Аспирационный психрометр асмана принцип работы: Аспирационный психрометр Ассмана

Содержание

Аспирационный психрометр Ассмана

Устройство и принцип работы

Принцип работы прибора основан на зависимости разности показаний сухого и смоченного термометров от влажности окружающего воздуха. Чем ближе содержание паров воды в воздухе к состоянию полного насыщения, тем медленнее идёт испарение воды с фитилька, обмотанного вокруг ртутного баллончика традиционно правого, смоченного термометра. При этом охлаждающий эффект испарения уменьшается и разность показаний сухого и смоченного термометров уменьшается. При относительной влажности 100% — полное насыщение, испарение не происходит и, оба градусника показывают одинаковую температуру.

Психрометр имеет два одинаковых ртутных термометра 4 (рис.8), закрепленных в термодержателе, состоящим из трубок защиты 1, аспирационной чашки 2, воздухопроводной трубки 3 и термозащиты 5.

Резервуары термометра помещены в трубки защиты с воздушным зазором между ними.

Их назначение – предохранять резервуары термометров от теплового излучения, в том числе и солнечного. Для этого, наружная поверхность трубок полируется и никелируется, Сами трубки изолированы друг от друга теплоизолирующими шайбами.

Трубки защиты соединены аспирационной чашкой с воздуховодной трубкой, на верхнем конце которой укреплена аспирационная головка 6. Пружина механизма, вращающего крыльчатка вентилятора, заводится ключом 7 вращением по часовой стрелке.

Термометры защищены с боков термозащитами, предохраняющими их и от механических повреждений.

К психрометру прилагается ветровая защита 8, крюк для подвешивания и пипетка с резиновым баллоном для дистиллированной воды. На метеоплощадках крюк крепится горизонтально к деревянному столбу.

Перед началом измерений, резервуар правого термометра, обёрнутого батистовой салфеткой, смачивается чистой дистиллированной водой при помощи резинового баллона 12 с пипеткой 10.

Вращающийся в аспирационной головке вентилятор, всасывает воздух в психрометр и он, обтекая резервуары термометров, проходит по воздухопроводной трубке к вентилятору и выбрасывается им наружу через прорези в аспирационной головке. При этом сухой термометр показывает температуру окружающего воздуха, а показания смоченного термометра будут меньше сухого адекватно охлаждающему действию испарения воды с батистовой салфетки. При влажности 100% испарение прекращается и, оба градусника показывают одинаковую температуру. Чем суше воздух, тем интенсивнее испарение, а значит больше разность показаний. По этой разности и рассчитывается относительная влажность. На практике относительная влажность определяется по психрометрической таблице или психрометрическому графику.

Психрометр нельзя брать влажными руками. Особенно необходимо беречь никелированные трубки зашиты, так как их потемнение или коррозия выводят прибор из строя.

Из этих же соображений следует беречь прибор от отпотевания, для чего в холодное время года, в помещении, прежде чем вынуть психрометр из футляра, следует дать ему возможность постепенно принять температуру окружающего воздуха.

После работы прибор тщательно протирают бархоткой.

Батистовый фитилёк на ртутном резервуаре влажного термометра необходимо содержать в чистоте и менять, при постоянной работе, не реже одного раза в две недели.

Роботу часового пружинного механизма проверяют не реже двух раз в месяц. Для этого, заведя механизм как обычно до отказа, измеряют время одного оборота барабана, наблюдая за его вращением по специальной риске через круглое окошечко, расположенное на боковой стороне головки психрометра. Работа признаётся нормальной, если измеренное время отличается от указанного в паспорте прибора (обычно это около 90 с), не более чем на 10 с, а время вращения барабана от одной полной заводки составляет не менее 8 минут.

В противном случае прибор подлежит ремонту.

