Психрометр августа принцип работы

Ниже представлена «психрометрическая формула», которая позволяет определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров.

Психрометр (от греческого — «холодный» и «мерить») — это специализированный прибор, который предназначается для измерения температуры воздуха и его влажности. Особенно часто применяется в метеорологических измерениях на метеостанциях.

Психрометры, как правило, используются для измерения величины относительной влажности воздуха. Показатели относительной влажности являются важными показателями в различных областях науки и производства. Например, показания влажности воздуха очень важны при использовании весового оборудования для получения точных показателей взвешивания.

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.

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

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ.

Лабораторная работа 1

Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА ПРОИЗВОДСТВЕ»

Цель занятия: изучить приборы, используемые для измерения относительной влажности воздуха; приобрести навыки использования методики измерения и определения относительной влажности воздуха в торговых организациях.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ.

Изучите устройство приборов, используемых для измерения относительной влажности воздуха в помещениях, а также методику измерения относительной влажности с помощью этих приборов. Проведите измерения фактической относительной влажности воздуха в помещении и сравните их с нормативом, сделайте выводы.

Методические указания по выполнению задания

Для измерения относительной влажности воздуха в помещениях используются психрометры и гигрометры.

Работу в аудитории необходимо провести с помощью психрометра Ассмана и гигрометра психометрического типа ВИТ.

Гигрометр психрометрический, психрометр ВИТ-1, ВИТ-2

Назначение прибора: Измерение относительной влажности и температуры воздуха в помещении.

Принцип действия:

Основан на зависимости между влажностью воздуха и психометрической разностью — разностью показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой.

Описание: Диапазон измерения относительной влажности — 20. 90%

Температурный диапазон измерения влажности — 5. 25°С и 15…40°С

Дипазон измерения температуры — 0. 25°С и 15…40°С

Цена деления шкал термометров — 0,2°

Абсолютная погрешность термометров — +-0,2гр.

Устройство данных приборов и методика проведения измерения относительной влажности воздуха приводятся ниже.

Психрометр Ассмана

Психрометр Августа и аспирационный психрометр Ассмана.

Измерения относительной влажности воздуха проводите в аудитории. Результаты измерений и расчетов заносите в табл. 2.

Таблица 2. Определение относительной влажности воздуха
Номер опыта	Дата и время замера	Показания сухого термометра, о С	Показания влажного термометра, о С	Разность показаний термометров, о С	Фактическая относитель-ная влажность воздуха, %	Относитель-ная влажность воздуха по нормам, %	Отклонение фактической относитель-ной влажности воздуха от нормы, %
12:13	-6
12:17	-16
12:19	-17
12:22

Проведенные иследования показали что относительная влажность воздуха в наблюдаемом объекте (помещении) имеет отклонение от нормы:

В одной части помещения воздух излишне сухой, а в другой излишне влажный.

Методика измерения относительной влажности воздуха

Полученные результаты фактической относительной влажности воздуха сопоставляются с её нормативами согласно санитарным нормам (графа 7 табл. 2), а затем определяются отклонения (графа 8 табл.2). Исходя из этого, необходимо сделать заключение о соответствии относительной влажности воздуха установленным нормативам. Если установлены большие отклонения фактической относительной влажности воздуха от норматива, следует определить меры по её регулированию.

Примечание. В помещениях торговых организаций норматив относительной влажности согласно санитарным нормам установлен в пределах 55-70%. Для учебных аудиторий норматив относительной влажности воздуха должен составлять 60-70%.

Чтобы лучше понять принцип работы устройства, нужно чётко уяснить, что при 100% влажности воздуха вода не испаряется. В этом случае оба термометра будут показывать одинаковую температуру.

Сухой термометр измеряет температуру воздуха, а мокрый – уровень воды, находящейся в резервуаре. Именно разница между двумя этими значениями помогает определить влажность.

При испарении вода охлаждается. Причем охлаждается тем больше, чем меньше температура воздуха. Испарившаяся ранее вода может влиять на показатель мокрого термометра. Как уже было сказано, испарение охлаждает температуру окружающей среды, поэтому температура влажного термометра может быть ниже фактической.

Для того чтобы узнать влажность воздуха, необходимо воспользоваться психрометрической таблицей. Она обычно прилагается к каждому устройству с учётом его индивидуальных особенностей, а также с учётом погрешности.

Чтобы лучше понять принцип работы устройства, нужно чётко уяснить, что при 100% влажности воздуха вода не испаряется. В этом случае оба термометра будут показывать одинаковую температуру.

