Как выбрать прибор для измерения влажности воздуха. Приборы для измерения и определения влажности воздуха в помещении Приборы для определения влажности воздуха физика
Содержание влаги в воздушном пространстве является наиболее значимым показателем комфортности проживания в помещении. Зимой этот параметр не должен опускаться ниже 40%. В летний период оптимальное значение составляет 65%-70%. При наличии слишком большой или недостаточной увлажнённости ухудшается тепловой обмен в организме человека, снижается иммунитет. Это, в свою очередь, может привести к возникновению различных заболеваний. Прибор для определения влажности воздуха в помещении позволяет контролировать состав воздушных масс и своевременно проводить мероприятия по оптимизации микроклимата.
Разновидности гигрометров
Для получения точных данных о содержании влаги в воздухе используются специальные устройства. Наиболее простой конструкцией обладает гигрометр. Различают следующие виды измерительных приборов:
- волосные;
- плёночные;
- электролитические;
- весовые;
- керамические;
- конденсационные.
При измерениях применяются различные методы определения влажности. Волосные устройства используются для определения относительной влажности. В их состав входит металлическая рамка, на которую натягивается обезжиренный волос. Его длина меняется при изменении процентного содержания влаги. Основой плёночных приборов является органическая плёнка. Она способна растягиваться или сжиматься при увеличении и уменьшении влажности. Весовое устройство содержит U-образные трубки. В них закладывается гигроскопический состав. С помощью специального насоса в конструкцию втягиваются воздушные массы. В процессе измерения учитывается вес системы и объём поступающего воздуха. Данное приспособление используется для определения абсолютного показателя.
Основным элементом электролитического гигрометра является специальная пластинка. На её поверхность наносится гигроскопическое электролитическое покрытие – хлористый литий. При изменении состава воздушных масс изменяется сопротивление электролита. Недостатком этой конструкции является влияние температуры на проводимые измерения. Контроль влажности в помещении может проводиться с помощью керамического устройства. В его состав входит твёрдая керамическая масса, изменяющая своё сопротивление при увеличении или уменьшении увлажнённости.
В процессе измерений с использованием конденсационного устройства определяется точка росы. Этот прибор содержит охлаждаемое металлическое зеркальце, на котором осуществляется конденсация влаги. Фиксация необходимых параметров проводится при помощи оптических или электрических элементов и термометра для измерения температуры зеркального покрытия.
Волосяной комнатный гигрометр
Волосяной комнатный гигрометр производит определение показателей влажности в пределах 30-80%. В состав измерительного устройства входят следующие элементы:
- металлическая рамка для крепления человеческого волоса;
- шкала, с помощью которой проводятся измерения;
- предварительно обезжиренный волосяной стержень;
- стрелка для снятия показаний;
- шкив, через который перебрасывается один с концов волоса. На другом конце закрепляется грузик.
Этот прибор для измерения относительной влажности воздуха определяет необходимые параметры с помощью человеческого волоса. Он крепится на металлическую рамку. Волосяной стержень укорачивается или удлиняется при снижении и увеличении увлажнённости воздушных масс. Происходит ослабление или возрастание его натяжения. Шкив начинает вращаться. Связанная с ним стрелка двигается и останавливается на определённом значении измерительной шкалы. Таким образом, осуществляется измерение точных показателей.
Этот тип измерительной конструкции имеет значительные преимущества по сравнению с другими приборами. На результаты измерений не влияет температура в помещении. Этим недостатком обладают электролитические модели. При работе не используется электрическая энергия. В основе его функционирования лежат механические процессы.
Весовой тип конструкции
При ответе на вопрос, каким прибором измеряют влажность воздуха в абсолютном соотношении, следует рассмотреть весовой вид измерительного устройства. С помощью него определяют абсолютную величину содержания влаги — количество водяных паров, присутствующее в 1 м3 воздушных масс. В состав конструкции входят:
- U-образные трубки, образующие единую конструкцию;
- гигроскопический материал для поглощения влаги из воздуха;
- насос для забора воздуха.
В измерительную систему засасывается необходимое количество воздушных масс из определённой точки пространства. Рассчитывается масса конструкции до проведения забора и после него. Для получения окончательного результата определяют объём поступившего воздуха. С помощью полученных данных, проведя несложные математические действия, вычисляют абсолютный показатель влажности.
