Ювелирное обозрение

Конденсационный гигрометр (от греческих слов – влажный и – измеряю).

При понижении температуры, относительная влажность воздуха увеличивается. При некоторой температуре, называемой точкой росы, водяной пар становится насыщенным. Это означает, что в воздухе находится максимально возможное количество водяных паров. Относительная влажность воздуха равна 100 %. Дальнейшее понижение температуры приводит к тому, что образующийся излишек водяных паров начинает конденсироваться в виде капелек росы или тумана.

Для определения относительной влажности воздуха, можно искусственно понизить температуру воздуха в какой-то ограниченной области до точки росы. Абсолютная влажность и, соответственно, давление водяных паров при этом останутся неизменными. Сравнивая давление водяного пара при точке росы с давлением насыщенного пара, которое могло бы быть при интересующей нас температуре, мы тем самым, найдем относительную влажность воздуха.

Быстрого охлаждения можно добиться при интенсивном испарении какой-нибудь летучей жидкости.

Конденсационный гигрометр состоит из металлической коробочки с двумя отверстиями. В коробочку заливается эфир. С помощью резиновой груши через коробочку прокачивается воздух. Эфир очень быстро испаряется, температура коробочки и воздуха, находящегося вблизи нее, понижается, а относительная влажность растет. При некоторой температуре, которая измеряется термометром, вставленным в отверстие прибора, поверхность коробочки покрывается мельчайшими капельками росы. Чтобы точнее зафиксировать момент появления на поверхности коробочки росы, эта поверхность полируется до зеркального блеска, а рядом с коробочкой для контроля располагается отполированное металлическое кольцо.

Значения давления и плотности насыщенного пара при разных температурах можно найти в справочниках. Ниже приведен фрагмент соответствующей таблицы.

, °C

, кПа , °C , кПа –5 0,40 3,2 10 1,23 9,4 0,61 4,8 11 1,33 10,0 1 0,65 5,2 12 1,40 10,7 2 0,71 5,6 13 1,49 11,4 3 0,76 6,0 14 1,60 12,1 4 0,81 6,4 15 1,71 12,8 5 0,88 6,8 16 1,81 13,6 6 0,93 7,3 17 1,93 14,5 7 1,00 7,8 18 2,07 15,4 8 1,06 8,3 19 2,20 16,3 9 1,14 8,8 20 2,33 17,3

Пусть, например, измерения проводятся при температуре окружающего воздуха 20 °С.

Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 2,33 кПа.

Коробочка конденсационного гигрометра покрылась капельками росы при температуре 5 °С.

Этой температуре соответствует давление насыщенного водяного пара 0,88 кПа.

Относительная влажность воздуха

Психрометр (от греческих слов: – холодный и – измеряю) – прибор для определения влажности и температуры воздуха.

Психрометр состоит из двух одинаковых термометров. Баллончик с жидкостью одного из термометров оборачивается тряпочкой, конец которой опущен в чашечку с водой. Благодаря этому тряпочка всегда остается влажной. При испарении воды тряпочка и баллончик охлаждаются, вследствие чего показания влажного термометра оказываются меньшими, чем показания сухого термометра. Зная разницу показаний термометров и показания сухого термометра, можно по специальным психрометрическим таблицам определить относительную влажность воздуха. Если воздух предельно насыщен водяными парами и его относительная влажность равна 100 %, термометры будут давать одинаковые показания.

	Показания сухого термометра, °С		1	2	3	4
12	100	89	78	68	57
14	100	89	79	70	60
16	100	90	81	71	62
18	100	91	82	73	65
20	100	91	83	74	66
22	100	92	83	76	68
24	100	92	84	77	69
26	100	92	85	78	71
28	100	93	85	78	72
30	100	93	86	79	73

Например, пусть сухой термометр показывает температуру 24 °С, а влажный 21 °С. Разность показаний сухого и влажного термометра составляет 3 °С. На пересечении соответствующих строки и столбца находим, что относительная влажность воздуха равна 77 %.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса и некоторых органических пленок изменять свою длину в зависимости от относительной влажности воздуха. Если волос или пленку через передаточный механизм соединить с подвижной стрелкой, укрепленной на оси, и проградуировать шкалу, то с помощью такого прибора можно напрямую измерять относительную влажность воздуха.