Рис. 8 Аспирационный психрометр Ассмана

Порядок работы с аспирационным психрометром Асcмана

На первом этапе проводится измерение температуры и влажности воздуха в лаборатории. При этом преследуются две цели:

— научиться обращаться с прибором;

— определить температуру и относительную влажность воздуха на трёх уровнях – 1,5 м, 1 м и 01 м над уровнем пола;

по полученным результатам выявить тип стратификации воздушной массы в лабораторном помещении и сделать выводы о том — нужны ли и какие именно мероприятия для нормализации микроклимата помещения.

За 4 минуты до начала измерений смачивают батист влажного термометра. Для этого берут резиновый баллон с пипеткой, заранее наполненный дистиллированной водой и лёгким нажимом доводят воду до уровня на 1 см ниже края пипетки. Удерживая её в таком положении зажимом, вводят пипетку во внутреннюю трубку защиты термометра и смачивают батист, обмотанный вокруг ртутного баллончика влажного термометра. Выждав некоторое время, не вынимая пипетки из трубки защиты, разжимают зажим, вбирая излишки воды в пипетку, и вынимают её из трубки.

Затем, заводят вентилятор почти до отказа (осторожно, можно сорвать пружину

!).

Отсчёт показаний термометров производится на 4-й минуте работы вентилятора прибора.

Для того чтобы правильно снять отсчёт, необходимо помнить:

— цена деления шкалы градусников составляет 0,2 градуса Цельсия, но отсчёт берут с точностью до 0,1 градуса;

— для удобства отсчёта на градусниках применяется не совсем обычная оцифровка шкалы – нуль и десятки градусов (10, 20, 30 …) подписаны двумя знаками, расположенными по обе стороны шкалы, а 15, 25, 35…, — только цифрой 5, расположенной на правой стороне.

Полученные результаты записывают в таблицу 1.1.

Таблица 1.1.

Психрометр. Виды и работа. Применение и особенности

Психрометр – это измерительный прибор, применяемый для определения температуры и влажности воздуха. Его используют для составления метеорологических прогнозов. Это неотъемлемое оборудование метеостанций. Название прибора происходит от греческих слов «холодный» и «мерить».

Психрометры используются не только для наблюдения за погодой, но и определения оптимальных условий производственных процессов. Имея информацию о величине относительной влажности воздуха можно проводить калибровку различного промышленного оборудования, менять концентрацию компонентов для химических процессов, которые в зависимости от сырости воздуха протекают по-разному. Такие приборы часто можно встретить на складах пищевых продуктов и электроники.

Принцип действия устройства основывается на свойстве жидкости при испарении влиять на температуру прилегающих к ней поверхностей. В приборе имеется 2 термометра. Один находится во влажной среде, а второй остается сухим. Первый контактирует со смоченной поверхностью, в качестве которой выступает губка или ткань. Прикасаясь к ней, термометр охлаждается от испаряющейся жидкости. Как следствие он показывает меньшую температуру, чем сухой прибор. Разница на двух термометрах составляет несколько градусов. Она используется для физических вычислений относительной влажности.

Самые простые психрометры это просто два спиртовых или ртутных термометра. Один из них обмотан смоченной хлопчатобумажной тканью, а второй остается сухим. Чтобы ткань оставалась влажной, в конструкции предусматривается емкость с водой, в который опускается ее конец. Хлопчатобумажные нитки впитывают жидкость и поднимают влагу вверх, поэтому ткань всегда остается мокрой пока имеется вода в резервуаре.

Чем ниже относительная влажность окружающего воздуха, тем более интенсивно испаряется вода из ткани. Естественно, быстрое испарение сильно понижает температуру термометра.

На сухом воздухе разница между данными с пары термометров будет самой большой. При относительной влажности 100% температуры останутся одинаковыми.

Сняв показания с двух термометров и зафиксировав разность температуры необходимо воспользоваться специальной таблицей. По вертикали в ней отмечены показания сухого термометра, а по горизонтали разность температур. Сопоставив линии можно получить показания относительной влажности.

