.50 1.0 2.0 4,0
А −1 ) 13,0×10 −4 9.0 × 10 -4 7,8 × 10 -4 7.1 × 10 -4 6,7 × 10 -4

Для получения идеи ошибки, полученной неверное значение A , при t  = 20 °C, когда A изменяется на 10%, ошибка, которая генерируется в RH , т.е. ΔRH, зависит от фактического уровня RH и составляет ( Метеорологический офис Великобритании, 1981):

RH (%)
0 20 40 60045 40 60 80 100
δ RH (%) 4 .0 3,0 2,2 1,4 0,7 0

она уменьшается при более высокой температуре и увеличивается при более низкой температуре.

Термометры как с сухим, так и со смоченным термометром вентилируются принудительным воздушным потоком со скоростью обычно в пределах от 3 до 5 м с −1 , где указанные выше коэффициенты пропорциональности становятся более постоянными и менее зависимыми от скорости вентиляции.Обратите внимание, что ВМО № 8 (1986, 2008) предлагает более широкий интервал от 2,5 до 10 м с −1 , но 2,5 м с −1 близок к пределу погрешности (2 м с −1 ). ) и каждое замедление вентилятора, например для плохо заряженной батареи может привести к переоценке температуры смоченного термометра и, следовательно, измеренного значения RH . С другой стороны, более высокая скорость вентиляции приводит к ненужному потреблению энергии. Для повышенных значений RH достаточно более медленной скорости вентиляции, но когда RH падает, необходима быстрая вентиляция, чтобы охладить смоченный термометр до полного разрежения.Скорость вентилятора является ограничивающим фактором в сухой среде.

Точные измерения, проведенные с помощью психрометра, можно рассматривать как домашний эталон, т. е. как полезный эталон для сравнения и проверки калибровки других приборов. В частности, когда RH очень высок или приближается к насыщению, психрометр превосходит все другие типы датчиков (Wiederhold, 1975, 1997). Однако у него есть два важных ограничения. Во-первых, его неудобно использовать, когда температура влажного термометра ниже точки замерзания.Это означает, что показания могут быть невозможны в сухом воздухе при температуре ниже 10 °C. Хотя можно сослаться на скрытую теплоту и давление насыщения льда, а не воды, измерение становится менее точным; подача воды прервана, и резервуар для воды может быть поврежден. Во-вторых, когда RH падает ниже 20%, становится трудно охладить смоченный термометр до равновесной депрессии, даже когда датчики аспирируются при скорости воздушного потока 10 м с -1 . Причина этого в том, что вода влажного термометра испаряется до того, как влажный термометр достигает максимальной температуры разрежения (Fisher et al., 1981). По этой причине использование этого прибора предлагается в диапазоне RH от 20% до 100%, что, к счастью, охватывает основные части практических случаев. Никакие другие датчики не обеспечивают более широкий диапазон надежности.

Наиболее распространенные причины ошибок:

1.

Дыхание рядом с датчиком или нахождение прибора рядом с телом наблюдателя приведет к чрезмерно высокому значению влажности. Еще одно частое неправильное использование — это обращение с психрометром с поднятой рукой, поскольку воздух, нагретый телом, следует по восходящему пути дымохода вдоль руки, а затем всасывается вентилятором психрометра.Правильное положение – брать инструмент с опущенной рукой или подвешивать инструмент на удлинительной стойке.

2.

Считывание показаний термометров (особенно по влажному термометру) до того, как они достигнут равновесия: может быть полезно помнить, что вентилятор не влияет на температуру по сухому термометру, но снижает температуру по влажному термометру. . Хотя покрытие колбы тонким трубчатым хлопчатобумажным фитилем снижает постоянную времени термометра, при включении вентилятора сухой датчик остается в прежнем состоянии равновесия, а влажный датчик начинает снижать свою температуру и ему требуется время для достижения равновесия.Эта ошибка часто возникает у датчиков с длительным временем отклика.

3.

