Home » Misc » Принцип действия психрометра

Принцип действия психрометра


Психрометр принцип работы

Влажность воздуха в квартире — один из основных показателей домашнего микроклимата. Слишком высокое или низкое содержание влаги в воздухе может доставить дискомфорт и негативно сказаться на самочувствии. Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.

  • Принцип работы психрометра

Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях. Относительная влажность — содержание водяного пара в воздухе и его взаимодействие с температурой воздуха. Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.

Гигрометр бывает нескольких видов:

  • волосяной,
  • пленочный,
  • весовой,
  • конденсационный,
  • психрометрический,
  • электронный.

Психрометрический гигрометр

Психрометр основан на взаимодействии между собой «сухого» и «влажного» термометров. В приборе установлены два градусника с подкрашенными жидкостями (красного и синего цветов). Одна из этих трубок обмотана хлопчатобумажной тканью, конец которой погружен в резервуар с раствором. Ткань намокает, а затем влага начинает испаряться, тем самым охлаждая «влажный» термометр. Чем ниже влажность воздуха в помещении, тем ниже будут показания термометра.

Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.

Психрометры бывают нескольких видов:

  • стационарный. Включает два градусника (сухой и влажный). Работает по принципу, описанному выше. Процент влажности воздуха рассчитывается по таблице.
  • аспирационный. От стационарного отличается лишь наличием специального вентилятора, который служит для обдува термометров поступающим потоком воздуха, тем самым ускоряя процесс измерения влажности воздуха.
  • дистанционный. Этот психрометр бывает двух видов: манометрическим и электрическим. Вместо ртутных или спиртовых градусников имеет кремниевые датчики. Однако, как и в первых двух случаях, один из датчиков остается сухим, второй — влажным.

Работа психрометра основана на степени охлаждения испарением резервуара «смоченного» термометра при балансе теплообмена и зависящей от количества влаги в вентилируемом потоке воздуха постоянной скорости. По температуре «смоченного» термометра и температуре воздуха определяют относительную влажность. Психрометр состоит из двух основных частей - головки 1 и термодержателя 3 (рис. 1).

Внутри головки располагается аспирационное устройство, состоящее из заводного механизма, ключа 2 и вентилятора для психрометра МВ-4-2М; в психрометре М-34-М используется электродвигатель с вентилятором, подключаемый к сети переменного тока напряжением 220 В.

На термодержателе 3 установлены термометры 4, один из которых «смоченный», а другой служит для измерения температуры воздуха. Термометры защищены от воздействия солнечной радиации как сбоку - планками 5, так и снизу - трубочками 6. В нижней части термодержателя расположено устройство для регулирования скорости аспирации. Оно состоит из клапана 8, имеющего форму конуса и подпружиненного винта 7. При повороте винта перекрывается определенная часть сечения трубки 9, что приводит к изменению скорости аспирации.

Регулировка скорости до заданной величины проводится на заводе и при необходимости в бюро поверки.

Рис. 1. Схема аспирационного психрометра МВ-4-2М При вращении вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров, проходит по трубке 9 к вентилятору и выбрасывается наружу через прорези в аспирационной головке. К психрометру прилагаются: пипетка для смачивания, состоящая из стеклянной трубочки, вставленной в резиновый баллон с зажимом; щиток (ветрозащита) для защиты аспиратора от влияния ветра; металлический крючок для подвешивания прибора за шарик на аспирационной головке, поверочные свидетельства к термометрам и паспорт. Для вычисления влажности по показаниям термометров используют психрометрические таблицы или вычисляют по формуле. Формулы и вспомогательные таблицы для вычисления абсолютной и относительной влажности представлены в приложении 1

Принцип действия любого психрометра основан на физическом свойстве жидкости (воды) к испарению и возникающей при этом разности температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того, что жидкость покидают наиболее "быстрые" молекулы, приводит к потере жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое смоченным термометром.

Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных). Один сухой, другой влажный (смоченного), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью. Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.