Табличные данные являются следствием расчета по формуле e = E-A•P(t-tc). Показатель «е» отображает упругость водяного пара в воздухе. Это является величиной абсолютной влажности воздуха. «Е» – максимально возможная упругость пара при температуре смоченного термометра. Показатель «t» температура воздуха. «А» является высчитанным коэффициентом, который напрямую зависит от термометра и скорости движения воздуха, соприкасаемого с резервуаром и колбой термометра. Показатель «P» – это давление воздуха.

Каждый классический психрометр имеет на своей поверхности напечатанную таблицу, благодаря чему данные можно сравнить сразу же не отходя от прибора. Это исключает необходимости использования расчетов. Чтобы пользоваться прибором и получить показатель относительную влажность можно даже не уметь применять формулу.

Отличие от гигрометра

Психрометр и гигрометр это приборы одинакового назначения. Они оба созданы для определения влажности. При этом устройства отличаются между собой по принципу работы. Дело в том, что гигрометр разработан специально для измерения физико-химических свойств разных веществ. Психрометры работают намного проще. Естественно, чем элементарней конструкция, тем она надежней. Именно поэтому психрометры более точные. Хотя они лишены ряда дополнительных функций, но могут использоваться в качестве эталона. Именно по психрометру проводят поверку точности многозадачного гигрометра.

Виды психрометров

Описанная классическая конструкция простейшего психрометра является не единственной.

На основании принципа измерения влажности по показанию сухого и влажного термометра были разработаны несколько психрометров:

Августа.
Асмана.
Дистанционный.

Августа

Этот прибор также называют стационарный психрометр. Он является самой первой и простой конструкцией. Устройство представляет собой корпус, на котором неподвижно закреплено 2 термометра. От одного из них отходит батистовая ткань, опущенная в резервуар с водой. Это безотказное оборудование, дающее весьма точные результаты, но требующее периодического слежения за наличием воды в резервуаре.

Недостаток данного прибора состоит в том, что интенсивность испарения зависит от скорости передвижения воздуха. То есть, если ткань термометра будет обдуваться, то произойдет значительное охлаждение, превышающее естественное. Как следствие показания станут искажаться. В связи с этим устройство лучше размещать в местах, где на его точность не повлияют сквозняки.

Асмана

Данный прибор известен как аспирационный психрометр. Это немного более сложное устройство. Оба его термометра скрыты в корпусе, защищающем их от повреждения и теплового воздействия от окружающих поверхностей. Они принудительно обдуваются воздухом с помощью встроенного вентилятора, что гарантирует одинаковый фиксированный поток. Это исключает зависимость показаний от порывов ветра, и выравнивает условия. Работающий вентилятор двигает воздух со скоростью 2 м/сек.

Это самый точный вид психрометров. Как и в приборах Августа в их конструкции используются термометры со стеклянной колбой, поэтому устройство требует аккуратного обращения. Спрятанные термометры все равно могут разбиться, и тогда прибор придет в негодность.

Дистанционный

Это промышленные психрометры, которые позволяют измерять влажность воздуха обычно применяя термометры сопротивления. Такие устройства позволяют определять относительную влажность и передавать результаты измерений на большие расстояния. То есть, исключается необходимость подходить к прибору и непосредственно снимать показания температуры.

Дистанционные психрометры бывают:

Манометрические.
Электрические.

Первый прибор имеет в своей конструкции манометрический термометр. Более востребованными являются электрические психрометры. В них встроен термометр, сопротивления, термопары, термисторы и т.п. Несмотря на техническую сложность, в основе таких устройств лежит тот же принцип разности показаний температуры сухого и мокрого датчика.

Обслуживание бытового психрометра

В качестве бытовых психрометров обычно предлагается использовать классические стационарные приборы. В идеале проводить заправку их резервуара дистиллированной водой. При ее отсутствии можно использовать кипяченую воду. Кипячение позволяет уменьшить концентрацию в жидкости солей, забивающей капилляры тканевой ленты и ускоряющей ее пересыхание. Чтобы психрометр работал точно без возможной погрешности, лучше использовать всегда только дистиллированную воду. Тогда лента не напитает соль, поэтому всегда будет сохнуть правильно.