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

Аспирационный психрометр считается одним из самых надежных измерителей, так как термометры в нем находятся в специальной защитной оправе, которая защищает их не только от повреждения, но и воздействия прямых солнечных лучей. Поток исследуемого воздуха в таком устройстве имеет постоянную скорость около 2 мм/с. Но, как и станционный прибор, аспирационный психрометр является достаточно хрупким, так как построен на базе ртутно-спиртовых градусников.

Дистанционные манометрические или электронные психрометры — это промышленные устройства, которые работают на основе терморезисторов и термометров сопротивления. Например, электронный психрометр вместо двух ртутных или спиртовых датчиков температуры имеет кремниевые транзисторы.

При характеристике состояния воздушной среды пользуются психрометром Ассмана для определения относительной влажности. Абсолютная влажность определяется гигрометром. [12]

Психрометр Ассмана может быть использован также и для самостоятельных наблюдений. Для этой цели несколько таких психрометров подвешиваются к вертикально поставленной рейке на разных уровнях над полом. Для отсчета показаний психрометра достаточно такую рейку наклонить и прочитать показания сухого и влажного термометров с точностью до десятых долей градусов. [1]

Психрометр Ассмана основан на принципе просасывания значительного объема воздуха через психрометр; этот воздух восполняется путем притока в прослойку воздуха извне, имеющего другие температуру и влажность, нежели воздух в прослойке. Скорость движения воздуха через вентиляционные трубки психрометра Ассмана составляет 2 5 — ь 3 м / сек, что за 10 мин. [2]

К прибору прилагаются психрометр Ассмана , ртутный барометр и два термометра для введения в результат измерения поправок на влажность, давление и температуру. Барометр и психрометр установлены на столе, а термометры — внутри прибора. Показания по термометру отсчитываются через окно. Один термометр показывает температуру предметного столика, другой — температуру измеряемой плитки, что позволяет судить о степени выравнивания температуры. [3]

Параллельно с кататермометром применяют психрометр Ассмана , описанный выше. По нему измеряется темп — pa среды и ее влажность. Весь комплекс дает возможность определить эффективную темп-ру. [5]

Относительную влажность воздуха по психрометру Ассмана вычисляют при помощи специальных психрометрических таблиц или по формуле Шпрунга. [6]

Для более точных измерений влажности применяют психрометр Ассмана . [8]

Если указанное требование невыполнимо, то психрометр Ассмана непригоден для исследования влажности в воздушной прослойке. В этом случае определение влажности производится по принципу психрометра Августа. [9]

Полезно пользоваться для определения температуры воздуха психрометром Ассмана , где сухой термометр ( служащий для определения температуры воздуха) искусственно обдувается, и шарик его защищен металлическими гильзами от облучения со стороны окружения. Еще лучше производить замеры воздуха в термосе, где температура воздуха и окружения одинаковы. При метеорологических исследованиях замеры температур воздуха производят в специальной будке. [10]

Для более точных измерений влажности пользуются психрометром Ассмана ( рис. 162), который отличается от психрометра Августа тем, что оба термометра заключены в трубки. [11]

При характеристике состояния воздушной среды пользуются психрометром Ассмана для определения относительной влажности. Абсолютная влажность определяется гигрометром. [12]

Отсюда следует, что показание влажного термометра психрометра Ассмана может быть найдено по / — d — диаграмме в итоге следующего построения. Через точку, соответствующую состоянию воздуха, проводят линию / const до пересечения с кривой насыщения. Температура, соответствующая точке пересечения, в будет являться температурой влажного термометра вл. [13]

Температура и влажность наружного воздуха и воздуха на лестничных площадках могут определяться при помощи психрометров Ассмана и гигрографов; в жилых помещениях — самописцами. Замеры температуры поверхности кровли и обрешетки могут производиться при помощи термопар, а также обычными ртутными термометрами. [15]

Для получения показателя абсолютной влажности используется формула Реньо-Пфаундлера:

Принцип работы

Психрометр Ассмана по своему принципу работы напоминает психрометр Августа, однако в их устройстве есть существенные различия, за счет которых достигается лучшая точность данных. Прибор состоит из 4-х составных элементов:

• Сухой термометр;
• Влажный термометр;
• Металлические резервуары, в которые помещены термометры;
• Заводной вентилятор.

Принцип действия основан на постоянном пропуске значительных объемов воздуха через аппарат. Постоянное восполнение воздуха происходит за счет пропуска кислорода извне через прослойку. При этом температура и влажность воздуха в прослойке и воздуха извне будут отличаться. В зависимости от условий скорость движения воздуха внутри психрометра Ассмана может варьироваться от 2-х до 3-х метров в секунду.