Использование конденсационного устройства
Для получения максимально точных значений содержания влаги используется анализатор влажности конденсационного типа. Это устройство состоит из следующих частей:
- металлического корпуса;
- термометра;
- кольца;
- груши;
- прокладки для теплоизоляции;
- специального зеркальца.
Прибор анализирует конденсат, который скапливается на поверхности зеркального покрытия. Зеркало охлаждают и направляют на него узкий световой поток. На нём появляется влага. С помощью электронного термометра, который устанавливается под зеркалом, определяют величину относительного значения влажности. В состав большинства современных моделей входит электронный дисплей, на котором высвечиваются измеряемые показатели. Повешенная точность измерений достигается за счёт особого принципа действия устройства. К преимуществам этих приборов можно отнести:
- минимальную погрешность;
- стабильную работу;
- продолжительный срок эксплуатации;
- широкий диапазон измерений.
Измерители влажности с электронным устройством
Прибор, измеряющий влажность воздуха, на основе изменения концентрации используемого электролитического покрытия называется электронным гигрометром. В измерительной конструкции применяется автоматический подогрев. С помощью него определяется точка росы. В качестве электролита обычно используется хлорид натрия. Это вещество тонко реагирует на состав воздуха. Его сопротивление повышается или становится меньше при изменении влажности. На работу практически не оказывает влияние значения температурных показателей в помещении. Конструкция обладает повышенной точностью измерений и маленькой погрешностью.
Различают несколько видов электронных устройств:
- приборы для определения воздушной проводимости. С помощью них измеряются абсолютные показатели. Чтобы рассчитать относительный показатель следует измерить значение температуры;
- принцип действия оптоэлектронных конструкций основывается на определении точки росы. Для этого используется охлаждённое зеркало. Его предварительно охлаждают, а потом медленно нагревают;
- в резистивных устройствах применяется свойство определённых видов солей и полимеров менять свою проводимость при изменении содержания влаги в воздушных массах;
- работа ёмкостных приборов основана на способности полимерных конденсаторов увеличивать или уменьшать свою ёмкость при увеличении или уменьшения увлажнённости.
Недостаточная или избыточная влажность в помещении может явиться причиной ухудшения здоровья. Устройства, с помощью которых измеряется содержание влаги, дают возможность следить за составом воздуха и не допускать возникновения неблагоприятных микроклиматических условий.
Увлажненность воздуха один из основных показателей благоприятного микроклимата в квартире. Эта величина определяется , как процентное отношение количества молекул воды в кубометре воздуха при определенной температуре, к их максимальному количеству в насыщенном паре при тех же условиях.
Влажность воздуха в жилом помещении согласно с ГОСТ 30494-2011 не должна опускаться ниже 30% в зимний период и превышать 65% летом.
Поддерживать уровень влажности в квартире на оптимальном уровне необходимо для создания благоприятных условий жизнедеятельности человека. Избыточная или недостаточная влажность воздуха может снизить иммунитет , ухудшить теплообмен и привести к острым и хроническим заболеваниям. Осуществлять регулярный контроль относительной влажности в жилых помещениях помогают измерительные приборы .
Вконтакте
Одноклассники
Измерение влажности специальными приборами
Выбирая прибор, следует обратить внимание на размер, допустимые температуры, при которых можно производить измерения, пределы допустимых погрешностей, способы крепления или установки.
Гигрометры
По показаниям «сухого» термометра и разности температур находят величину относительной влажности .
Весовой гигрометр - система u-образных трубок с адсорбирующим материалом, через который прокачивают воздух. По изменению массы материала определяют содержание влаги в известном объеме воздуха в г/м3.
Волосным и пленочным гигрометром определяют относительную влажность в помещении. Натуральный волос или органической пленка имеют свойство реагировать на изменения влажности. Стрелка чувствительного прибора реагирует на эти изменения и указывает на шкале точное значение.
Электронные домашние гигроскопы
Конденсационный гигроскоп измеряет температуру охлажденного зеркала, когда на его поверхности появляется конденсат , и сравнивает ее с температурой окружающего воздуха.
Электронные гигрометры отличаются многофункциональностью и мобильностью . Установить их можно в любом месте комнаты, современный дизайн корпуса не испортит общий интерьер помещения.