Зафиксировав показания сухого и влажного термометров, с помощью специальных формул или психрометрической таблицы определяется относительная, а затем по психрометрической формуле - абсолютная влажность воздуха.

Питатель должен всегда быть наполнен дистиллированной водой. Ее доливают либо после выполнения измерений, либо не менее чем за полчаса до их выполнения.

Можно применять кипяченую воду с экспозицией не менее 15 минут. Ее заливают в питатель, предварительно охладив до комнатной температуры.

Фитиль увлажненного устройства должен быть чистым, влажным и мягким постоянно. По мере загрязнения он подлежит замене.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 8 чел.
Средний рейтинг: 3.5 из 5.

Психрометр. Виды и работа. Применение и особенности

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.

Принцип действия устройства основывается на свойстве жидкости при испарении влиять на температуру прилегающих к ней поверхностей. В приборе имеется 2 термометра. Один находится во влажной среде, а второй остается сухим. Первый контактирует со смоченной поверхностью, в качестве которой выступает губка или ткань. Прикасаясь к ней, термометр охлаждается от испаряющейся жидкости. Как следствие он показывает меньшую температуру, чем сухой прибор. Разница на двух термометрах составляет несколько градусов. Она используется для физических вычислений относительной влажности.

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.

Табличные данные являются следствием расчета по формуле e = E-A•P(t-tc). Показатель «е» отображает упругость водяного пара в воздухе. Это является величиной абсолютной влажности воздуха. «Е» – максимально возможная упругость пара при температуре смоченного термометра. Показатель «t» температура воздуха. «А» является высчитанным коэффициентом, который напрямую зависит от термометра и скорости движения воздуха, соприкасаемого с резервуаром и колбой термометра. Показатель «P» – это давление воздуха.

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

Психрометр и гигрометр это приборы одинакового назначения. Они оба созданы для определения влажности. При этом устройства отличаются между собой по принципу работы. Дело в том, что гигрометр разработан специально для измерения физико-химических свойств разных веществ. Психрометры работают намного проще. Естественно, чем элементарней конструкция, тем она надежней. Именно поэтому психрометры более точные. Хотя они лишены ряда дополнительных функций, но могут использоваться в качестве эталона. Именно по психрометру проводят поверку точности многозадачного 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

В качестве бытовых психрометров обычно предлагается использовать классические стационарные приборы. В идеале проводить заправку их резервуара дистиллированной водой. При ее отсутствии можно использовать кипяченую воду. Кипячение позволяет уменьшить концентрацию в жидкости солей, забивающей капилляры тканевой ленты и ускоряющей ее пересыхание. Чтобы психрометр работал точно без возможной погрешности, лучше использовать всегда только дистиллированную воду. Тогда лента не напитает соль, поэтому всегда будет сохнуть правильно.

Похожие темы:
  • Метеостанция для дома. Виды и устройство. Как выбрать, особенности
  • Влагомер. Виды и работа. Применение и особенности конструкции
  • Барометр. Виды и работа. Применение и настройка. Особенности
  • Термометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Как работает психрометр?

Обновлено 20 мая 2020 г.

Автор: Amy Dusto

Психрометр — прибор для измерения влажности воздуха. Это достигается путем сравнения разницы температур между сухой колбой термометра и влажным термометром, который потерял часть своей влаги в результате испарения.

Использование психрометра

Психрометр — это устаревший тип гигрометра, представляющий собой прибор для измерения влажности. Он состоит из двух термометров: влажного и сухого. Сухой термометр измеряет температуру окружающего воздуха так же, как и любой бытовой термометр. Влажная груша покрыта тканью, обычно хлопчатобумажной, которую перед использованием необходимо смочить водой.

Когда смоченный термометр готов, ученый либо качает психрометр, либо оставляет его неподвижным, в зависимости от конструкции устройства, пока смоченный термометр не остынет до конечной температуры. Затем, зная разницу между влажной и сухой температурой и атмосферным давлением в своем месте, она может определить влажность воздуха.

Как работает психрометр?

