3. вся измерительная система защищена вентилируемым корпусом фильтра для минимизации воздействия грязи и/или пыли.
Что такое аспирационный психрометр
Влияние атмосферы на организмы людей и животных, растения, машины или неживые материалы не ограничивается температурой. Относительная влажность также важна. Биологические организмы, за исключением некоторых приспособленных видов, не переносят высоких или очень низких уровней водяного пара в воздухе. Машины и материалы, из которых они изготовлены, также подвергаются воздействию. Высокая влажность ускоряет окисление механизмов и контактных площадок, что приводит к короткому замыканию и изменению рабочих характеристик электронных компонентов. И наоборот, высокая сухость поглощает воду из смазочных материалов и технических жидкостей в движущихся частях, что приводит к перегреву.
В дополнение к вышеупомянутым взаимодействиям не следует забывать, что насыщение атмосферного воздуха влагой является признаком приближающегося дождя или снегопада. Внезапное изменение характеристик предупреждает о приближении шторма. Таким образом, если вы знаете текущий уровень насыщения воздуха водяным паром, вы можете с высокой степенью вероятности предсказать предстоящую погоду.
Для определения текущего значения используются специальные детекторы. Наиболее широко используемым прибором является всасывающий психрометр Ассманна, названный в честь его изобретателя. Первоначальной целью создания прибора было определение показаний во время полета на воздушном шаре. Со временем точность измерений была оценена по достоинству, и прибор стали использовать по всему миру.
Что касается психрометра, то Ассманн не изобрел принцип его действия, а лишь модифицировал уже существующий прибор, сделанный Августом (имя создателя), который использовался для той же цели. В последнем случае проблема заключалась в том, что измерения искажались из-за скорости воздушного потока вокруг чувствительных частей измерителя. Разработка Ассмана позволила компенсировать эту характеристику путем проведения энергии, заставляющей атмосферный газ непрерывно двигаться с одинаковой скоростью вокруг частей прибора.
Описание устройства и вычисление влажности
Психрометр как законченное устройство состоит из двух термометров. Один непосредственно контактирует с воздухом своей чувствительной частью, другой — через ткань, смоченную жидкостью. С помощью формулы или адаптированной диаграммы можно рассчитать разницу между двумя значениями и определить текущее значение относительной или абсолютной влажности. Всасывающий термометр отличается от классического термометра тем, что он защищает как термометры, так и их чувствительные части от изменяющихся движений газовых масс. Для этого температурные зонды заключены в полые стеклянные трубки, которые не пропускают воздух снизу и соединены между собой в верхней части. Атмосферный воздух подается в закрытое внутреннее пространство вентилятором или компрессором с постоянной скоростью 2 м/с (в соответствии со стандартом).
Для определения абсолютного значения влажности возьмите за основу данные сухого термометра t1, влажного термометра t2 и текущего давления воздуха B. Затем примените формулу:
Вместо вычислений для получения относительной влажности в % сравните показания всасывающего термометра с соответствующим значением в специальной таблице. Каждое из значений, полученных измерителем, соответствует определенному проценту водяного пара в атмосфере.
Ошибка между результатом таблицы и фактическим состоянием атмосферы составляет не более одного процента.
Физика работы
Принцип действия психрометра основан на затратах энергии при испарении жидкости. Физика процесса заключается в охлаждении поверхности под жидким материалом по мере того, как вода уходит в атмосферу. Чем больше начальное количество паров жидкости в воздухе, тем медленнее сохнет покрытие на чувствительной части термометра. Следовательно, для охлаждения требуется больше времени. При влажности 100 % процесс остается неподвижным, и показания обоих приборов для измерения температуры одинаковы. Эта разница является основой для расчета текущего количества жидкого пара в атмосфере.
Принцип работы и устройство психрометров
Работа каждого термометра основана на естественном свойстве жидкостей, особенно воды, испаряться и возникающей при этом разнице температур, которую показывают сухой и влажный термометры. Испарение воды с влажной поверхности, ткани или губки, подсоединенной к одному из термометров, приводит к потере энергии, которая выражается в снижении температуры жидкости. Это снижение, или, точнее, понижение температуры, регистрируется жидкостным термометром.