Важно: многие модели электронных гигрометров оснащены функцией памяти и могут фиксировать изменения показаний в течение определенного промежутка времени.
Ртутный термометр
- Медицинский ртутный термометр;
- Тонкая ткань;
- Вода;
- Секундомер или часы;
- Психрометрическая таблица (можно найти в интернете).
Измерение температуры в комнате проводят вначале сухим термометром, затем оборачивают ртутный наконечник мокрой тканью и через 10 минут делают повторный замер. Вычисляют разницу между показаниями и находят значение относительной влажности по справочной таблице.
В вертикальном столбце
таблицы указаны показания сухого термометра, а в верхней горизонтальной
строке значение разности температур. В клетке на пересечении линий двух показаний находят процентный
показатель влажности в комнате.
Самостоятельное измерение влажности воздуха
Если концентрация водяных паров в комнате приближается к концентрации влаги в насыщенном паре, то испарение будет затрудненным . Этот признак указывает на повышенное влагосодержание в помещении.
Для проведения эксперимента (определения влажности) необходимо :
- Наполнить стеклянный сосуд (стакан, банку, бутылку) водой;
- Поставить емкость с водой в холодильник на 2-3 часа ;
- Измерить температуру воды, она должна быть не выше 50С ;
- Поместить контрольный сосуд вдали от приборов отопления;
- Засечь время
наблюдения за испарением конденсата (5-10 минут
).
При сухом воздухе в помещении конденсат на стенках сосуда испарится через обозначенный промежуток времени. Если стекло осталось влажным, то в комнате оптимальный уровень влажности. На повышенное влагосодержание в воздухе помещения указывают крупные капли воды, которые собираются в ручейки и стекают по гладкой поверхности сосуда.
Как повысить влажность в квартире?
Как известно, сухой воздух вреден для здоровья человека. Чтобы улучшить микроклимат в квартире — , можно установить бытовой увлажнитель воздуха . Современные приборы по способу подготовки и распыления воды бывают форсуночными, паровыми и ультразвуковыми.
Форсуночный или традиционный увлажнитель разбрызгивает воду с помощью встроенного вентилятора. Его преимуществом является саморегулирование скорости испарения.
Паровой прибор работает по принципу электрического чайника, температура пара при этом достигает 600С . Самой популярной моделью является ультразвуковой увлажнитель, который распыляет пары воды в виде тумана. Бесшумный, компактный и безопасный прибор подходит для любого помещения.
Для поддержания влажности в квартире на оптимальном уровне необходимо полноценно проветривать все помещения, развести комнатные растения и регулярно их поливать и опрыскивать, установить большой аквариум .
В зимний период, когда воздух в комнатах становится сухим, можно расставить на плоских поверхностях вазы с водой, а на приборы отопления повесить увлажнители в виде небольших емкостей.
Что делать если в квартире слишком влажно?
Избыточная влага в квартире может привести к образованию плесени и грибка на стенах и мебели. Присутствие в окружающем воздухе спор токсичных микроорганизмов негативно влияет на здоровье человека.
Поэтому необходимо, вовремя принять :
- Расставить на подоконниках и в санитарных помещениях поглотители влаги;
- Проверить тягу в вытяжных каналах санузла, ванной комнаты и кухни;
- Увеличить площадь приборов отопления;
- Осуществлять кондиционирования воздуха в оптимальном режиме;
- Включать во время приготовления пищи.
Для снижения уровня влажности в квартире можно воспользоваться бытовым осушителем воздуха. Внутри корпуса такого прибора находится охлаждаемая пластина, на которой конденсируется влага. Воздух после нагрева снова попадает в помещение. Производительность различных моделей колеблется от 12 до 300 л/сутки .
Совет: чтобы подобрать осушитель воздуха по производительности, необходимо площадь помещения умножить на коэффициент - 0,7.
Избыточное или недостаточное содержание влаги в воздухе жилой зоны неблагоприятно сказывается на самочувствии и здоровье человека. Регулярный контроль относительной влажности воздуха с помощью одного из видов бытовых гигрометров позволяет поддерживать микроклимат в квартире на оптимальном уровне.
Для создания комфортных условий необходимо проводить профилактические и экстренные меры по увлажнению или осушению воздуха.