Ошибки в показаниях термометра: эта ошибка может быть важной для ртутных стеклянных термометров, так как оператор должен слишком долго находиться лицом к термометру, чтобы считать мелкие деления шкалы. их обоих и лицо ИК излучение и дыхание могут нагревать датчики. Эта проблема устранена в электронных психрометрах, где дисплей хорошо виден и расположен далеко от датчиков.Некоторые из них имеют автоматическую запись и нет необходимости читать показания дисплея, за исключением контроля достижения равновесия.

4.

Недостаточная вентиляция смоченного термометра: эта ошибка возникает часто и становится важной при вентиляции ниже 2 м с −1 . Контролируя скорость воздуха обычными психрометрами, очень часто обнаруживают недостаточную скорость вентиляции. Часто можно найти решение, уменьшив сечение экрана для увеличения скорости воздушного потока.В аспирационных психрометрах с часовым механизмом на слишком ранние наблюдения (т. е. по временной характеристике прибора) влияет ошибка, как и на слишком поздние, когда пружина теряет свою энергию и вентилятор замедляется. Электрические вентиляторы следует предпочесть механическим вентиляторам с пружинным приводом, которые могут иметь неравномерную скорость вентиляции.

5.

Трубчатый хлопковый фитиль, покрывающий смоченный термометр, не полностью влажный.

6.

Загрязнение покрытия фитиля или использование нечистой дистиллированной воды: по истечении некоторого времени принудительная вентиляция вызовет загрязнение покрытия.Мониторинг в прибрежной зоне (например, морских аэрозолей) или в загрязненной среде требует частой смены покрытия фитиля. При использовании нового хлопкового фитиля его необходимо предварительно прокипятить в дистиллированной воде для удаления посторонних веществ, которые могут изменить поверхностное натяжение абсорбированной воды.

7.

Слишком толстое покрытие фитиля смоченного термометра (или даже иней) может увеличить постоянную времени.

8.

Температура ниже 0 замораживает фитиль, прекращая подачу воды, и достигается равновесие со льдом вместо воды.

Все гигрометрические параметры могут быть получены после температуры по сухому термометру и разрежения по влажному термометру с помощью таблиц, диаграмм или формул, как описано в главе 2А, ​​но то же самое может быть получено из температуры воздуха и относительной влажности. .

Психрометр дает очень точные измерения только при правильной эксплуатации. Влияние ошибки в показаниях смоченного термометра зависит от температуры и уровня влажности. Пример распространения ошибок показан на рис.12.1, предположив, что RH  = 50% и что T w считывается с ошибкой -0,1 °C. В наиболее распространенном диапазоне внутреннего климата, т. е. 10 ≤ T ≤ 30 °C, погрешность относительно мала, т. е. менее 1% для RH , от одной до нескольких десятых для удельной влажности ( SH ). , абсолютная влажность ( AH ), DP и e (давление пара). В метеорологическом диапазоне изменчивости погрешность RH экспоненциально возрастает с понижением температуры ниже 0°С, но в этом диапазоне психрометрические измерения невозможны из-за образования льда.Для повышенных температур становится важной ошибка AH . Однако следует отметить, что такое распространение ошибок влияет на точность всех измерений, но систематические ошибки очень мало влияют на различия от точки к точке или время от времени. Очень важно перед использованием проверить, имеют ли два датчика, оба сухих, одинаковые показания температуры. Даже в том случае, когда они измеряют фактическую температуру с небольшой погрешностью (хотя и одинаковой для обоих датчиков), ошибка носит систематический характер, влияет одинаково на все показания и поэтому при расчете изменчивости гигрометрических параметров в ней пренебрежимо мала. с точки зрения градиентов в пространстве или трендов во времени.Это особенно актуально при построении распределений вышеперечисленных переменных на горизонтальных картах, так как задействованы дифференциальные значения, а отклонения от среднего локальных минимумов и максимумов практически не изменяются.

