Пластиковый корпус термометра и стеклянные трубки — вот первые причины, по которым с гигрометром следует обращаться осторожно. Также важно обращать внимание на условия эксплуатации, тогда прибор прослужит десятилетия, прежде чем красная жидкость в термометрах закончится.
Введение
Психрометр (от греч. «ψυχρός» и «ψυχω») — это специальный прибор для измерения температуры и влажности. В частности, он используется для метеорологических измерений на метеостанциях.
Новости
Холодомеры обычно используются для измерения относительной влажности. Измерения относительной влажности являются важными показателями в различных областях науки и промышленности. Например, измерение относительной влажности очень важно при использовании весов для получения точных показаний веса. Содержание влаги в воздухе влияет на самочувствие человека. Он всегда должен находиться в среднем диапазоне. Низкая влажность может вызвать проблемы с дыханием и сухость слизистых оболочек, а высокая влажность может привести к физическим повреждениям. Людям с респираторными заболеваниями следует быть особенно осторожными с этим значением.
История создания
Работа любого термометра основана на естественном свойстве жидкостей, особенно воды, испаряться и возникающей при этом разнице температур, которую показывают сухой и влажный термометры.
Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров, 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. Таким образом, чем суше воздух, влажность которого необходимо определить, тем ниже показания влажного термометра и тем больше разница между показаниями сухого и влажного термометров.
Записывая показания сухого термометра и влажного термометра в определенное время, вы можете использовать психрометрическую таблицу для определения относительной влажности, а затем использовать психрометрическую формулу для определения абсолютной влажности.
Ниже приведена «психрометрическая формула» для определения упругости влажности 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.
Виды психрометров
Существует три типа термометров:
Стационарный психрометр
Рис. 1 — Фиксированный психрометр (психрометр Августа).
Фиксированный психрометр (психрометр Августа) — это «классический» психрометр. Он состоит из двух термометров, один из которых обвязывается вокруг сосуда небольшим куском ткани, конец которого помещается в чашку с водой, чтобы обеспечить свободное поступление воды в сосуд. На рисунке 1 показана схема кулера Augustus.
Впускной охладитель
Рисунок 2 — Впускной охладитель (охладитель Асмана)
Всасывающий психрометр (психрометр Асмана) — более сложный прибор. Термометры этого психрометра помещены в специальный корпус, который защищает их от повреждений и теплового воздействия окружающих предметов. Термометр выталкивается специальной воздуходувкой, называемой всасывающей, с постоянной скоростью около 2 м/с. Всасывающий термометр является наиболее точным и надежным прибором для измерения температуры и влажности при положительных температурах окружающей среды.
Всасывающие психрометры и психрометры постоянного расхода имеют то общее, что они оба основаны на ртутных термометрах, что является их общим недостатком: хрупкость и невозможность дистанционного контроля.
Дистанционный психрометр
Рисунок 3 — 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.
Манометрический психрометр, как следует из названия, обычно использует либо двухканальный манометрический термометр, либо две одноканальные термопары, одна из которых имеет систему увлажнения.
Чаще всего используются психрометры, в которых применяются термометры сопротивления, термопары и термисторы. Однако, как и в случае с другими психрометрами, для надежных и точных показаний необходимы сухие и влажные преобразователи и температурные датчики.
Практическая часть
В семье, где есть маленькие дети или люди с астмой, бронхитом или сердечно-сосудистыми заболеваниями, психрометр просто необходим. Но вам не обязательно покупать психрометр, вы можете сделать его сами. С помощью этого прибора можно измерять не только влажность, но и температуру воздуха.
В данной работе был построен стационарный психрометр (Augusta psychrometer), который использовался для определения влажности в различных помещениях.
Правила техники безопасности при работе с психрометром
Психрометр не должен использоваться
— Не подвергайте психрометр резким ударам ни при установке, ни при эксплуатации,
— Протирать шкалу термометра и панель психрометра растворителями, кислотами или другими подобными жидкостями,
— Перегрев психрометра. Перегрев приведет к повреждению контейнеров термометра.
Принцип работы и устройство психрометров
Работа психрометра 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, соединенной с одним из термометров, приводит к потере энергии и, следовательно, к снижению температуры жидкости. Это снижение, или, точнее, понижение температуры, регистрируется мокрым термометром.
Простейший прибор для измерения холода состоит из двух стеклянных термометров (ртутных или спиртовых), один из которых сухой, а другой влажный, т.е. завернутый во влажную хлопчатобумажную ткань. Один конец этой ткани опускается в емкость с водой. По мере испарения вода охлаждает «мокрый» термометр. Чем ниже влажность окружающей среды, тем интенсивнее процесс испарения. Таким образом, чем суше воздух, влажность которого необходимо определить, тем ниже показания «мокрого» термометра и тем больше разница между показаниями сухого и мокрого термометров.
Записывая показания сухого и влажного термометров в определенное время и используя психрометрическую таблицу, прилагаемую к психрометру, или специальные формулы, можно определить относительную, а затем абсолютную влажность по психрометрической формуле.
Ниже приведена «психрометрическая формула» для определения упругости влажности 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. Термометр выталкивается специальной воздуходувкой, называемой всасывающей, с постоянной скоростью около 2 м/с. Всасывающий 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.
Манометрический психрометр, как следует из названия, обычно использует либо двухканальный манометрический термометр, либо две одноканальные термопары, одна из которых имеет систему 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
Устройство, принцип действия
Гигрометр и психрометр основаны на разнице между влажностью и температурой в помещении. Следует помнить, что высокая и низкая влажность напрямую влияют на колебания температуры. В этом случае влага в резервуаре испаряется меньше или наоборот.