Расчеты влажности для психрометра Асмана

Психрометр Ассмана

Психрометр Ассмана — оригинальное устройство для измерения относительной влажности. в атмосфере (внутри и снаружи), изобретен еще в 19 веке и технически почти не изменился с тех пор. Прибор может выглядеть довольно архаично с его аспиратором (вентилятором) с приводом от пружинного двигателя, но он основан на очень умном дизайне с явной любовью к деталям, стремясь к простоте и надежности. Принцип работы психрометра можно описать достаточно стабильно. эмпирическими формулами, связанными с физикой газа, и поэтому он обеспечивает очень хорошую точность, воспроизводимость и долговременную стабильность, не требует калибровки (кроме проверки фитиля, мотора и термометров).

В настоящее время электронные датчики влажности в значительной степени заменили психрометры Assmann. Эти крошечные и дешевые устройства используются в больших количествах, и они позволяют проводить простые, непрерывные и автоматические измерения влажности. Однако проверить их точность и дрейф с годами непросто. Тогда полезно иметь под рукой старый психрометр Асмана. в хорошем рабочем состоянии для сравнения.

Кстати, очень весело мочить фитиль, заводить пружинный моторчик, и смотреть и слышать (!) как работает прибор. И имеет большое воспитательное значение. Бывшие в употреблении психрометры Assmann часто появляются на ebay. даже новые еще строятся.

В докомпьютерную эпоху получение влажности из двух показаний температуры сухого и влажного термометра в психрометре требуется поиск многостраничных психрометрических таблиц или психрометрических диаграмм. В настоящее время гораздо проще и быстрее рассчитать влажность по температуре сухого и влажного термометров.

компьютером. В литературе можно найти различные психрометрические формулы, см. e. г., краткий список ниже.

Lua-скрипты для расчета относительной влажности и точки росы

Для демонстрации здесь четыре набора психрометрических формул, которые взяты из литературы и вводится в язык интерпретатора Lua (www.lua.org). Ссылки на литературу содержатся в файлах формул. Эти расчеты, очевидно, дают практически идентичные результаты.

Простые файлы драйверов позволяют рассчитать влажность и точку росы из температур сухого и влажного термометров, заданных в командной строке. Каждый файл драйвера включает соответствующий файл формул. Например, под Linux для температуры 20,2 град. C (сухой термометр) и 14,6 град. C (мокрый термометр), вызов программы будет:

$ луа hum_cimo_2010.lua 20,2 14,6

и ответом должна быть относительная влажность 54,39 процента и точка росы 10,70 град.

С. Цифры после запятой указывают на точность далеко за пределы практической точности прибора; эти цифры приведены только для сравнения различных формул.

Вот файлы программы Lua:

Психрометрические формулы согласно WMO-No. 8 cimo_2010_4.lua и драйвер hum_cimo_2010.lua
Психрометрические формулы из DWD (1998) dwd_1998.lua и драйвер hum_dwd_1998.lua
Психрометрические формулы Зоннтага (1994) sonntag_1994.lua и драйвер hum_sonntag_1994.lua
Психрометрические формулы Зоннтага (1990) sonntag_1990.lua и драйвер hum_sonntag_1990.lua

Осторожно: скрипты, скорее всего, не работают для фазы на льду!

Осторожно: файлы могут содержать ошибки! Используйте на свой страх и риск!

