Принцип работы психрометра кратко

Психрометр состоит из двух основных частей — головки 1 и термодержателя 3 (рис. 1).

Влажность воздуха в квартире — один из основных показателей домашнего микроклимата. Слишком высокое или низкое содержание влаги в воздухе может доставить дискомфорт и негативно сказаться на самочувствии.

Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.

Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях.

Относительная влажность — содержание водяного пара в воздухе и его взаимодействие с температурой воздуха.

Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.

Гигрометр бывает нескольких видов:

  • волосяной,
  • пленочный,
  • весовой,
  • конденсационный,
  • психрометрический,
  • электронный.

Психрометрический гигрометр

Психрометр основан на взаимодействии между собой «сухого» и «влажного» термометров. В приборе установлены два градусника с подкрашенными жидкостями (красного и синего цветов). Одна из этих трубок обмотана хлопчатобумажной тканью, конец которой погружен в резервуар с раствором. Ткань намокает, а затем влага начинает испаряться, тем самым охлаждая «влажный» термометр. Чем ниже влажность воздуха в помещении, тем ниже будут показания термометра.

Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.

Психрометры бывают нескольких видов:

Работа психрометра основана на степени охлаждения испарением резервуара «смоченного» термометра при балансе теплообмена и зависящей от количества влаги в вентилируемом потоке воздуха постоянной скорости.

По температуре «смоченного» термометра и температуре воздуха определяют относительную влажность.

Психрометр состоит из двух основных частей — головки 1 и термодержателя 3 (рис. 1).

Внутри головки располагается аспирационное устройство, состоящее из заводного механизма, ключа 2 и вентилятора для психрометра МВ-4-2М; в психрометре М-34-М используется электродвигатель с вентилятором, подключаемый к сети переменного тока напряжением 220 В.

На термодержателе 3 установлены термометры 4, один из которых «смоченный», а другой служит для измерения температуры воздуха.

Термометры защищены от воздействия солнечной радиации как сбоку — планками 5, так и снизу — трубочками 6.

В нижней части термодержателя расположено устройство для регулирования скорости аспирации. Оно состоит из клапана 8, имеющего форму конуса и подпружиненного винта 7. При повороте винта перекрывается определенная часть сечения трубки 9, что приводит к изменению скорости аспирации.

Регулировка скорости до заданной величины проводится на заводе и при необходимости в бюро поверки.

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.

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.

Как работает психрометр

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.

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
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

Принцип действия психрометра основан на том, что при испарении вода охлаждается. Это происходит сильнее, если содержание влаги в воздухе, который контактирует с водой меньше. Беря показатель разницы температуры сухого и мокрого термометра, определяют влажность воздуха.

Устройство и принцип работы психрометра

Принцип действия психрометра основан на том, что при испарении вода охлаждается. Это происходит сильнее, если содержание влаги в воздухе, который контактирует с водой меньше. Беря показатель разницы температуры сухого и мокрого термометра, определяют влажность воздуха.

Абсолютная влажность определяется по психометрической формуле: e = E-A*P(t-tc); где:

  • е — упругость пара, который находится в воздухе;
  • Е — показатель максимально возможной упругости пара, при температуре, которую показывает ‘влажный’ термометр;
  • А — коэффициент. Его величина зависит от устройства термометра, а также скорости прохождения воздушного потока возле резервуара термометра;
  • t —температура воздуха, определенная обычным термометром;
  • P —давление воздуха.

Прибор внешне можно разделить на две части – термодержатель и головку.

Как использовать?

Для того чтобы правильно определить влажность воздуха, необходимо воспользоваться особой таблицей.

В ней отмечены значения разности двух термометров, а также процент влажности в зависимости от этих параметров. Обычно подобная таблица идёт в комплекте с психрометром.

Нужно учитывать, что погрешность при измерениях температуры может быть в пределах 0,1 градуса.

Инструкция для первого измерения влажности воздуха ранее не использовавшимся психрометром включает в себя следующие шаги.

При длительном хранении или использовании прибора необходимо производить поверку психрометра. Существует ряд методик проверки достоверности данных, демонстрируемых прибором, которые проводятся на заводах. Однако есть и простая методика поверки прибора в домашних условиях.

Нужно завернуть прибор в мокрую тряпку и поместить его в целлофановый пакет. В таком «сосуде» влажность воздуха будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет своего максимума. Необходимо продержать прибор в таком состоянии в течение одного часа. После этого значение влажности воздуха, которое покажет психрометр, должно быть 96%. Если же это не так, значит, прибор требует калибровки или ремонта. Пооверку рекомендуется проводить раз в 3 года.

Из отечественных производителей наиболее популярна компания «Вымпел», выпускающая агрегат серии «Конг- Прима», также использующийся в разнообразных отраслях промышленности.

Популярные модели

На рынке измерительных приборов можно выделить несколько наиболее популярных конденсационных гигрометров. Одним из них является прибор серии DP от швейцарского производителя «MBW Electronik». Основное его преимущество – возможность использования для измерения влажности разнообразных инертных газов.

