Приборы и устройства для измерения параметров

Метеорологических и микроклиматических факторов

ПСИХРОМЕТРЫ АСПИРАЦИОННЫЕ

Назначение

Психрометры аспирационные предназначены для измерения температуры воздуха и температуры «смоченного» термометра с целью последующего вычисления параметров влажности воздуха (абсолютной, относительной) в диапазоне от 10% до 100% при температуре от минус 10 °С до плюс 50 °С.

Модификации

М-34-М – с аспирацией с помощью электродвигателя;

МВ-4-2М - с механической аспирацией

Принцип работы и устройство психрометров

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

Основные технические данные

Диапазон измерения температуры воздуха от минус 25 °С до плюс 50 °С.

Диапазон измерения температуры «смоченного» термометра от минус 10 °С до плюс 50 °С.

Питание психрометра М-34-М осуществляется от источника переменного тока напряжением (220⁺²²_-33) в при частоте (50±1) Гц.

Мощность, потребляемая психрометром М-34-М, не более 30 ВА.

Предел допускаемых случайных составляющих погрешностей термометров, после введения поправок ±0,1 °С.

Скорость аспирации для психрометра МВ-4-2М на четвертой минуте и для психрометра М-34-М на любой минуте не менее 2,0 м/с.

Время раскручивания пружины заводного механизма психрометра МВ-4-2М при полном заводе составляет не менее 8 минут.

Порядок работы

Порядок работы психрометра следующий:

1) при определении влажности на открытом воздухе вынести психрометр из помещения зимой за 30 мин, а летом за 15 мин до момента отсчета и повесьте его в установленном месте на высоте 2 метра от поверхности земли;

2) смочите батист на резервуаре термометра, это смачивание произведите за 4 мин до начала наблюдений.

Для этого возьмите резиновый баллон с зажимом, заранее наполненный дистиллированной водой, и легким нажимом доведите воду в пипетке не ближе, чем на 1 см до края, и удержите на этом уровне при помощи зажима. Затем введите пипетку во внутреннюю трубку защиты и смочите батист. Выждав некоторое время, не вынимая пипетки из трубки, разожмите зажим, вбирая воду в баллон, и выньте пипетку;

3) заведите пружину заводного механизма психрометра МВ-4-2М или включите электромотор психрометра М-34-М, желательно, к стабилизированному источнику питания переменного тока;

4) через четыре минуты после пуска вентилятора или включения электромотора произведите отсчет по термометрам. Отсчет снимают с точностью до 0,25 цены деления шкалы, значение температуры округляют до 0,1 °С и в показания вводят поправки, взятые по паспорту термометров.

У термометров каждое деление шкалы соответствует 0,2°С. Нечетные десятые доли градусов определяются на глаз.

При температуре воздуха ниже 0 °С психрометр выносят из помещения за полчаса до наблюдений, тотчас смачивают резервуар, обтянутый батистом, и включают аспирационное устройство на 8 минут. За 3-4 минуты до отсчета вторично включают аспирационное устройство, но не делают повторного смачивания. Перед отсчетом наблюдатель должен установить, остается ли показание «смоченного» термометра постоянным или меняется. В первом случае наблюдатель производит и записывает отсчеты как обычно. Во втором - повторяет весь процесс наблюдения сначала. Перед тем, как производить отсчеты, следует посмотреть, обмерз или остался мягким батист на резервуаре термометра, для этого деревянной палочкой (размером, примерно, со спичину) касаются смоченного батиста (создают центр кристаллизации). При этом палочка (может быть из другого материала) должна иметь температуру окружающей среды, чтобы не вносить дополнительного тепла к воде на батисте от рук.

После этой операции батист должен быть твердым, затем отмечают рядом с записью показания смоченного термометра: буквой «Л» наличие на батисте льда и буквой «В» наличие в нем воды.

Для защиты вентилятора от действия сильного ветра (свыше 4 м/с) на прорези аспирационной головки с наветренной стороны необходимо надеть ветровую защиту открытым концом в направлении вращения вентилятора.

Пример определения абсолютной влажности воздуха с помощью психрометра аспирационного. При определении влажности воздуха с помощью аспирационного психрометра было установлено, что температура «сухого» термометра составила 26,2°С, «влажного» термометра – 19,4°С, скорость движения воздуха при работе с аспирационным психрометром не учитывается, так как с помощью вентилятора создается постоянный поток воздуха, барометрическое давление – 753 мм. рт. ст.

Значение f - максимальной влажности при температуре «влажного» термометра находим по таблицам 1 или 2. В данном примере пользуемся таблицей 1. На пересечении колонок 19 (целые значения температуры) и 4 (десятые доли градуса) находим искомую величину, которая составляет 16,89 мм. рт. ст.

Абсолютная влажность рассчитывается по формуле:

К – искомая абсолютная влажность, мм рт. ст.;

f – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (находят по таблицам 5 или 6), мм рт. ст.;

0,5 – постоянный психрометрический коэффициент;

t – температура сухого термометра, ^оС

t₁ – температура влажного термометра, ^оС;

В – барометрическое давление, мм рт. ст.

755 – среднее значение барометрического давления на уровне земли,. мм рт. ст.

Таблица 1