Психрометрическая таблица/Аспирация-Психрометр-Тафель

Вот программа на Lua для расчета психрометрической таблицы:

table_sonntag_1994. lua

А это уже готовая психрометрическая таблица в формате PDF, после запуска вышеуказанного скрипта Lua через Lua, и полученный исходный код LaTeX через pdfLaTeX:

table_sonntag_1994.pdf

Литература и ссылки

Руководство по метеорологическим приборам и методам наблюдений, ВМО-№. 8, издание 2008 г., обновление 2010 г., глава 4, приложение 4.B. (Его можно загрузить с сайта www.wmo.int)
Стремления-Психрометр-Тафельн, Немецкий — английский — французский, испанский. Herausgegeben vom Deutschen Wetterdienst. 7., vollständig überarbeitete Auflage. Авторское право Фридр. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Брауншвейг/Висбаден, 1998 г. ISBN 3-528-38231-7. (В настоящее время распродано.)
Достижения в области гигрометрии. Д. Зоннтаг, Берлин. метеорол. Zeitschrift, Н. Ф. 3, 51—66 (19 апреля94). Авторские права принадлежат Гебрюдеру Борнтрегеру, 1994 г.
Важные новые значения физических констант 1986 г., Составы давления паров на основе ИТС-90, и формулы психрометра. Д. Зоннтаг. З. Метеорол. 70 (1990) 5, 340-344.
Таблицы гигрометрии, часть III, Показания аспирационного психрометра, градусы Цельсия. Метеорологическое управление, Канцелярия Ее Величества, Лондон, Мне тоже. 265c, второе издание, 1964.

Эта страница и программы взяты из личного хобби, после покупки старого психрометра Асмана.

Эта страница впервые размещена в сети 8 января 2014 г.

Руководство для неспециалистов по работе пращного психрометра

Пращевой психрометр — это простой прибор, который можно использовать для измерения влажности воздуха. Здесь мы узнаем, как работает пращевой психрометр.

Номенклатура

«Психрометр» — греческий термин, означающий «холодный измеритель».

Предсказание погоды — дело хитрое. Таким образом, хотя вы можете встретить некоторых людей, которые могут точно сказать, будет дождь или нет, просто пощелкивая языком, чтобы попробовать воздух, или дергая ноздрями, чтобы почувствовать его запах, другие, такие как мы, менее одаренные, должны полагаться на использование специальных инструментов измерения, чтобы сделать такие прогнозы.

Пращевой психрометр является одним из таких инновационных инструментов, который помогает нам измерять уровень влажности воздуха. Он имеет простую конструкцию и достаточно точен, чтобы его можно было использовать для прогнозирования погодных условий.

В следующих разделах мы более подробно рассмотрим пращевой психрометр и изучим его работу.

Что такое пращевой психрометр?

Для измерения относительной влажности воздуха используется прибор, известный как гигрометр. Из нескольких различных типов гигрометров, доступных для использования, пращевой психрометр является самым простым как с точки зрения конструкции, так и с точки зрения простоты использования.

Он получил свое название из-за того, что на одном конце этого прибора имеется цепочка/ручка, которая используется для вращения двух термометров, установленных на его раме, по кругу для создания потока воздуха.

Этот процесс позволяет устройству измерять разницу температур, которая прямо пропорциональна влажности воздуха. Таким образом, пользователь может определить значение влажности с заметным уровнем точности.

История

Сэру Джону Лесли (1776-1832), известному метеорологу своего времени, приписывают изобретение пращевого психрометра. Однако термин «психрометр» впервые был использован в 1818 году немецким изобретателем Эрнстом Фердинандом Августом.

К концу 19 века немецкий метеоролог и врач Адольф Рихард Ассманн (1845-1918) изменил конструкцию и представил тип психрометра с влажным и сухим термометром с повышенной точностью. Это устройство, которое позже стало известно как психрометр Ассманна, работало по тому же принципу, что и пращевой психрометр, но вместо того, чтобы его нужно было раскачивать, оно использовало пружинный вентилятор для создания необходимого потока воздуха.

Принцип работы

Этот прибор работает по принципу испарения воды.

Когда вода на поверхности испаряется, она извлекает из нее значительное количество тепла, охлаждая поверхность. Вот как пот может охлаждать наше тело и кожу, когда становится жарко.

Однако воздух может содержать только ограниченное количество воды, после чего он становится насыщенным. Это можно наблюдать на пляжах и в прибрежных районах, где из-за влажного воздуха пот с нашего тела испаряется с трудом.

