Психрометр ассмана для чего

Что такое аспирационный психрометр

Влияние атмосферы на организмы людей и животных, растения, технику или неживые материалы, не ограничивается температурой. Не менее важной характеристикой служит и относительная влажность. Биологические существа, за исключением некоторых приспособившихся видов, плохо переносят повышенное или чересчур низкое количество водяных паров в воздухе. Страдает и техника, вместе с исходными материалами, из которых она изготовлена. Высокая влажность ускоряет процессы окисления механизмов и контактных площадок, приводит к замыканиям и изменениям в характеристиках работы электронных компонентов. Повышенная сухость, наоборот — вытягивает воду из смазок и технических жидкостей в движущихся частях, вызывает перегрев.

Кроме перечисленных взаимосвязей, не стоит забывать и о том, что насыщенность атмосферного воздуха влагой говорит о скором дожде или снегопаде. Резкое изменение характеристики предупреждает о последующей буре. То есть, зная текущие состояние насыщения парами воздуха, можно с высокой вероятностью предсказать последующую погоду.

Для определения текущего значения, используются специальные детекторы. Среди которых, наибольшее распространение получило устройство с названием — аспирационный психрометр Ассмана, по имени его изобретателя. Изначально прибор ориентирован целям определения показаний в моменты полетов на воздушном шаре. Со временем, точность измерений оценили и стали применять устройство повсеместно.

Что касается психрометра, — Ассман, не изобрел сам принцип его работы, а просто модифицировал существующий аппарат Августа (имя создателя) используемый в тех же целях. В последнем была проблема — получаемые показания искажались в зависимости от скорости воздушного потока, оббегающего чувствительные части измерителя. Разработка Ассмана позволила выровнять характеристику, выполняя действия по созданию непрерывного движения в одном темпе атмосферного газа вокруг компонентов прибора.

Описание устройства и вычисление влажности

Психрометр, как устройство в комплексе, представляет собой два градусника. Один из них взаимодействует своей чувствительной частью с воздушной средой напрямую, второй через смоченную жидкостью ткань. По разнице показаний между ними, используя формулу или специализированную таблицу и получают текущее значение относительной или абсолютной влажности воздуха. Аспирационный психрометр, отличается от классического, защитой обоих градусников и их чувствительных частей от переменного движения воздушных масс. С настоящей целью, измерители температуры накрыты пустотелыми стеклянными трубками, свободными для доступа воздуха понизу и соединенными в единый узел поверху. В получившееся закрытое внутреннее пространство, вентилятором или компрессором, нагнетается атмосферный воздух с постоянной скоростью 2 м/с (согласно стандарту).

Для определения значения абсолютной влажности, берут за основу информацию с сухого градусника t1, влажного t2 и текущее атмосферное давление B. Далее применяют формулу:

Вместо вычислений, чтобы получить относительную влажность в %, сравнивают показания аспирационного психрометра с соответствующим в специализированной таблице. Каждое из полученных значений от измерителя, соответствует определенному проценту количества водяных паров в атмосфере.

Погрешность к результату из таблицы и реальному состоянию атмосферы, не превышает и одного процента.

Физика работы

Принцип функционирования психрометра основан на затратах энергии при испарении жидкости. Физика процесса, подразумевает охлаждение поверхности, скрытой под влажным материалом, пока вода из него уходит в атмосферу. Чем выше изначальное количество паров жидкости в воздухе, тем медленнее сохнет покрытие чувствительной части градусника. Соответственно и охлаждение происходит дольше. При 100% влажности процесс стоит на месте и показания обоих измерителей температуры равны. Именно получаемая разница и служит основой вычисления, текущего количества паров жидкости в атмосфере.

Методы проверки аппарата

Существует три 100% симптома определяющих работоспособность аспирационного психрометра:

В сущности, есть еще одна часть аспирационного психрометра, которая может выйти из строя. Речь идет о двигателе или механизме вентилятора. Показания устройство будет продолжать давать в случае неисправности детали, но они будут не верными. Проверяется фактор по шуму, производимому аппаратом. Его отсутствие дает первое подозрение на поломку. Кроме того, если вентилятор работает, снизу и сверху психрометра ощущается ток воздуха. Последний хорошо виден, если поднести к прибору открытое пламя. Оно начнет колебаться под действием тяги создаваемой аспирационной головкой.