Измерение температуры.Температуру воздуха, газов и жидкостей от -36 до +37.5 0 С измеряют ртутными термометрами, а от -65 до +65 0 С – спиртовыми термометрами. При измерении температуры выше +60 0 С применяют ртутные термометры с ценой деления 1 0 С. Для измерений, требующих повышенной точности, используют термометры с ценой деления 0.1-0.2 0 С.

Для измерения и автоматической записи температуры применяют термограф (рис.1). Датчиком температуры служит биметаллическая пластинка 4, деформация которой при изменении температуры окружающего воздуха передается системой рычагов 3 на записывающее устройство и записывается на специальной ленте 1, на которой по горизонтали указано время, а по вертикали – температура. Лента закрепляется на барабане 2 с часовым механизмом, имеющим суточный или недельный завод.

Рис. 1 Термограф

Температуру поверхностей измеряют термопарами. Поверхности, температуру которых определяют, должны быть предварительно очищены от грязи, краски, ржавчины и т.д.

Измерение влажности.Влажность воздуха оценивается в абсолютных и относительных единицах. Абсолютная влажность – это количество водяных паров, содержащихся в некотором объеме воздуха. Относительная влажность – это отношение парциального давления водяных паров в воздухе к парциальному давлению насыщенных водяных паров при той же температуре.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами, гигрометрами и гигрографами.

Аспирационный психрометр с вентилятором (рис.2) состоит из двух ртутных термометров 2, резервуар одного и низ обернут одним слоем батиста и смачивается перед работой с помощью пипетки 5. Воду в пипетке нажатием на грушу 3 доводят до черточк5и (не ближе 1 см от края) и удерживают с помощью зажима 4. Затем при вертикальном положении прибора пипетку до отказа вводят в трубку 1. Через 3-4 с разжимают зажим (излишняя вода вбирается в грушу) и вынимают пипетку.

Рис. 2 Аспирационный психрометр с вентилятором

Воздух с помощью вентилятора 7 поступает в трубки 1 и обтекает резервуары термометров 2 со скоростью не более 2 м/с. Пружина вентилятора заводится ключом 6.

Диапазон измерения относительной влажности от 10 до 100% при температуре окружающей среды от 0 до +40 0 С [1]. Масса прибора – 1.1 кг, с футляром – 2.8 кг.

При отрицательной температуре относительную влажность воздуха рекомендуется измерять волосяным гигрометром (рис.3). Он состоит из металлической рамки 5, на которой с помощью винта 4, блока 1 и грузика 7 укреплен обезжиренный волос 3. На оси блока укреплена стрелка 2. Отсчет берется по шкале 6 в процентах. Принцип работы волосяного гигрометра основан на изменении длины обезжиренного волоса в зависимости от влажности воздуха.

Рис. 3 Волосяной гигрометр

Измерение давления.Абсолютное давление воздуха (атмосферы) измеряется барометрами – анероидами и барографами.

Барометр-анероид (рис.4) работает на принципе измерения изменяющейся высоты анероидных коробок в зависимости от колебаний атмосферного давления. Через систему рычагов деформация коробок передается стрелке. Шкала должна быть отградурирована в паскалях.

Рис. 4 Барометр-анероид

Барограф (рис.5) по принципу действия аналогичен барометру-анероиду. В барографе изменение высоты анероидных коробок 6 через систему рычагов 5 передается перу 2. Запись давления ведется на специальной ленте 1, укрепленной на барабане 3 с суточным или недельным заводом. Первоначальное давление устанавливается с помощью специального винта 4 по барометру-анероиду.

Измерение охлаждающего действия атмосферы.Влияние совокупного действия температуры, скорости и влажности воздуха на отдачу тепла телом человека оценивают кататермометром (рис.6). Он представляет собой спиртовый термометр со шкалой от 32 до 40 0 С. Прибор имеет верхний 1 и нижний 2, заполненный спиртом, резервуары. У каждого кататермометра есть свой фактор F , показывающий потерю тепла в милликалориях с 1 см 2 спиртового резервуара при охлаждении его от 38 до 35 0 С. Значение фактора определяют при изготовлении прибора и записывают на его обратной стороне.

Рис. 6 Кататермометр

Измерения производят как сухим, так и мокрым кататермометром, в последнем случае резервуар обвязывают смоченной в воде марлей или батистом. Сухой кататермометр реагирует на скорость и температуру, а мокрый – на скорость, температуру и влажность воздуха.