Психрометр предназначен для использования обоих этих фактов, чтобы помочь нам измерить влажность воздуха.

Базовая конструкция

Психрометр — самый простой тип гигрометра. Его конструкция состоит из двух термометров, надежно закрепленных на платформе.

Колба одного из термометров остается на воздухе. Это известно как термометр с сухим термометром. Тканевый фитиль / носок, смоченный в воде (перед использованием), используется, чтобы обернуть и полностью покрыть колбу другого термометра. Этот известен как термометр с влажным термометром.

Цепь/ручка расположена на конце платформы напротив колб термометра. Он используется для перебрасывания устройства круговыми движениями.

Рабочий механизм

Пращевой психрометр работает, позволяя воде, впитанной тканевым фитилем/носком, закрывающим смоченный термометр, испаряться в воздух. Чтобы помочь в этом процессе, ручка/цепь на другом конце используется для вращения устройства. Это вихревое действие создает поток воздуха и позволяет фитилю/носку соприкасаться с большим количеством воздуха, что обеспечивает более эффективное испарение.

Как упоминалось ранее, испарение воды приводит к падению температуры. Это измеряется смоченным термометром.

В то же время термометр с сухим термометром обеспечивает исходное показание эталонной температуры. Взяв разницу между этими двумя величинами, можно получить точное падение температуры.

Это падение температуры будет прямо пропорционально количеству воды, испаряемой в воздух. Если окружающий воздух относительно сухой, в него будет испаряться больше влаги, и в результате измеренное падение температуры будет больше. Таким образом, большее падение температуры указывает на более низкий уровень влажности.

И наоборот, если воздух более влажный, количество испаряемой воды будет меньше, что приведет к меньшему падению температуры. Таким образом, меньшее падение температуры указывает на более высокий уровень влажности, а отсутствие падения указывает на 100% влажность.

Как использовать

Этап 1: Подготовка
Перед использованием психрометра рекомендуется выполнить начальный этап предварительной подготовки, чтобы гарантировать получение точных показаний. По сути, вы должны убедиться, что оба термометра на устройстве отображают одинаковые начальные показания, чтобы измерение начиналось с одной и той же начальной точки. Хороший способ сделать это — быстро встряхнуть психрометр в течение минуты.

Шаг 2: Подготовка фитиля
В устройстве используется влажный термометр в дополнение к обычному (сухому). Вам нужно полностью замочить фитиль / носок смоченного термометра в воде, чтобы подготовить его к использованию.

Шаг 3: Вращение психрометра
После того, как вы подготовите свой прибор, выполнив описанные выше шаги, вы можете начать его использовать. Вы должны раскачивать его кругами примерно в течение минуты, чтобы вода из фитиля испарилась в окружающий воздух и, таким образом, охладила смоченный термометр.

Этап 4: Снимите показания
Покачав его в течение минуты, запишите показания обоих термометров, начиная с влажного.

Шаг 5: Рассчитайте влажность
Чтобы рассчитать влажность, просто возьмите разницу между значениями температуры, полученными на предыдущем шаге, а затем обратитесь к психрометрической диаграмме, чтобы узнать значение влажности. Ниже приведена частичная психрометрическая диаграмма, на которой представлены значения относительной влажности при 28ºC.

Разница температур между сухим и влажным термометрами	Относительная влажность
0	100%
1ºC	93%
2ºC	86%
3ºC	78%
4ºC	71%. Навигация по записям Previous post: Инверторный что значит: Кто такой «инвертор», с чем его едят и в чем разница между инверторным и традиционным кондиционером? — 14 Сентября 2018 — Блог интернет-магазина Andergut: о кондиционерах, вентиляции — Andergut (Ижевск) Next post: Как спускать батареи: все способы выпустить воздух из радиатора Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Comment Your Name * Your Email * Your Website Рубрики Включение Демонтаж Кондиционер Советы Установка Фреон Разное © 2011-2024 Компания "Кондиционеры"