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.

Техническое обслуживание прибора

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.

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

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 9–Волосной 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 10–Гигрограф 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: 2014 . Нарушение авторских прав

Уровень влажности воздуха окружающей среды может влиять не только на самочувствие человека, но и также на состояние бытовой техники, мебели и продуктов. Количество влаги в воздухе зависит от особенностей климата региона или техногенных факторов.

Методы определения влажности воздуха

Используют специальные приборы для измерения:

• гигрометры;
• психрометры.

Гигрометр – один из измерительных приборов, благодаря которому можно определить уровень влажности.

Дополнительная информация: швейцарский ученый в 1783 г. Орас де Соссюр сконструировал первый волосной гигрометр, но работать над изобретением этого измерителя начал Леонардо да Винчи еще в 1400 г.

Есть несколько типов гигрометров:

• волосной;
• весовой;
• конденсационный;
• электронный;
• электролитический;
• пленочный;
• керамический.

Каждый из приспособлений имеет особенный принцип работы. Например, конструкцию волосного гигрометра составляет система U – образных трубок. Они наполнены специальным веществом, которое поглощает водяной пар. С помощью насоса через эту систему подают воздух и определяют его влажность.

Наиболее точным измерителем считается конденсационный гигрометр. Он измеряет количество конденсата, который образуется на стеклянной поверхности после воздействия на нее солнечного луча. Погрешность при работе такого устройства очень низкая.

Психрометр – еще один из измерителей влажности воздуха окружающей среды.

Виды психрометров:

• психрометр Августа (станционный);
• психрометр Ассмана (аспирационный);
• дистанционный психрометр.

Психрометр Августа — один из наиболее известных приборов для измерения влажности. Строение этой конструкции достаточно несложное. Конструкция психрометра состоит из прикрепленных на одном штативе двух одинаковых термометров. Один из них называется сухим, он показывает температуру в помещении.

Второй термометр называют влажным или смоченным. Конец этого термометра в виде чехла обматывают батистовой тканью или марлей, конец которой опускают в резервуар с водой, находящийся на тыльной стороне конструкции психрометра.

Если конец влажного термометра будет опущен в резервуар, то он покажет температуру находящейся там воды, а не воздуха, который циркулирует над ним. Поэтому необходимо учесть, что расстояние между сосудом и окончанием измерительного прибора должно составлять около 3 – 4 сантиметров.

Вода с кусочка ткани испаряется, из-за чего температура на влажном термометре снижается до момента, пока термометр не начнет показывать температуру, при которой пар становится насыщенным. В такой момент показываемые на влажном термометре данные будут представлять показатели реальной температуры окружающей среды.

Определения влажности воздуха в определенном помещении с помощью психрометра занимает немного времени. Для этого устройство помещают в место, изолированное от попадания солнечных лучей и посторонних тепловых воздействий на 10 – 15 минут, после чего записывают результаты измерения каждого из термометров прибора.

Шкала термометра поделена от — 25˚ до + 50˚ на интервалы в 0,2 градуса.

1. Принцип работы психрометра основан на разности показаний сухого и увлажненного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха.

1. Принцип работы психрометра основан на разности показаний сухого и увлажненного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха.

2. Аспирационный психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых ртутных термометров 4 (рис.1), закрепленных в термодержателе, который состоит из трубок защиты 1, аспирационной чашки 2, воздухопроводной трубки 3 и термозащиты 5.

Резервуары термометров помещены в трубки защиты с воздушным зазором между ними. Назначение их — предохранять резервуары термометров от нагревания солнцем, для чего наружная поверхность трубок тщательно полируется и никелируется. Сами трубки изолированы друг от друга теплоизоляционными шайбами. Термометры защищены с боков термозащитами от механических повреждений.

3. Трубки защиты соединены аспирационной чашкой с воздухопроводной трубкой, на верхнем конце которой укреплена аспирационная головка 6. Пружина заводного механизма заводится ключом 7.

К психрометру прилагается ветровая защита 8.

Для подвешивания психрометра имеется крюк 9, на одном конце которого есть винтовая нарезка, а на другом — крючок с прорезью. Крюк ввинчивают горизонтально в специальный столб и на него навешивают психрометр.

Рис.1. Психрометр аспирационный МB-4M

1 — трубка защиты (2);

2 — чашка аспирационная;

3 — трубка воздухопроводная;

4 — термометр ртутный (2);

5 — термозащита (2);

6 — головка аспирационная;

8 — защита ветровая;

11 — зажим для резиновых трубок;