Также выделяется устройство серии S4000 от компании-производителя «MICHELL Instruments», которое может применяться для измерения влажности в различных трубопроводах, технологических системах и баллонах. Довольно распространено его использование в газовой и нефтяной промышленностях.

Из отечественных производителей наиболее популярна компания «Вымпел», выпускающая агрегат серии «Конг- Прима», также использующийся в разнообразных отраслях промышленности.

Купить конденсационный гигрометр можно во многих магазинах, реализующих измерительные приборы. Средняя его стоимость составляет около 6000 рублей.

Благодарю вас за публикацию, очень помогла в решении задачи по физике на определение влажности воздуха

Основные методы определения влажности воздуха : 16 комментариев

Спасибо за прекрасный пост. Пригодился. Ставлю вентиляяцию в гараже. Про метод росы было очень полезно.
Да и безусловно соглашусь, что ваш блог просто невероятно орегинален)

Благодарю вас за публикацию, очень помогла в решении задачи по физике на определение влажности воздуха

Хочу добавить, что на показания психрометра влияет еще и атмосферное давление, поэтому приходится делать поправки

а как определить влагосодержание d??
известна tн=-50. tв=5. необходимо определить t точки росы в помещении

Для подготовки гигрографа к работе заводят часовой механизм, накладывают на барабан ленту, на которой отмечают время установки, и ставят перо на заданное время и соответствующую влажность с помощью установочного винта 7.

Инструменты, которые используются на метеорологических станциях для измерения влажности воздуха, являются:

1) станционный психрометр Августа;

2) волосной метеорологический гигрометр – предназначен для измерения относительной влажности воздуха в наземных условиях;

3) плёночный метеорологический гигрометр – для измерения относительной влажности воздуха в наземных условиях (приёмная часть – гигроскопическая органическая плёнка);

4) аспирационный (вентиляционный) психрометр Ассмана – для определения влажности и температуры воздуха в помещении и на открытом воздухе, в станционных и полевых условиях;

Для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха в наземных условиях используются следующие самописцы:

1) волосной метеорологический гигрограф;

2) плёночный метеорологический гигрограф.

Аспирационный психрометр предназначен для измерения температуры и влажности воздуха в стационарных, экспедиционных условиях, а также в промышленных и бытовых помещениях. Физический принцип действия аспирационного психрометра такой же, как и стационарного, но он содержит аспирационное устройство (вентилятор), создающий протяжку воздуха у резервуаров термометров с постоянной скоростью 2 м/с.

Рисунок 8 – Аспирационный психрометр

Для лучшего отражения солнечных лучей металлические части прибора никелированы.

Психрометр подвешивают за железный крюк-подвес 13, который может быть ввинчен в деревянный столб на требуемую высоту.

Для смачивания батиста пользуются резиновой грушей 14 со стеклянной пипеткой 15 и зажимом 16.

Рисунок 9Волосной гигрометр

Так как волос меняет свою длину неравномерно, то и деления шкалы тоже неравные: в начале шкалы они крупнее, чем в конце.

Волосной гигрометр устанавливают в психрометрической будке между сухим и смоченным термометрами. Перед подготовкой гигрометра к работе стрелку устанавливают соответственно показаниям психрометра. Отсчеты по гигрометру производят с точностью до 1%. Волосной гигрометр – относительный прибор, поэтому в его показания вводят поправку, которую получают путем сравнения показаний гигрометра с показаниями психрометра.

Гигрограф волоснойприменяется для непрерывной регистрации изменений относительной влажности воздуха (рисунок 10).

Рисунок 10Гигрограф волосной

Регистрирующей частью гигрографа служит барабан с часовым механизмом. В зависимости от скорости вращения барабана гигрографы различают суточные и недельные. На барабан надевают бумажную ленту, на которой параллельные горизонтальные линии соответствуют относительной влажности воздуха в процентах, вертикальные дуги – времени; на суточных лентах одно деление равно 15 мин, а на недельных – 2 ч.

Для подготовки гигрографа к работе заводят часовой механизм, накладывают на барабан ленту, на которой отмечают время установки, и ставят перо на заданное время и соответствующую влажность с помощью установочного винта 7.

Так как гигрограф является относительным прибором, то результаты измерения гигрографа сравнивают с показаниями психрометра. Для этой цели в сроки наблюдений по психрометру легким подъемом пера делают засечки на ленте гигрографа.

Дата добавления: 2015-09-04 ; просмотров: 2013 . Нарушение авторских прав

В данном уроке рассмотрен принцип действия приборов, с помощью которых измеряют относительную влажность воздуха — психрометра и гигрометра. В первом опыте показан психрометр, который состоит из двух термометров: один — сухой, а другой — влажный. Разница между двумя этими термометрами способствует определению относительной влажности по специальной таблице психрометра.