Комплект поставки

Устройство в своей основе используется для серьезных метеорологических измерений не только влажности воздуха на улице, но и контроля ее в помещениях производств. К последним, относятся такие критичные по требованиям к атмосферным водяным парам, как мукомольные предприятия, или заводы изготовляющие радиоэлектронные компоненты.

Перечисленное вынуждает производителей осуществлять единовременную поставку в комплектации всех необходимых частей нужных для ведения работы с прибором. Сюда относится и пипетка для заполнения колбы, заводной ключ (в случае механического вентилятора), а также весь необходимый крепеж аппарата. Обязательна и инструкция, вместе с таблицей соответствий.

Измерительный прибор, оснащается одним из двух видов вентиляторов, осуществляющих ток воздуха: механическим и электрическим. Для работы первого нужно выполнять завод пружины, второй использует ток бытовой сети питания 220 В. Несмотря на кажущуюся архаику механического — он предназначен для мест где нет подведенного электричества.

Методика измерений

Психрометр устанавливается на ровную поверхность или крепиться в вертикальном положении на опорные штанги. Высота размещения выбирается наиболее соответствующей глазам оператора. Колба для жидкости заполняется водой. После включается или заводиться аспирационная головка. Через 15–30 минут работы, в зависимости от модели аппарата, можно снимать первые показания. Процедура выполняется методом осмотра значений, определенных термометрами и расчета влажности согласно психометрической таблице или формуле.

По мере испарения жидкости из колбы ее уровень восполняют. Если измерения паров проводятся при температурах ниже нуля, проверяется их допуск в пределы от −25 до 50 °С.

Другие измерители влажности воздуха

Психрометр Августа и его вариант, предложенный Ассманом, не единственные существующие аппараты, измеряющие влажность воздуха. Сейчас больше распространены бытовые и профессиональные метеостанции, работающие на основе цифровых технологий. В них, текущая влажность измеряется специализированным датчиком, показания которого обрабатываются микроконтроллером для предоставления оператору-человеку или дальнейшего анализа. Возможности названых устройств, позволяют использовать их не только для контроля текущего количества водяных паров. Они, в зависимости от состояния атмосферы, способны запускать осушающее или увлажняющее воздух оборудование.

Для тех случаев, когда применение электрических метеостанций невозможно, используют иные механические гигрометры, не требующие постоянного обслуживания, как аппараты Августа или Ассмана. Физический принцип их действия — расширение или сжатие материалов в зависимости от текущего наличия водяных паров. К сожалению, точность показаний по такому детектору чуть ниже и составляет уже около 5%, в отличие от 1% даваемого аспирационными психрометрами.

Видео по теме

Источник

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.

Как работает психрометр

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

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:

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.

Источник

Что такое аспирационный психрометр

Психрометр аспирационный МВ-4-2М предназначен для измерения температуры и влажности воздуха в стационарных, экспедиционных условиях, а также в промышленных и бытовых помещениях. Физический принцип действия аспирационного психрометра такой же, как и станционного, но он содержит аспирационное устройство (вентилятор), создающее протяжку воздуха у резервуаров термометров с постоянной скоростью 2 м/с.

Аспирационный психрометр МВ-4-2М имеет два одинаковых ртутных термометра, укреплённых в металлической оправе, состоящей из трубки с тройником и планочных защит. К тройнику с помощью пластмассовых втулок прикреплены по две трубки (для радиационной защиты и вентиляции резервуаров термометров). Верхний конец трубки соединён с головкой аспиратора. Головка состоит из пружинного механизма и вентилятора, создающего ток воздуха через трубки и около резервуаров термометров. Пружина заводного механизма заводится ключом.

Наряду с аспирационным психрометром с пружинным механизмом применяется аспирационный психрометр М-34М с электродвигателем. Питание этого прибора производится от сети.

Резервуар правого термометра, являющегося «смоченным», обёрнут батистом, коротко срезанным под резервуаром. Все металлические поверхности никелированы, что обеспечивает отражение падающих на них солнечных лучей, исключая нагрев корпуса.

При вычислении влажности воздуха по аспирационному психрометру скорость обтекания резервуаров термометров воздухом принята равной 2 м/с. Для контроля соответствия фактической скорости воздуха требуемому значению психрометр М-34М устанавливают в вертикальное положение и при полностью заведённой пружине определяют время одного оборота барабана пружинного механизма. По секундомеру отмечают два следующих друг за другом момента времени, когда вертикальная риска на барабане совпадает с риской на окошечке в корпусе аспиратора. Время одного оборота барабана не должно отличаться от указанного в поверочном свидетельстве более чем на 5 с.