РИСУНОК 12.1. Ошибка при вычислении относительной влажности ( RH , %), удельной влажности ( SH , г кг −1 ), абсолютной влажности ( AH , г м −3 ), точки росы ( DP , °C) и давление пара ( e , гПа), когда на температуру смоченного термометра T w влияет -0.Ошибка 1 °C при температуре окружающей среды RH  = 50%.

Для контроля и картирования распределения температуры и влажности по горизонтальному поперечному сечению помещения необходимо за короткое время сделать ряд проб с показаниями сухого и влажного термометров. Это означает, что прибор должен иметь быстрый отклик и воспроизводимость показаний. В нашей лаборатории были разработаны и изготовлены прецизионные электронные психрометры с точностью выше 0,1 °C и быстрым откликом. Хотя использовались датчики с постоянной времени лучше 1 с, общая постоянная времени составила 5 с, включая тепловую инерцию экрана, механических частей и электроники.Комбинация различных постоянных времени отражается в том, что при построении нормированного изменения температуры для ступенчатого изменения окружающей среды в зависимости от t в логарифмической схеме график отклоняется от прямой линии. Результирующая постоянная времени ограничивает количество наблюдений за прогон. Критическим фактором является то, что общее время, необходимое для выполнения всего цикла, не должно превышать определенной продолжительности, в течение которой условия окружающей среды можно считать стационарными. Например, в случае, когда допустимая общая продолжительность составляет 10 минут, а время, необходимое для перехода от одной точки к другой и для снятия показаний, составляет 30 с, возможны только 20 точек отбора проб, т.е.е. 30 с × 20 = 600 с. Прогоны следует производить с непрерывно работающим вентилятором даже при переходе от одной точки отбора проб к другой, чтобы сократить время достижения равновесия. Фактически, во время движения, когда оператор приближается к следующей позиции, датчик тоже одновременно переходил на уровни все ближе и ближе к конечной точке равновесия.

Все компоненты (т. е. датчики, экран и электронные схемы) психрометров, предназначенных для этой цели, следует испытывать по отдельности, а затем совместно, чтобы оптимизировать общую постоянную времени и точность.Подходящими быстродействующими датчиками являются либо линейные, либо нелинейные термисторы, либо платиновые датчики сопротивления. Линейные выходы позволяют избежать ненужных электронных преобразований сигнала, но миниатюрные термисторы в равной степени могут быть линеаризованы и иметь более короткую постоянную времени, что является очень важным свойством, особенно когда в каждом цикле выполняется несколько измерений. Предлагаются два типа экрана: (1) белый пенополистирол, который обладает отражающими свойствами, имеет очень низкую теплоемкость и является хорошим теплоизолятором; его время отклика, измеренное радиометром, составляет менее 2 с и (2) тонкая алюминиевая фольга, отражающая снаружи и чернеющая внутри.

Вентиляторы с низким энергопотреблением используются для уменьшения веса, объема и стоимости аккумуляторных батарей. Скорость обдуваемого воздуха на согласованных датчиках регулируется изменением внутреннего сечения трубы, соответствующей датчикам, или работой от скорости вращения вентилятора. Датчики сухого и смоченного термометров располагаются рядом или смоченный термометр находится посередине между сухим и аспирационным вентилятором.

Вывод должен быть четко виден на дисплее; его можно распечатать на бумаге или сохранить на компьютере.

Психрометр аспирационный по Ассманну

Психрометр аспирационный по Ассманну

Психрометр аспирационный по Ассманну является измерительным прибором из группы психрометров, с помощью которых измеряется истинная температура воздуха, не искажаемая солнечным излучением, и косвенно относительная влажность. Он используется в метеорологии, метрологии и кондиционировании воздуха.

функциональность

Принцип работы аспирационного психрометра Асмана

Принцип работы основан на том факте, что для испарения воды требуется энергия в виде тепла.Когда воздух проходит над влажной поверхностью, вода испаряется. Необходимая для этого энергия отбирается у обтекающего воздуха, что приводит к охлаждению поверхности, аналогичному эффекту определения направления ветра смоченным пальцем. Когда воздух влажный, с подметаемой площади испаряется лишь небольшое количество воды. Их охлаждение соответственно низкое. Обратное относится к сухому воздуху.

