Психрометр и гигрометр в чем разница

Что такое психрометр?!

Психрометры, как правило, используются для измерения величины относительной влажности воздуха. Показатели относительной влажности являются важными показателями в различных областях науки и производства. Например, показания влажности воздуха очень важны при использовании весового оборудования для получения точных показателей взвешивания.

Принцип работы и устройство психрометров

Действие любого психрометра основывается на физическом свойстве жидкости, в частности воды, испаряться и возникающих при этом разностей температур, которые показываются сухим и влажным термометрами. Испарение воды со смоченной поверхности, ткани, губки, соединенной с одним из термометров, приводит к потере части энергии, как следствие, снижению температуры жидкости. Это снижение, а точнее сниженную температуру, и регистрирует смоченный термометр.

Ниже представлена «психрометрическая формула», которая позволяет определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров.

е —упругость водного пара находящегося в воздухе (абсолютная влажность воздуха);

Е —максимально возможная упругость водного пара при температуре tс смоченного термометра;

t —температура воздуха;

А —коэффициент, который зависит от устройства термометра и скорости прохождения воздуха возле резервуара термометра;

P —давление воздуха.

В чем отличия гигрометра от психрометра

Помимо психрометров, для измерения влажности воздуха, также, используются гигрометры, принцип работы которых основывается на изменениях физико-химических свойств различных веществ при изменении влажности окружающей среды. Наибольшее распространение получили емкостные, оптические, резистивные и термисторные гигрометры.

Однако, в то же время, гигрометры более функциональны. Некоторые модели гигрометров способны измерять влажность не только воздуха, но и твердых тел. К примеру, используя емкостный гигрометр можно измерить влажность таблеток.

Виды психрометров

По большом счету, различают три вида психрометров:

Стационарный психрометр

Стационарный психрометр (психрометр Августа) – это тот самый, «классический» психрометр, описанный выше. Состоит стационарный психрометр из двух термометров, которые закреплены на специальном штативе и помещены в метеорологическую будку. Резервуар одного из них обвязан кусочком батиста, конец которого помещен в стаканчик с водой, для обеспечения свободного поступления воды к резервуару. Сама будка (метеорологическая будка Селянинова) устроена таким образом, что в ней обеспечивается свободный обмен воздуха. Основной недостаток стационарных психрометров заключается в том, что показания смоченного термометра зависят от скорости воздушного потока в будке. Преимущество же стационарного психрометра заключается в его простоте и удобстве обслуживания. Схему психрометра Августа можно увидеть на рисунке 1. Самым простым психрометром является психрометр-гигрометр серии «ВИТ»: ВИТ-1, ВИТ-2 и ВИТ-3.

Аспирационный психрометр

Дистанционный психрометр

Дистанционный психрометр – это уже промышленный психрометр, в котором для измерения влажности воздуха используются различные термометры сопротивления, а также термопары и термисторы. Основные типы таких приборов: манометрические и электрические психрометры. Тут все зависит от типа используемого термометра.

В манометрическом психрометре, как следует из названия, обычно используются либо двухканальный манометрический термометр, либо два одноканальных, где один из термобаллонов снабжен системой увлажнения.

Более широкое распространение получили психрометры, в которых используются термометры сопротивления, термопары, термисторы. Однако, также как и в других психрометрах, обязательным условием для надежной работы и точности показаний является использование сухого и увлажненного преобразователей и датчиков температуры. Хорошим примером электронного психрометра, в качестве датчиков температуры «сухого» и «влажного» термометров использующего кремниевые транзисторы является модель ПТ-1.

Источник

Психрометр: устройство, принцип работы, типы, основные отличия от гигрометра

Психрометр или гигрометр психометрический – это специальный прибор, предназначенный для измерения температуры и влажности воздуха. Психрометр устроен из двух термометров: ‘сухого’ и ‘влажного’, термодатчики которых являются абсолютно независимыми друг от друга. Первый термометр определяет температуру, в то время как влажность высчитывается, как разница между показаниями ‘сухого’ и ‘мокрого’ термометров. Существует три вида измерителей влажности воздуха:

Стационарный психрометр (Августа)

Термометры станционных психрометров крепятся на специальном штативе, поэтому показания прибора сильно зависят от скорости воздушного потока в помещении, где производятся измерения. Среди самых простых приборов данного типа можно выделить гигрометр-психрометр ВИТ-2, ВИТ-1.