Простой психрометр состоит из двух стеклянных термометров (ртутного или спиртового), один из которых сухой, а другой влажный, т.е. завернутый во влажную хлопчатобумажную ткань. Один конец этой ткани опускается в емкость с водой. Испаряясь, вода охлаждает «мокрый» термометр. Чем ниже влажность окружающей среды, тем интенсивнее процесс испарения. Поэтому чем суше воздух, влажность которого необходимо определить, тем ниже показания «мокрого» термометра и тем больше разница между показаниями сухого и мокрого термометров.
Записав показания сухого и влажного термометров в определенное время и используя психрометрическую таблицу, прилагаемую к психрометру, или специальные формулы, можно определить относительную влажность, а затем абсолютную влажность по психрометрической формуле.
Ниже приведена «психрометрическая формула», которую можно использовать для определения упругости водяного пара по показаниям сухого и влажного термометров.
E — упругость водяного пара в воздухе (абсолютная влажность),
E — максимально возможная упругость водяного пара при температуре tc смоченного термометра,
t — температура воздуха,
A — коэффициент, зависящий от устройства термометра и скорости воздуха, проходящего вблизи термометра,
P — давление воздуха.
В чем отличия гигрометра от психрометра
Помимо измерителей холода, влажность измеряется также гигрометрами, принцип действия которых основан на изменении физических и химических свойств различных веществ в зависимости от влажности окружающей среды. Наиболее распространенными являются емкостные, оптические, резистивные и термисторные ареометры.
Именно принцип работы отличает гигрометр от психрометра. Психрометр — более простой прибор, поэтому он лучше защищен от различных внешних воздействий и, следовательно, более надежен. В инструкциях по эксплуатации многих гигрометров указывается, что необходимо регулярно проверять значение психрометра гигрометра.
В то же время гигрометры более функциональны. Некоторые модели гигрометров могут измерять влажность не только воздуха, но и твердых тел. Например, емкостной гигрометр может измерять влажность планшетов.
Виды психрометров
В целом, различают три типа гигрометров:
Стационарный психрометр
Аспирационный психрометр
Всасывающий психрометр (психрометр Асмана) — более сложный прибор. Термометры этого психрометра помещены в специальный корпус, который защищает их от повреждений и теплового воздействия окружающих предметов. Термометры выбрасываются специальной воздуходувкой, аспиратором, с постоянной скоростью около 2 м/с. Аспирационный термометр является наиболее точным и надежным прибором для измерения температуры и влажности при положительных температурах окружающей среды.
Дистанционный психрометр
Дистанционный психрометр — это промышленный психрометр, в котором для измерения влажности используются различные термометры сопротивления, а также термопары и термисторы. Основными типами являются манометрические и электрические психрометры. Это зависит от типа используемого термометра.
В манометрическом психрометре, как следует из названия, обычно используется либо двухканальный манометрический термометр, либо две одноканальные термопары, одна из которых оснащена системой увлажнения.
- › Гидрология
- … Батометры
- … Буры ледовые
- … Дночерпатели
- … Рейки мерные
- … Штанги гидрометрические
- … Микровертушки
- … Эхолоты
- … Прочие
- › Метеорология
- … Анемометры
- … Анеморумбометры
- … Барометры
- … Будки метеорологические
- … Буры почвенные
- … Датчики ветра
- … Мерзлотомеры
- … Метеомачты
- … Метеостанции
- … Термометры гидрометеорологические
- … Осадкомеры
- … Психрометры
- … Регистраторы
- … Термогигрометры
- › Комплектующие и запчасти
- › Изделия, снятые с производства
Как пользоваться психрометрической таблицей
Для определения влажности по данным термометра необходима специальная психрометрическая таблица. В первом столбце таблицы указана температура термометра сухого термометра в ˚C. Первая линия показывает разницу между показаниями температуры двух термометров. Относительная влажность рассчитывается на основе пересечения результатов первого столбца и первой строки таблицы психрометра.
В чем плюсы и минусы психрометра?
Основным преимуществом психрометра является его простая конструкция. Поэтому определить влажность с помощью психрометра гораздо проще, чем с помощью других измерительных приборов. Основным преимуществом психрометра является его простая конструкция, поэтому определить влажность с помощью психрометра гораздо проще, чем с помощью любого другого измерительного прибора.
Однако, помимо преимуществ, психрометр имеет и недостатки. На показания этого измерительного прибора сильно влияет движение окружающего воздуха. Другими словами, чем выше скорость воздуха в точке измерения, тем больше разница в конечном результате двух психрометров. Эта ошибка исправляется в аспирационном психрометре или также называемом психрометром Ассмана.