Величина испарительного охлаждения смоченного термометра психрометра находится в прямой зависимости от количества влаги в воздухе. Более сухой воздух поглощает больше влаги из луковицы, что, в свою очередь, сильнее ее охлаждает. Влажный воздух не может поглощать столько воды из колбы, поэтому температура не меняется так сильно. Другими словами, чем меньше изменение температуры смоченного термометра, тем влажнее воздух.

Первые психрометры появились в 1600-х годах. Хотя дизайн этих устройств не сильно изменился, сегодня доступны также цифровые версии . Цифровое устройство может одновременно отображать множество сведений об атмосферных условиях, включая влажность, температуру воздуха, температуру поверхности и точку росы. Однако этим устройствам требуется от 20 до 30 минут для калибровки в соответствии с местными условиями перед использованием, а датчик смоченного термометра может высохнуть после длительного простоя.

Таким образом, старый добрый ручной психрометр не потерял своей привлекательности, несмотря на то, что от пользователя требуется немного больше беготни. После считывания температуры обоих термометров они должны обратиться к психрометрической диаграмме для окончательного показания влажности.

Психрометрические диаграммы

Психрометрические диаграммы позволяют ученым искать пересечение температур сухого и влажного термометров с психрометра, чтобы узнать о тепловых свойствах воздуха. Эта информация включает:

  • Относительная влажность: насколько воздух близок к более желательной влажности.
  • Точка росы: Температура, при которой влага, содержащаяся в воздухе, начинает конденсироваться.
  • Энтальпия: Сколько тепла содержит воздух в единицах БТЕ на фунт сухого воздуха.
  • Коэффициент влажности: Количество влаги в воздухе в фунтах на фунт сухого воздуха.
  • Удельный объем: сколько места занимает воздух.

Бюро погоды Министерства сельского хозяйства США опубликовало свои первые таблицы психрометрических данных в 1900 году. Вместо того, чтобы показывать графики зависимости температуры от влажности, таблицы показывают числовые данные для каждой пары показаний. Пересмотренное издание таблиц 1915 года состояло из 87 страниц.

Кто использует психрометры?

Хотя сегодня психрометры несколько устарели, они все еще иногда используются для калибровки гигростатов, которые контролируют внутреннюю влажность систем кондиционирования воздуха и отопления зданий. В прошлом психрометры использовались при проектировании систем вентиляции зданий.

Психрометры также исторически использовались в различных научных дисциплинах, и сегодня студенты могут научиться использовать эти инструменты и интерпретировать психрометрические диаграммы, даже если они больше не являются популярным методом сбора данных. Метеорологи или ученые-экологи, например, могут научиться использовать психрометры для измерения атмосферных условий, как и инженеры-агрономы, проектирующие помещения с особыми требованиями к влажности, такие как теплицы или коровники для скота.

Как работает пращевой психрометр?

В вашем браузере отключен JavaScript, что ограничивает функциональность веб-сайта. Пожалуйста, включите его для просмотра содержимого страницы и работы со всеми функциями сайта

Добро пожаловать, гость | Авторизоваться

  • Почему нас
  • Полезная информация
  • Последние новости
  • Заказ
  • Доставка
  • Возвращает
  • Контакт

Поговорите с ученым 1300 737 871

Нужна помощь? Звоните нашим ученым и выбирайте с уверенностью

1300 737 871 Нужна помощь? Позвоните нашим ученым и выберите с уверенностью

БЕСПЛАТНАЯ ЭКСПРЕСС-КУРЬЕР ОТ $100

БЕСПЛАТНЫЙ ВОЗВРАТ 30 ДНЕЙ

ЦИТАТЫ В ТЕЧЕНИЕ 1 ЧАСА

ПОДДЕРЖКА КВАЛИФИЦИРОВАННОГО УЧЕНОГО

ГАРАНТИЯ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ

Если не сломалось, не чини. Психрометры ни в коем случае не являются новым изобретением и практически не изменились за последние десятилетия. Тем не менее, это популярное научное оборудование, измеряющее влажность, до сих пор невероятно полезно и широко используется.

