Методи і засоби вимірювання вологості повітря

Найбільш поширеними методами вимірювання вологості повітря є психрометрический і гігрометріческій, а найбільш поширеними приладами - психрометри і волосяні гігрометри. Як зразковою установки для перевірки вимірників вологості повітря використовується гигрометр точки роси.

Психрометричний метод широко застосовується при вимірюванні вологості повітря і в метрології до цих пір є основним. Він заснований на залежності інтенсивності випаровування з водної поверхні від дефіциту вологості стикається з нею повітря. Інтенсивність випаровування визначається шляхом вимірювання зниження температури тіла, з поверхні якого відбувається випаровування, за рахунок витрати тепла тіла на випаровування води.

Обчислення проводяться по психрометричні формулою, на підставі якої складено психрометричні таблиці:

де - парціальний тиск водяної пари в повітрі,

- тиск насиченої водяної пари при температурі поверхні, що випаровує;

, - температура повітря і температура поверхні, що випаровує відповідно.

Прилади, які застосовуються при вимірюванні вологості повітря Психрометричний методом, називаються психрометрами.

Психрометри містять два термометра. Одним вимірюють температуру тіла, з поверхні якого відбувається випаровування води (цей термометр називають «змоченим» або «вологим»), а іншим температуру навколишнього повітря ( «сухий» термометр).

Оскільки з поверхні резервуара змоченого термометра випаровується вода і на випаровування витрачається тепло, показання цього термометра нижче показань сухого (і тим нижче, чим інтенсивніше випаровування, тобто чим менше парціальний тиск водяної пари в повітрі). За температурі сухого і змоченого термометрів визначається вологість повітря.

Для випадків, коли на батисті самочинного термометра вода (рідка фаза, вона може спостерігатися і при температурі нижче - переохолоджена вода), парціальний тиск водяної пари розраховують за формулою

для випадків, коли на батисті самочинного термометра лід, використовують формулу

Тут і - тиск насиченої водяної пари при температурі самочинного термометра над плоскою поверхнею рідкої води () і льоду (); додатковий член враховує залежність теплоти випаровування води від температури; коефіцієнт враховує відміну питомої теплоти випаровування води від питомої теплоти випаровування льоду.

Психрометр аспіраційний МВ-4М

Психрометр аспіраційний МВ-4М призначений для вимірювання температури і вологості повітря в експедиційних умовах, а також в промислових приміщеннях. Межі вимірювань відносної вологості (при температурі повітря від -10 до + 30º C) 3-100%, межі вимірювань температури повітря від -25 до + 50º C.

Прилад має два однакових ртутних термометри, закріплених в спеціальній оправі, що складається з трубки з трійником і Планкові захистів. До трійника за допомогою пластмасових втулок прикріплені по дві трубки (для радіаційного захисту та вентиляції резервуарів термометрів). Верхній кінець трубки з'єднаний з головкою аспиратора. Головка складається з заводного механізму і вентилятора, закритих кожухом. Пружина заводного механізму зводиться ключем.

Вимірювання по аспіраційного психрометра.

Аспіраційний психрометр підвішується на стовпі за допомогою спеціального гака таким чином, щоб резервуари термометрів знаходилися на висоті 2 м. Взимку психрометр підвішують за 30 хвилин, а влітку за 15 хвилин до початку вимірювань. При деяких спеціальних спостереженнях психрометр може встановлюватися і в горизонтальному положенні і на висоті, відмінною від 2 м.

Змочування термометра, обв'язаного батистом, взимку виробляють за 30 хвилин, влітку за 4 хвилини до відліку.

Для змочування термометра користуються додається до приладу гумовою грушею з піпеткою. Її наповнюють дистильованою водою, потім легким натиском на грушу вводять воду в скляну піпетку до зазначеної ризики (на 1 см від краю піпетки) і утримують її на цьому рівні за допомогою затиску. Потім вводять піпетку в праву трубку захисту термометрів, де знаходиться резервуар самочинного термометра до упору. Зачекавши кілька секунд для того, щоб батист просочився водою, відкривають затискач і відсмоктують зайву воду. При цьому потрібно стежити, щоб вода з груші не виливалася і не змочила стінки захисних трубок. Це може привести до додаткових похибок.

Взимку, як і в стаціонарному психрометрами, термометр змочують для того, щоб кірка льоду на батисті розтанула.

Після змочування термометра заводять механізм аспиратора, який в момент відліку повинен працювати на максимальних обертах. Тому взимку за 4 хвилини до початку відліку потрібно зробити вторинний завод механізму.

Аспіраційний психрометр є надійним приладом. Проте хороші результати з його допомогою можна отримати тільки при строгому дотриманні правил вимірювань.

При виробництві відліків спочатку слід швидко відрахувати десяті частки градуса по сухому і змоченій термометрам, записати результати і тільки після цього вже відрахувати і записати цілі градуси. При цьому необхідно строго стежити, щоб під час відліків вітер дув у напрямку від приладу до спостерігача.

Взимку при негативних температурах після відліку необхідно переконатися в тому, що знаходиться на батисті термометра - лід або вода (як і для стаціонарного психрометра).

При сильному вітрі швидкість аспірації порушується внаслідок утруднення викиду повітря з вентилятора. Щоб виключити це, на аспіратор надягають з навітряного боку (звідки дме вітер) особливу вітрову захист, що додається до психрометри. Захист слід обов'язково надягати на вентилятор вже при швидкостях вітру понад 4 м / с.

При обчисленні вологості по аспіраційного психрометра швидкість обтікання повітря близько приймачів термометрів приймається рівною 2 м / с, тому необхідно, щоб швидкість аспірації у резервуарів термометрів була дійсно близька до 2 м / с. Повірка швидкості аспірації проводиться при випуску психрометра. Однак з часом вона може змінюватися. Тому не рідше одного разу на місяць її слід перевіряти. Це робиться таким чином. Спочатку повністю заводять пружину. Потім встановлюють психрометр в вертикальному положенні і спостерігають в віконечко поява мітки на барабані. Коли мітка на барабані збігається з вертикальною рискою на віконечку, відзначають час; після їх вторинного збіги визначають з точністю до однієї секунди час одного оберту барабана і порівнюють його з часом, вказаним в перевірному свідоцтві. Якщо воно відрізняється не більше ніж на 5 с, то швидкість обертання барабана можна вважати достатньою.

Для правильної роботи аспіраційного психрометра необхідно стежити за чистотою батисту і своєчасно його міняти. Пов'язка батисту на термометр проводиться так само, як і для станційного психрометра для зимового часу, тобто батист підрізає безпосередньо під резервуаром термометра.

З метою запобігання покритої оправи приладу від псування рекомендується психрометр завжди тримати в футлярі, оберігати від запотівання, механічних пошкоджень. Після спостережень прилад слід протерти чистою ганчіркою.

Аспіраційний психрометр є найнадійнішим інструментом для визначення температури і вологості повітря при позитивній температурі, але не нижче -15º C. оскільки при більш низькій температурі різниця стає менше 1º C. що призводить до великих погрішностей вимірювання (більше 10%). У цих випадках використовують інші прилади, такі як волосяні гігрометри.

Завантажити з Depositfiles