Измерение скорости движения воздуха.Скорость замеряют анемометрами, термоанемометрми, воздухомерными трубками, кататермометрами и другими приборами.

Основным прибором для измерения скорости движения воздуха является анемометр. Наибольшее распространение получили крыльчатый анемометр АСО-3 и чашечный МС-13.

Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3 (рис.7) состоит из крыльчатки 3, размещенной в металлической обечайке 4, счетного механизма 2 и ручки 5. Крыльчатка сообщается со счетным механизмом при помощи трубчатой оси, вращающейся на натянутой стальной струне. Давление движущегося потока воздуха приводит крыльчатку во вращение. Трубчатая ось посредством червячной передачи передает вращение счетного механизма в работу и выключение его производится арретиром 1. Анемометр АСО-3 применяют для измерения скорости от 0.2 до 5 м/с; чашечный анемометр МС-13 (рис.8) – от 1 до 20 м/с.

Рис. 7 Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3

Давление воздушного потока воспринимается четырьмя полусферическими чашечками 1, закрепленными на двух взаимно перпендикулярных стержнях, жестко соединенных с осью 2, на конце которой имеется червячная передача, связанная с редуктором счетного механизма 3.Счет имеет три стрелки, отсчитывающие единицы, сотни и тысячи оборотов. Для измерения средней скорости движения воздуха анемометром применяют метод «обвода» по сечению, при малых скоростях движения воздуха – «точечный» метод.

Рис. 8 Чашечный анемометр МС-13

Измеряя охлаждающее действие атмосферы сухим кататермометром, по эмпирическим формулам можно определить скорость движения воздуха: при скорости меньше 1 м/с используют формулу

при скорости более 1 м/с – формулу

где Н – охлаждающее действие атмосферы в катаградусах, определяется путем деления фактора F прибора на время охлаждения его резервуара от 38 до 35 0 С; Dt=36,5-t ; 36,5 – средняя температура тела человека, 0 С; t – температура воздуха, 0 С.

Приборы должны быть снабжены тарировочными удостоверениями, в которых приведены поправки: 1) шкалы; 2) температурная; 3) добавочная, учитывающая неточности, остающиеся после внесения двух первых поправок.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9026 – | 7255 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Причиной рецидивов аллергических и респираторных заболеваний может стать микроклимат в помещении: температура, абсолютная и относительная влажность. Нормальные значения этих параметров создают благоприятные условия для проживания человека в квартире или частном доме. Но чем измеряется влажность воздуха? Ответ прост: гигрометром или психрометром.

Перед приобретением прибора следует узнать о его достоинствах и недостатках.

Одним из несомненных преимуществ устройства для определения содержания влаги в воздушном пространстве является простота в эксплуатации.

Оптимальные значения

Влажность в квартире — степень насыщения воздуха парами. Она измеряется в процентном отношении фактического количества влаги к максимально возможному значению при такой же температуре. Ее повышенные параметры определить несложно: появляется плесневый грибок в углах помещения, у человека обостряются хронические болезни, снижается иммунитет. При низкой влажности в помещении быстро портится мебель из дерева, а у членов семьи возникают неприятные ощущения сухости слизистых оболочек носа и глаз. Если в окружающем пространстве отсутствует влага, то пыль долго не оседает на поверхностях, а остается в воздухе, проникает в бронхи и легкие.

Целевая принадлежность помещения определяет оптимальные параметры влажности. Норма выражается в процентном соотношении:

• гостиная – 50-60%;
• спальня – 45-50%;
• детская – 50-60%;
• кабинет – 40-45%;
• кухня и ванная – до 60%.

На полученные в процессе измерения значения влияет множество факторов — время года, мощность радиаторов отопления, регион проживания.

Специалисты оперируют двумя видами влажности:

Последнее значение показывает, сколько влаги находится в кубометре (в чем измеряется воздух в комнате). В быту абсолютный показатель практически не используется.

Параметры влажности можно определить с помощью комнатных растений. Если листья скручиваются и желтеют, на них часто селятся вредные насекомые, то воздух в помещении очень сухой. Когда на цветах появляются коричневые пятна, а корни начинают подгнивать, это значит, что в окружающем пространстве избыточное содержание воды.