Аспирационный психрометр (Асмана)

Аспирационный психрометр считается одним из самых надежных измерителей, так как термометры в нем находятся в специальной защитной оправе, которая защищает их не только от повреждения, но и воздействия прямых солнечных лучей. Поток исследуемого воздуха в таком устройстве имеет постоянную скорость около 2 мм/с. Но, как и станционный прибор, аспирационный психрометр является достаточно хрупким, так как построен на базе ртутно-спиртовых градусников.

Дистанционный

Дистанционные манометрические или электронные психрометры – это промышленные устройства, которые работают на основе терморезисторов и термометров сопротивления. Например, электронный психрометр вместо двух ртутных или спиртовых датчиков температуры имеет кремниевые транзисторы.

Устройство и принцип работы психрометра

Принцип действия психрометра основан на том, что при испарении вода охлаждается. Это происходит сильнее, если содержание влаги в воздухе, который контактирует с водой меньше. Беря показатель разницы температуры сухого и мокрого термометра, определяют влажность воздуха.

В состав простого психрометра входит два ртутных или спиртовых термометра. ‘Мокрый’ измеритель с одной стороны обернут влажной тканью, конец лоскута которой опущен в емкость с жидкостью. Работа любого психрометра основана на физическом свойстве воды испаряться. В процессе испарения из жидкости уходят самые ‘быстрые’ молекулы, в результате чего также теряется определенное количество энергии, и температура воды снижается. Именно эту температуру и замеряет ‘влажный’ термометр. Чтобы узнать влажность воздуха психрометром, нужно зафиксировать показания двух термометров и по психометрической таблице высчитать относительную влажность.

Абсолютная влажность определяется по психометрической формуле: e = E-A*P(t-tc); где:

Чем отличаются между собой гигрометр и психрометр

Гигрометр, как и психрометр, используется для измерения влажности воздуха. Между собой эти два устройства отличаются по принципу работы. Психрометр считается более простым и, вместе с тем, более надежным измерителем, поэтому зачастую пользователи предпочитают все же купить психрометр. Однако гигрометры являются более функциональными, они могут измерять влажность не только воздуха, но и твердых тел.

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

Психрометр: виды, устройство и принцип работы психрометров

Зачем нужен психрометр. Какие они бывают. Принцип работы каждого вида психрометров. Фотографии и схемы. Кроме того, в статье вы узнаете чем отличается психрометр и гигрометр.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Психрометр Асмана» или «Принцип работы инкрементного и абсолютного энкодера».

Что такое психрометр

Психрометр (производное от греч. ψυχρός — холодный и τό μέτρον — мерило, измерять) — это прибор предназначенный для измерения температуры воздуха и его влажности.

В основном психрометры используются для определения показателей относительной влажности воздуха. Эти показатели весьма важны в различных областях науки и производства. Особенно это важно при использовании весового оборудования для определения точности показателей.

Принцип работы и устройство психрометров

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.

Психрометрическая формула, позволяющая определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров, выглядит так:

где
е —упругость водного пара находящегося в воздухе;
Е —максимально возможная упругость водного пара при температуре tс смоченного термометра;
t —температура воздуха;
А —коэффициент зависящий от устройства термометра и скорости прохождения воздуха возле резервуара термометра;
P —давление воздуха.

В чем отличия гигрометра от психрометра

Для измерения влажности воздуха также используются гигрометры. Принцип их работы основан на изменении физико-химических свойств различных веществ при изменении влажности окружающей среды. Наиболее распространенные из них: оптические, термисторные, резистивные и емкостные.

Именно в принципе работы и состоит отличие гигрометра от психрометра. Более простое устройство делает психрометр более защищенным от посторонних воздействий и потому более надежным. Поэтому, в пользовательских инструкциях многих конструкций гигрометров указано о необходимости периодически проверять показания по психрометру.

В то же время, гигрометры гораздо более функциональные. Они способны измерять не только влажность воздуха, но и влажность твердых тел. Например, с помощью емкостного гигрометра можно измерить влажность таблеток.

Виды психрометров

Различают следующие виды психрометров: стационарный (станционный), аспирационный и дистанционный.