В зависимости от испарения влаги этот тип гигрометра называется психрометрическим гигрометром. Влажность рассчитывается с учетом испарения термометра с мокрой луковицей и температуры воздуха, показываемой термометром. Разница между этими двумя значениями называется относительной влажностью.
Жидкостный термометр погружается в стеклянную трубку, которая заканчивается изгибом, где скапливается дистиллированная вода. Длинная полоска ткани направляет капиллярный поток в нижнюю полость жидкостного термометра. Для использования в промышленных условиях.
Измерительное устройство
Сегодня существует несколько типов бытовых приборов для измерения влажности в помещениях или домах. Что используется для измерения и определения влажности воздуха в помещении? Давайте подробнее рассмотрим различные типы гигрометров.
Термогигрометр
Влажность можно измерить с помощью термогигрометра. Давайте посмотрим, как это работает. Он оснащен сложной системой, благодаря которой он определяет не только влажность, но и температуру в помещении. Он также регистрирует влажность и температуру в разных точках. Другими словами, он сравнивает состояние двух показателей в том месте, где он находится, и в предыдущем помещении.
Измеритель влажности синхронизирует показания, снятые в разных местах здания. На основании этих показаний термогигрометр выдает общую влажность и температуру. Каковы его технические характеристики?
Давайте рассмотрим технические характеристики термогигрометра. Длина кабеля составляет 150 см. Показания отображаются в процентах, а диапазон составляет от 0 до 90. Существуют также беспроводные модели термогигрометров, которые можно приобрести.
Эти модели имеют дополнительную функцию: если влажность в помещении критическая, измерительный прибор подает сигнал, предупреждающий владельца о плохом состоянии воздуха. Удобно использовать эти приборы или измерители для измерения влажности в доме.
Вы можете использовать этот гигрометр для измерения температуры и влажности. Вы буквально поможете изменить «погоду» в вашем доме.
Психрометр
Полное название прибора — психрометрический гигрометр. Как определить влажность воздуха в доме с помощью психрометра? У вас есть два термометра. Один термометр — это так называемый сухой термометр, который выполняет стандартную работу по измерению температуры в помещении.
Другой термометр является увлажненным термометром, поскольку он находится в емкости с водой и обернут вокруг тканевого фитиля. Он показывает температуру влажного фитиля. Это значение температуры достигается за счет испарения влаги. Когда значение влажности низкое, испарение происходит гораздо быстрее. И наоборот.
Термометр дает вам необходимую информацию о состоянии помещения, особенно о влажности. Сегодня люди часто используют психрометр для проверки влажности.
Приборы: волосяной и пленочный
Установить волосяной термометр для измерения влажности в помещении довольно просто. Почему она так называется? Принцип работы этого типа гигрометра основан на использовании синтетического волоса, который обезжиривается. Как узнать, насколько влажен воздух внутри помещения? Как измерить влажность воздуха в доме с помощью прибора для волос?
Длина этих не содержащих жира синтетических волос также меняется при изменении состояния воздуха. Он натянут между пружиной и наконечником стрелы. Колебания искусственного волоса заставляют стрелку перемещаться по шкале, которая показывает общее значение влажности в помещении. Давайте поговорим о «внутренностях» устройства.
Этот измеритель влажности имеет широкий диапазон значений от 0 до 100, поэтому информация о состоянии воздушного потока будет более точной. Его главная особенность — простота эксплуатации. Он прост в обращении, поэтому не будет мешать вам при использовании. Этот счетчик можно разместить на стене вашей комнаты — это очень практично. Измеряйте и знайте состояние своего дома, и оно всегда будет у вас перед глазами.
Факторы, влияющие на погрешность измерения психрометров
Вы можете перечислить факторы, влияющие на психрометрическое измерение, используя аналитические формулы:
- агрегатное состояние воды в резервуаре (питателе) — необходимо понимать, замерзла вода в питателе или нет, и в соответствие с этим рассчитывать относительную влажность либо по формуле 1, либо по формуле 2;
- газовый состав воздуха и чистота дистиллированной воды — наличие примесей разных концентраций в воздухе, а также загрязненность воды влияет на коэффициенты kiиw, а как следствие на итоговую погрешность измерения. Также нельзя не упомянуть, что многие пользователи пренебрегают требованием к применению дистиллированной воды и используют обычную водопроводную воду, иногда фильтруя ее;
- смоченность и чистота батистовой ткани — напрямую влияет на погрешность измерений «мокрым» термометром, при этом учесть аналитически степень этого влияния невозможно. Многие пользователи пренебрегают этим фактором;
- наличие принудительной аспирации — очень важный параметр, оказывающий наиболее сильное влияние на погрешность измерения. Влияет на психрометрический коэффициент Aном. В случае применения психрометров Ассмана, этот фактор можно не учитывать, поскольку принудительная аспирация с требуемой скоростью обдува заложена конструктивно. Однако зачастую применяются психрометры Августа без какой-либо внешней аспирации, что приводит к большому увеличению погрешности измерения;
- величина атмосферного давления — определяет величину давления паровоздушной смеси Pном, а также незначительно влияет на значение повышающих функций fw(P,t’), fi(P,t’). В случае работы на уровне моря, давление можно принять равным 1013,25 гПа (согласно нормальным условия из ГОСТ 8.395-80) и пренебречь колебаниями атмосферного давления, однако в случае работы на высоте свыше 200-300 метров влиянием барической ступени уже нельзя пренебрегать, и в расчетах необходимо учитывать реальное значение атмосферного давления.
При соблюдении вышеуказанных условий результирующая погрешность измерения относительной влажности в соответствии с государственными метрологическими процедурами составляет 5-7% для простых психрометров и 3-5% для всасывающих психрометров.
Однако при использовании психрометров в промышленности возникают некоторые дополнительные трудности.