Относительную влажность воздуха измеряют с помощью приборов, которые удобно использовать человеку без особых навыков работы со сложными устройствами. Этого параметра вполне достаточно для определения содержания влаги в окружающем пространстве.

Виды приборов

В домашних условиях измеряют влажность воздуха различными способами, но наиболее объективные значения получаются при использовании специальных приборов: гигрометра и психрометра.

Гигрометры

Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометра, принцип работы которого базируется на фиксировании переменных при повышении или снижении концентрации молекул воды в окружающем пространстве. В таких условиях изменяются физические параметры (плотность, масса, длина) структуры материала, используемого в процессе измерений и активно поглощающего влагу. Полученные результаты будут характеризовать степень насыщения водяным паром окружающего пространства. Перед тем как измерить влажность воздуха с помощью гигрометра, следует учитывать, что значения будут приблизительными.

В специализированных магазинах гигрометры представлены в широком ассортименте. Они бывают:

• волосными;
• весовыми;
• конденсационными;
• электролитическими;
• керамическими.

Для бытового использования прибора особой точности и не требуется. Определить гигрометром относительную влажность просто, но существуют и эксплуатационные характеристики прибора.

Перед тем как измерить влажность воздуха, нужно учесть особенности использования гигрометра:

• необходимо всегда следить за тем, чтобы материал для увлажнения был мокрым и чистым;
• нельзя располагать устройство вблизи кондиционеров и радиаторов.

Принцип работы гигрометра основан на сравнении показаний термометра, соприкасающегося с влажным материалом, и термометра, фиксирующего значения в реальной обстановке. Результаты определяются по обычной градуированной шкале. Разница параметров сверяется с данными психометрической таблицы независимо от того, от какого прибора были получены значения.

Психрометры

Чтобы измерить влажность воздуха с помощью психрометра, следует разобраться в принципе его работы. При испарении жидкости понижается температура окружающего пространства. Чем интенсивнее испарение, тем прохладнее становится воздух, что и определяет прибор. На этот процесс воздействует комплекс факторов:

• концентрация водяных паров;
• скорость потоков воздуха в помещении.

Учитывая разницу температур влажного материала и воздуха, можно определить скорость испарения. Если устройство расположено около окна или вентилятора, то полученные значения не будут точными из-за циркуляции потоков.

Относительная влажность воздуха измеряют при помощи следующих видов психрометров:

• стационарные;
• дистанционные;
• аспирационные.

Последние считаются самыми точными и надежными устройствами. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра Ассмана очень легко — устройство снабжено защитным корпусом. Поэтому на полученные значения не влияет скорость воздушных потоков.

Подручные способы

Одним из информативных методов, с помощью которых можно определить влажность в квартире, является наблюдение за горящей свечой. В помещении с нормальным микроклиматом ее пламя сильное, ровное. При избыточном содержании влаги в окружающем пространстве пламя свечи колеблется из стороны в сторону, а на его кромке появляются алые вкрапления. Не стоит забывать, что влажность воздуха измеряется таким способом при закрытых окнах и дверях.

Определить содержание водяных паров можно с помощью обычного стакана воды. Поместив его в холодильник, следует подождать около часа. За это время температура жидкости понизится до 3-4°C. Относительная влажность воздуха выявляется после извлечения стакана и наблюдения за происходящими процессами испарения:

• стенки сосуда остаются запотевшими — содержание влаги в пределах нормы;
• стенки сухие — низкая влажность воздуха;
• конденсат стекает вниз — в окружающем пространстве много водяных паров.

Если в помещении быстро сохнут постиранные вещи, следует задуматься о приобретении увлажнителя воздуха. А отсыревание предметов из тканей указывает на содержание избыточного количества влаги в комнате.

Каким прибором пользоваться, решать хозяину помещения. Люди, которые заботятся о своем здоровье и стремятся поддерживать все параметры микроклимата в пределах нормы, оснащают свою квартиру настоящей домашней метеостанцией. Производители наладили выпуск приборов, снабженных барометром, гигрометром и термометром. Конечно, такое устройство не может стоить дешево. Но все затраты быстро окупаются — владельцы помещения экономят на лекарствах для членов семьи, у них нет необходимости менять испорченные грибком обои и мягкую мебель.

“>