В данном уроке рассмотрен принцип действия приборов, с помощью которых измеряют относительную влажность воздуха — психрометра и гигрометра. В первом опыте показан психрометр, который состоит из двух термометров: один — сухой, а другой — влажный. Разница между двумя этими термометрами способствует определению относительной влажности по специальной таблице психрометра.

На втором опыте рассматривается волосяной гигрометр. Его основной деталью является обезжиренный человеческий волос, который обладает свойством уменьшаться относительно сухости воздуха. Один из концов волоса закреплен в верхней части гигрометра, а второй конец закреплен в нижней части и перекинут через блок, к которому присоединена стрелка указатель и противовес для натягивания волоса. Стрелка показывает относительную влажность по шкале. При увеличении влажности показатели гигрометра резко увеличиваются.

В конце урока кратко рассмотрен универсальный прибор для измерения температуры, давления и влажности и принцип его работы.

Рассмотрим более подробно технологию действия каждого вида устройства.

Гигрометры бывают следующих видов:

  • волосной;
  • весовой;
  • керамический;
  • конденсационный;
  • электронный;
  • психрометрический (психрометр).

Рассмотрим более подробно технологию действия каждого вида устройства.

Волосной гигрометр

Волосные гигрометры работают на основе обычного волоса и его свойств. Волос может изменять свою длину при различной влажности воздуха. Он натягивается на дощечку или рамку и, удлиняясь или укорачиваясь, двигает стрелку, которая в свою очередь перемещается по шкале устройства.

Волосной гигрометр хорош для домашнего использования, если необязательно получение предельно точных данных.

Также их не стоит перемещать или как-то иначе механически на них воздействовать. При малейшем ударе гигрометр может выйти из строя, так как вся его конструкция достаточно хрупка и деликатна.

Весовой гигрометр

Абсолютный весовой гигрометр состоит из нескольких трубок, приведенных в систему. В них помещается гигроскопическое вещество, которое может поглощать из воздуха влагу.

Через всю систему протягивается определенная порция воздуха, взятая в одной точке пространства.

Так, человек определяет массу трубочной системы до пропуска через нее воздуха и после, а также непосредственно объем проведенного воздуха и при нехитрых математических манипуляциях может просчитать изучаемый показатель в абсолютном значении.

Механический (керамический) гигрометр

Пористая или твердая керамическая масса, в состав которой также входят металлические элементы имеет электрическое сопротивление. Его уровень напрямую зависит от влажности.

Для правильного его действия керамическая масса должна состоять из некоторых окислов металла. В качестве основы используется каолин, кремний и глина.

Конденсационный гигрометр

Такой гигрометр достаточно прост в применении. Принцип его действия основывается на использовании встроенного зеркала. Температура этого зеркала изменяется вместе с температурой воздуха в окружающем пространстве.

Определяется его температура в первоначальный момент измерения. Далее на поверхности зеркала появляются капли влаги либо небольшие кристаллы льда. Температура измеряется еще раз.

С помощью разницы температур, определенных конденсационным гигрометром, и определяется влажность воздуха.

Электронный гигрометр

На пластинку из стекла или другого подобного электроизоляционного вещества наносят слой хлорида лития.

Меняется влажность – увеличивается или уменьшается концентрация и сопротивляемость хлористого лития.

Стоит отметить, что на показания электронного (электролитического) гигрометра может оказывать незначительное влияние температура воздуха, поэтому он часто оборудован встроенным термометром.

Такой гигрометр предельно точен и дает показания с минимальной погрешностью.

Психрометрический гигрометр (психрометр)

Психрометр представляет собой систему из двух обычных спиртовых термометров. Один из них сухой, а второй – влажный (это состояние регулярно поддерживается).

Чем быстрее испаряется влага, тем ниже относительная влажность. Конденсированная жидкость при этом начинает охлаждаться. Таким образом, устанавливают разницу между температурами двух термометров и скорость испарения, а на их основе находят влажность воздуха.

Психрометр не является гигрометром в прямом смысле, но измеряет тот же показатель, поэтому их зачастую отожествляют.

По сути, принцип действия любого гигрометра достаточно прост и базируется на физических или химических свойствах материалов и веществ.

Практически любой гигрометр подойдет для использования вы бытовых условиях, но самые точные данные все же дают электронные гигрометры.

Источники
http://principraboty.ru/psihrometr-princip-raboty/
http://tehpribory.ru/glavnaia/pribory/psikhrometr.html
http://analit-pribor.com.ua/developments/psihrometr-ystroystvo-princip-rabotu-tipu/
http://stroy-podskazka.ru/termometr/aspiracionnye-psihrometry/
http://echome.ru/kondensacionnyj-gigrometr.html
http://holod-proekt.com/2011/10/osnovnye-metody-opredeleniya-vlazhnosti-vozduha/
http://studopedia.info/6-15551.html
http://www.virtualacademy.ru/lesson/149/
http://xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai/%D0%B3%D0%B8%D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80.html
Оцените статью
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Как Это Работает?
Добавить комментарий

Adblock
detector