О подвесных психрометрах

Гигрометры измеряют относительную влажность окружающей среды. Психрометры — это гигрометры без батареек, которые предлагают простой способ измерения влажности.

Психрометры — отличные инструменты, потому что они:

  • Недорогие
  • Не нужен источник питания
  • Портативные
  • Требуют минимального обслуживания и
  • Невероятно просты в использовании.

Психрометры следует использовать для мониторинга окружающей среды и регистрации полевых измерений, если для вас важны портативность и низкие эксплуатационные расходы. Подходящие приложения включают в себя образовательные цели, лабораторное использование и измерение влажности в складских помещениях.

Конструкция психрометра

Несмотря на то, что каждая марка и модель могут незначительно отличаться, основная конструкция подвесного психрометра состоит из двух термометров, помещенных в пластиковый корпус. Фитиль закрывает колбу одного из термометров. Вы должны замочить этот фитиль в воде перед использованием. Этот термометр называется «термометр с влажным термометром». Другой термометр остается открытым для воздуха и известен как «термометр с сухим термометром». На конце корпуса термометра находится поворотная ручка, которую вы используете для вращения психрометра.

 

Рисунок 1. Психрометр с маркировкой  

Принцип работы

Когда вода на поверхности испаряется, она извлекает тепло, которое, в свою очередь, значительно охлаждает поверхность. Говоря это, воздух содержит только ограниченное количество воды, после чего он становится насыщенным, и в этот момент вода не будет испаряться так быстро.

Конструкция психрометра использует эти принципы для определения относительной влажности. Если окружающий воздух относительно сухой, из смоченного термометра будет испаряться больше влаги, и падение температуры будет выше. Если воздух более влажный, испарение будет меньше, и падение температуры будет меньше. Короче говоря, психрометр определяет влажность, соотнося изменения температуры.

Метод

Перед использованием смочите фитиль смоченного термометра психрометра в воде. Как только фитиль станет влажным, возьмитесь за ручку и вращайте психрометр в воздухе. Вращение создает поток воздуха вокруг как влажных, так и сухих ламп. Это действие позволяет воде в насыщенном фитиле испаряться, тем самым снижая температуру смоченного термометра. Температура по сухому термометру останется неизменной. Падение температуры, зарегистрированное для влажного термометра, будет прямо пропорционально количеству воды, испаряющейся в воздух. Это значение называется «депрессией по влажному термометру».

Узнать уровень относительной влажности легко. Запишите температуру сухого термометра и известную депрессию смоченного термометра. Проще говоря, депрессия по влажному термометру = температура по сухому термометру – температура по влажному термометру. Затем используйте психрометрическую диаграмму, чтобы определить относительную влажность окружающего воздуха.

Видео-пример

Посмотрите видеоролик, в котором ученый по выбору приборов измеряет относительную влажность с помощью психрометра Sling.

Рис. 2 Видеодемонстрация: Как выполнить измерение относительной влажности с помощью психрометра IC736700 Sling.

Заключение

Некоторые приборы настолько эффективны, что нет смысла пытаться их улучшить, и это, несомненно, относится к Психрометрам Слинга. Эти приборы представляют собой простой, не требующий батареек и недорогой способ определения относительной влажности.

Ознакомьтесь с полным ассортиментом слинговых психрометров здесь.

Хотите получить дополнительную информацию о психрометрах Sling? Свяжитесь с одним из ученых, занимающихся подбором инструментов. Мы здесь, чтобы помочь! Позвоните по номеру 1300 737 871 или напишите [email protected].

Также интересно

Как работает измеритель солености?

Измерители солености — это простой в использовании инструмент, показывающий качество воды и отличный способ получить быструю оценку растворенной соли, присутствующей в широком диапазоне проб воды.

Они используются в самых разных областях: от проверки уровня солености воды, используемой в сельском хозяйстве, питьевой воды, сточных вод до проверки воды в домашних бассейнах и спа.

Если вам интересно узнать, как работает измеритель солености, эта статья для вас.

Learn more