Стационарный психрометр

Аспирационный психрометр

Аспирационный психрометр (психрометр Асмана) устроен более сложно. Конечно, термометры в этом типе по прежнему есть, но они помещаются в специальном корпусе, служащем для их защиты от повреждений и теплового излучения окружающих предметов. Обдув производится с помощью специального вентилятора (аспиратора), с постоянной скоростью примерно 2 м/сек. Аспирационный психрометр является наиболее точным и надежным прибором для измерения температуры и влажности воздуха при положительной температуре окружающей среды.

Дистанционный психрометр

Для измерения влажности воздуха в дистанционном психрометре используются термометры сопротивления, термопары, термисторы. Основными типами являются манометрические и электрические психрометры. В качестве манометрического обычно используют либо двухканальный манометрический термометр, либо два одноканальных, с устройством системы увлажнения для одного из термобаллонов. Более широко распространены психрометры на базе термометров сопротивления, термопар, термисторов. Обязательным условием надежности и точности показаний является использование аналогичных характеристик сухого и смоченного преобразователей (датчиков) температуры.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник

Гигрометры психрометрические типа ВИТ. Особенности использования и различия модификаций

Гигрометры типа ВИТ предназначены для контроля температуры и влажности окружающей среды различных помещениях. Часто такие приборы применяются в лабораториях, медицинских учреждениях, складах, пищевых предприятиях и других организациях.

Существует два вида психрометрических гигрометров: ВИТ-1 и ВИТ-2. Первая модификация используется, как правило, в складских помещениям, температура воздуха в которых не превышает 25 градусов. Для помещений, в которых температура воздуха варьируется в пределах 20-40 градусов используется модификация ВИТ-2. В неотапливаемых помещениях с температурой ниже 0 градусов, психрометрические гигрометры использовать нельзя, т.к. вода, смачивающая один из термометров, замерзнет и прибор может выйти из строя (может лопнуть стеклянный резервуар с водой).

Основные характеристики гигрометров ВИТ

В основе прибора два жидкостных термометра со шкалой от 0 до 25 гр.С (для ВИТ-1) и от 15 до 40 гр.С (для ВИТ-2). Ртуть в термометрах не используется, а в качестве термометрической жидкости применяется окрашенный в красный цвет толуол. Один из термометров смачивается дистиллированной водой при помощи матерчатого фитиля, погруженного в специальный стеклянный резервуар (питатель). Стеклянный резервуар крепиться с помощью зажимов во внутренней части прибора и должен быть всегда заполнен дистиллированной водой. Следует следить за уровнем воды в питателе, вода со временем испаряется и ее необходимо доливать.

Справа от термометров располагается таблица, по которой определяется относительная влажность воздуха в % с использованием значений разности между показаниями сухого и смоченного термометра. Такая же таблица имеется в паспорте, который в обязательном порядке прикладывается к прибору. Ниже будет описан пример расчета влажности с помощью психрометрического гигрометра.

Как работать с гигрометром и рассчитать влажность?

На первый взгляд может показаться, что определить влажность с помощью психрометрического гигрометра очень сложно и для этого требуются определенные знания. Такое заблуждение вызывает внешний вид прибора, большая таблица со множеством значений, два термометра и стеклянный резервуар, который должен быть заполнен водой. Однако, инструкция по работе с гигрометрами ВИТ крайне проста. Для начала нужно заполнить резервуар (питатель) водой, желательно использовать дистиллированную воду, но можно и заполнить обычной, очищенной с помощью бытовых фильтров, воду.

Для заполнения питателя, его необходимо снять с прибора (крепится он на пластиковых защелках), и погрузить запаянным концом вниз в емкость с водой. Такой способ заполнения описан в инструкции, но на мой взгляд, удобней использовать обычную промывалку (пластиковую банку с трубкой). Можно придумать и другой способ, главное, чтобы питатель был полностью заполнен водой. После наполнения, питатель устанавливается на прежнее место таким образом, чтобы от нижнего края термометра до открытого конца питателя было не менее 2 см. Матерчатый фитиль, надетый на термометр, необходимо опустить в открытый край питателя, чтобы он постоянно смачивался водой и не касался краев питателя. Звучит, наверное, несколько сложно, но на деле это займет не более пары минут и не должно доставить никаких трудностей.