Аспирационный психрометр Асмана состоит из двух термометров. Сухая температура t может быть считана на одном, а влажная температура f на другом.На капиллярный шарик влажного термометра натягивается носок и смачивается дистиллированной водой. Влажная температура f равна , считанной из этого. Оба термометра защищены от лучистого тепла металлической конструкцией, так что фактическая температура воздуха может быть измерена без каких-либо последствий. Процесс поддерживается прикрепленным сверху аспиратором (аспирация = вдох, всасывание), который вентилирует оба термометра с постоянным потоком воздуха 2,5-3,0 м/с и, таким образом, гарантирует одинаковые условия испарения.Проходящий мимо воздух вызывает испарение воды, в результате чего температура на термометре влажности падает. Это происходит до тех пор, пока теплосодержание воздуха, насыщенного над шлангом, не будет соответствовать теплосодержанию исследуемого воздуха. Относительную влажность можно определить по разнице температур сухого и влажного термометра ( t f ) по формуле Спринга ; в основном он читается из предварительно вычисленных таблиц.

При правильном использовании аспирационный психрометр Aßmann обеспечивает очень высокий уровень точности.Точность измерения зависит, с одной стороны, от точности используемого термометра, а с другой стороны, от самой температуры (точность возрастает при более высоких температурах).

разработка

Аспирационный психрометр был разработан с 1887 по 1892 год метеорологом Рихардом Ассманном в сотрудничестве с аэронавтом Гансом Барчем фон Зигсфельдом. [1] Первый аппарат был построен берлинскими инженерами по точности Рудольфом Фюссом. В 1898 году он был рекомендован в качестве стандартного прибора Международной комиссией по изучению свободной атмосферы.

Прибор представляет собой важную новую разработку. Он послужил для проверки нескольких физических теорий атмосферы. С помощью этого прибора Асманн в 1902 году открыл стратосферу.

Аспирационные психрометры Aßmann в настоящее время часто используются в качестве эталонных приборов из-за их высокой точности.

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Р. Ассманн: Методы работы аэрологических обсерваторий . В: Броккельманн (ред.): Wir Luftschiffer. Ульштайн, Берлин/Вена, 1909 г., с. 66.

Как работает пращевой психрометр?

Если не сломалось, не чини. Психрометры ни в коем случае не являются новым изобретением и практически не изменились за последние десятилетия. Тем не менее, это популярное научное оборудование, измеряющее влажность, до сих пор невероятно полезно и широко используется.

О подвесных психрометрах

Гигрометры измеряют относительную влажность окружающей среды.Психрометры — это гигрометры без батареек, которые предлагают простой способ измерения влажности.

Психрометры — отличные инструменты, потому что они:

  • Недорогие
  • Не нужен источник питания
  • Портативные
  • Требуют минимального обслуживания и
  • Невероятно просты в использовании.

Вам следует рассмотреть психрометры для мониторинга окружающей среды и регистрации полевых измерений, если портативность и низкие эксплуатационные расходы являются вашими критическими соображениями.Подходящие приложения включают в себя образовательные цели, лабораторное использование и измерение влажности в складских помещениях.

Конструкция психрометра

Хотя каждая марка и модель могут незначительно отличаться, основная конструкция пращевого психрометра состоит из двух термометров, помещенных в пластиковый корпус. Фитиль закрывает колбу одного из термометров. Вы должны замочить этот фитиль в воде перед использованием. Этот термометр называется «термометр с влажным термометром». Другой термометр остается открытым для воздуха и известен как «термометр с сухим термометром».На конце корпуса термометра находится поворотная ручка, которую вы используете для вращения психрометра.