Внешний вид и состав аспирационного психрометра

Принцип измерения аспирационного психрометра

Психрометр аспирационный – прибор для измерения и контроля влажности и температуры. Для удобства выпускают два вида аспирационных приборов: электрические и механические. Подобные аспирационные психрометры незаменимы, для примера, в библиотеках и музеях, где экспонаты требуют непрерывных, постоянных нормальных условий хранения. На один из термометров из состава аспирационного психрометра накручивается батист, после он смачивается, заводится определенный механизм и на четвертой минуте определяется разница двух температур (сухого и смоченного термометра), а затем по психрометрическим таблицам определяется фактическая влажность в помещении.

Источник

Объясните принцип работы психрометра Ассмана и порядок работы с ним

Психрометр Ассмана (аспирационный психрометр) предназначен для измерения температуры и относительной влажности воздуха в наземных условиях (как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе).

ОПИСАНИЕ ПРИБОРА.

Принцип работыпсихрометра Ассмана основан на разности показаний сухого и влажного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе, в верхней части которой имеется часовой механизм с вентилятором, продувающим воздух около резервуаров термометров. Резервуары термометров помещены в двойную трубчатую защиту, имеющую воздушный зазор между ними. Это предохраняет резервуары термометров от нагревания вследствие лучепоглощения. С этой же целью наружная поверхность трубок никелируется и тщательно полируется, а сами трубки изолируются друг от друга теплоизоляционными кольцами. Трубки пластмассовыми втулками соединены с тройником воздухопроводной трубки, на верхнем конце которой укреплена аспирационная головка. Она состоит из часового механизма и вентилятора, которые закрыты колпаком. Пружина часового механизма заводится ключом.

Резервуар правого термометра обернут батистом; перед работой его смачивают дистиллированной водой при помощи резиновой груши с пипеткой.

При работе вентилятора в резервуары термометров засасывается воздух, который, проходя по воздухопроводной трубке к вентилятору, выбрасывается через прорези. При этом сухой термометр показывает температуру воздушного потока. Показания влажного термометра будут несколько ниже вследствие испарения воды с батиста.

Чем меньше влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее испарение и тем ниже показания влажного термометра. Следовательно разность показаний сухого и влажного термометров характеризует имеющуюся влажность воздуха. Измерив эту разность температур, можно определить влажность воздуха при помощи специальных психрометрических таблиц.

Порядок измерения относительной влажности воздуха психрометром Ассмана:

1)Определите комнатную температуру t.

2)Наберите в резиновую грушу дистиллированную воду и намочите батист, которым обернут резервуар одного из термометров.

3)Заведите ручкой часовой механизм психрометра до упора и подвесте психрометр на крюк.

4)Подождите до тех пор пока столбик влажного термометра не перестанет двигаться и запишите разность температур.

5)Пользуясь таблицей найдите относительную влажность φ.

6)Проведите измерения три раза и вычислите средние значения измеряемых

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)

Источник

Аспирационный психрометр Ассмана

Аспирационный психрометр Ассмана дает более точные показания, так как ртутные резервуары термометра заключены в металлические гильзы, предохраняющие их от воздействия теплового излучения.

Психрометр

Психрометр Августа и аспирационный психрометр Ассмана.

Корпус прибора заключен в защитную трубку, в конце которой помещен аспирационный вентилятор, который обеспечивает постоянную скорость движения воздуха (2 м/с) подвешивают в исследуемой точке на расстоянии 1,5 м от пола. Показания снимают летом через 4 — 5 мин, зимой — через 15 — 20 мин.

Определение относительной влажности воздуха по психрометру Августа

Определение относительной влажности по показаниям аспирационного психрометра, %

Абсолютную влажность определяют по формуле:

где f — максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра мм рт. ст.; t₁ — показания сухого термометра, °С; t₂ — показания влажного термометра, °С; 5 — барометрическое давление в момент определения, мм рт. ст.; 0,5 — постоянный психрометрический коэффициент.

Для этого в вертикальном столбце находят показания сухого термометра, в горизонтальном — показания влажного термометра. Относительную влажность (в процентах) находят в месте пересечения горизонтальной и вертикальной линий.

«Руководство к практическим занятиям по методам
санитарно-гигиенических исследований», Л.Г.Подунова

Источник