После установки питателя, прибор вешается на стену в вертикальном положении, выдерживается не менее 30 минут, после чем снимаются показания сухого и увлажненного термометров. Из-за того, что вода с влажного фитиля испаряется, происходит его охлаждение, поэтому показания увлажненного термометра, будут ниже, чем сухого. Значение влажности определяется по таблице, расположенной на самом приборе и в руководстве по эксплуатации. Искомое значение, будет находиться на пересечении значений показания сухого термометра и разницы в показаниях сухого и влажного термометра. Например, при температуре воздуха 26 гр.С, разница в показаниях составляет 10 гр.С, находим в таблице эти значения, и получаем, что влажность воздуха составляет 29%. Чем ниже значение влажности, тем больше разница в показаниях термометров. В данном случае определение проводилось в холодное время года с работающими отопительными приборами в помещении. Такое значение влажности считается низким. Для помещений нормальная влажность, как правило, составляет 40-60%.

Есть определенные нюансы по округлению значений и внесению поправок, они описаны в руководстве по эксплуатации прибора.

Особенности использования психрометрических гигрометров

Несмотря на всю простоту использования гигрометров, есть одна особенность, на которую многие не обращают внимание. Дело в том, что значения, указанные в таблице на приборе, актуальны при скорости аспирации 0,5-1,0 м/с, т.е. с такой скоростью должен обдуваться увлажненный термометр. В руководстве по эксплуатации по этому поводу есть отдельный пункт: «4.7. Перед измерением относительной влажности измерьте скорость аспирации непосредственно под гигрометром. Измерение скорости аспирации проводите с помощью анемометра крыльчатого». Но даже без использования анемометра (прибора для измерения скорости ветра) всем понятно, что в помещении не может быть (за редким исключением) воздушного потока скоростью 0,5-1 м/с.

При недостаточной скорости воздушного потока происходит замедление испарения влаги и соответственно недостаточное охлаждение увлаженного термометра, в связи с чем значение относительной влажности получаются завышенными. Помимо этого, во время аккредитации лаборатории или прохождения инспекционного контроля, эксперт по аккредитации с большой долей вероятности может обратить внимание на неправильное использование прибора и отсутствие контроля скорости аспирации, что может привести к проблемам с аккредитацией.

Для решения данного вопроса существует специальное устройство аспирации, которое крепится на гигрометр и обеспечивает постоянный воздушный поток с требуемой скоростью. Такой прибор называется «Устройство аспирации гигрометра ВИТ УА». В основе прибора микровентилятор и источник питания. Устройство аспирации выпускается в трех модификациях: работающее от блока питания, от обычных пальчиковых батареек или от встроенного аккумулятора.

Но стоит иметь ввиду, что даже при использовании устройства аспирации, требуется проверять скорость воздушного потока с помощью анемометра, в противном случае, мы не можем быть уверенными, что устройство обеспечивает нужную скорость воздушного потока.

Чтобы избежать сложностей с заполнением гигрометра водой, обеспечением скорости аспирации, расчетом значений по таблице, можно использовать современную замену — электронный термогигрометр с поверкой, например, модель ТМФЦ-101.

Межповерочный интервал на гигрометры ВИТ

Гигрометры ВИТ относятся к средствам измерения и в обязательном порядке должны быть включены в реестр СИ. Приборы поставляются с поверкой и имеют соответствующую отметку в паспорте. Межповерочный интервал составляет 2 года. Для пример, можно посмотреть описание типа средств измерений на гигрометры ВИТ производства «Шатлыгин и Ко».

Производители гигрометров ВИТ

Несмотря на то, что приборы имеют одинаковый внешний вид и название, они выпускаются несколькими заводами. В России гигрометры производит ООО «Термоприбор» (г.Клин), старейшее предприятие, выпускающее различные виды жидкостных и ртутных термометров. Также применяются приборы украинского производства, выпускаемые заводом «Стеклоприбор» и компанией «Шатлыгин и Ко». Гигрометры «Шатлыгин и Ко» с недавних пор производятся в России в г.Белгород. Независимо от страны происхождения гигрометры ВИТ можно использовать в аккредитованных лабораториях в качество средства измерения.

Источник