 

Рис 1 Слинговый психрометр с маркировкой  

Принцип работы

Когда вода на поверхности испаряется, она извлекает тепло, которое, в свою очередь, значительно охлаждает поверхность. Говоря это, воздух содержит только ограниченное количество воды, после чего он становится насыщенным, и в этот момент вода не будет испаряться так быстро.

Конструкция психрометра использует эти принципы для определения относительной влажности.Если окружающий воздух относительно сухой, из смоченного термометра будет испаряться больше влаги, и падение температуры будет выше. Если воздух более влажный, испарение будет меньше, и падение температуры будет меньше. Короче говоря, психрометр определяет влажность, соотнося изменения температуры.

Метод

Перед использованием смочите влажный фитиль психрометра водой. Как только фитиль станет влажным, возьмитесь за ручку и вращайте психрометр в воздухе.Вращение создает поток воздуха вокруг как влажных, так и сухих ламп. Это действие позволяет воде в насыщенном фитиле испаряться, тем самым снижая температуру смоченного термометра. Температура по сухому термометру останется неизменной. Падение температуры, зарегистрированное для влажного термометра, будет прямо пропорционально количеству воды, испаряющейся в воздух. Это значение называется «депрессией по влажному термометру».

Найти уровень относительной влажности легко. Запишите температуру сухого термометра и известную депрессию смоченного термометра.Проще говоря, депрессия по влажному термометру = температура по сухому термометру – температура по влажному термометру. Затем используйте психрометрическую диаграмму, чтобы определить относительную влажность окружающего воздуха.

Пример видео

Посмотрите, как ученый, занимающийся подбором инструментов, измеряет относительную влажность с помощью психрометра Sling в видео ниже.

 

Рис. 2 Видеодемонстрация: как выполнить измерение относительной влажности с помощью психрометра IC736700 Sling.

Заключение

Некоторые устройства настолько эффективны, что нет смысла пытаться их улучшить, и это, несомненно, верно для Психрометров Слинга. Эти приборы представляют собой простой, не требующий батареек и недорогой способ определения относительной влажности.

Ознакомьтесь с полным ассортиментом пращевых психрометров здесь.

Хотите узнать больше о психрометрах Sling? Свяжитесь с одним из ученых, занимающихся подбором инструментов. Мы здесь, чтобы помочь! Позвоните по номеру 1300 737 871 или напишите [email protected].

Психрометр Асмана по цене 24249 рупий за штуку | Амрайвади | Ахмадабад


О компании

Год основания2005

Юридический статус фирмы Физическое лицо — Собственник

Сфера деятельностиПроизводитель

Количество сотрудников от 11 до 25 человек

Годовой оборотRs.1–2 крор

IndiaMART Участник с ноября 2011 г.

GST24ANRPP9301R1Z5

Код импорта-экспорта (IEC) 08150 *****

Мы, Akshar Electronics , были основаны в 2007 году как известное имя, занятое производством, экспортом и поставкой широкой гаммы Солнечных Систем, Автоматизации и Лабораторных Инструментов. Под нашей номенклатурой изделий мы отсортировали солнечные продукты, оборудование для автоматизации и оборудование для испытаний цемента.Мы также предоставляем услуги автоматизации и электроники. Эти продукты производятся с использованием передовых технологий и компонентов высшего качества, что обеспечивает их безупречную работу. Мы экспортируем нашу продукцию на по всему миру .
Мы смогли предложить нашим клиентам лучшие в своем классе продукты благодаря нашей инфраструктуре и команде опытных профессионалов. Наши специалисты имеют многолетний опыт работы в отрасли и, используя наше рабочее оборудование мирового класса, успешно оправдывают ожидания наших клиентов.Цены, предлагаемые на нашу продукцию, минимальны, чтобы соответствовать бюджетным требованиям наших клиентов. Мы проводим все предприятие с предельным вниманием, чтобы предоставить обещанные спецификации нашим клиентам. Для того, чтобы предоставить им хороший опыт работы с нами, мы предлагаем им взаимовыгодные деловые условия.

Видео компании

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*