Из этого видео Вы узнаете, как и чем измерить уровень влажности в квартире:
Вконтакте
Видите неточности, неполную или неверную информацию? Знаете, как сделать статью лучше?
Хотите предложить для публикации фотографии по теме?
Пожалуйста, помогите нам сделать сайт лучше! Оставьте сообщение и свои контакты в комментариях - мы свяжемся с Вами и вместе сделаем публикацию лучше!
Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. Psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассмана.
Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.
Станционный психрометр Августа состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.
Гигрометр (от греч. hygros - влажный) - прибор для непосредственного определения, относительной влажности воздуха. Существуют различные типы гигрометров, но наиболее распространенные из них - волосяные, основанные на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой.
Гигрограф . Принцип работы гигрографааналогичен работе барографа и термографа. Прибор служит для регистрации непрерывных измеренийотносительной влажности, состоит извоспринимающего элемента - пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.
Способы определения влажностивоздуха
Расчет абсолютной влажности при работе с психрометром Августа производится по формуле Реньо:
K = f-Q (t-t,)-B,
где К - искомая абсолютная влажность, г/м3;
f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра определяется по таблице (см. примечание);
Q - психрометрический коэффициент, который принимается равным для открытой атмосферы 0,00074, а для воздуха помещений - 0,0011;
t - температура сухого термометра;
ti - температура влажного термометра;
В - барометрическое давление в момент исследования, мм рт. ст;
0,5 - постоянный психрометрический коэффициент;
755 - среднее барометрическое давление, мм рт. ст.
Таблица№2
УПРУГОСТЬ НАСЫЩЕННЫХ ВОДЯНЫХ ПАРОВ /выборочно/
|
Температур воздуха в градусах |
Температур воздуха в градусах |
Напряжение водяных паров в мм.рт.ст. |
Температур воздуха в градусах |
Напряжение водяных паров в мм.рт.ст. |
|
Расчёт относительной влажности: перевод найденной абсолютной влажности в относительную производится по формуле:
где R - относительная влажность, %;
К - абсолютная влажность, г/м3;
F - максимальная влажность при температуре сухого термометра (см. таблицу в примечании).
Если наблюдение производят в комнате, где движение воздуха совершается равномерно, то можно для облегчения пользоваться специальными таблицами, в которых по температуре сухого и влажного термометров непосредственно находят соответствующую относительную влажность.
Выработка у студентов навыков организации и проведения профилактических (гигиенических) мероприятий, ведения и пропаганды здорового образа жизни, умений использовать факторы окружающей среды, в данном случае физические свойства воздуха (температуру, влажность, атмосферное давление), в оздоровительных целях, основана на осознанном понимании связи здоровья человека с окружающей средой, факторами и условиями жизни, трудовой деятельностью, поэтому студенты должны владеть информацией по освоению методологии профилактической медицины, приобрести гигиенические знания и умения по оценке влияния факторов среды обитания на здоровье человека и населения.
Тема «санитарно-гигиеническая оценка микроклимата помещений (температура, влажность, атмосферное давление)» раскрывает вопросы, связанные с основными понятиями микроклимата, теплообмена и факторами их определяющими и регулирующими. Гигиенические требования к температурно-влажностному режиму помещений. Показатели, нормативы.
Как выбрать прибор для измерения влажности воздуха
Все мы понимаем, как важно поддерживать оптимальную влажность в помещении, особенно там, где живет ребенок. Ведь от этого зависит его здоровье. В сухом пыльном воздухе квартир находится слишком много аллергенов, а сырая комната способна довести вашего малыша до хронических заболеваний. Но как провести измерение влажности воздуха в помещении? Об этом мы и поговорим сегодня.
Как измерить влажность стаканом
Конечно, если у вас нет специального прибора, можно воспользоваться и старым способом. Для этого стакан, наполненный водой, нужно поместить в холодильник до того момента, пока вода не остынет до температуры -5°С (это средние показатели для холодильной камеры). Затем поставьте этот самодельный прибор для измерения влажности воздуха в комнате подальше от батареи и понаблюдайте за ним. Стенки стакана запотеют, но если уже через пять минут окажутся сухими, в комнате недостаточная влажность. Если же через это время они так и будут запотевшими, показатели в норме. А вот вода, стекающая по стенкам ручейками, сигналит о том, что в комнате слишком сыро.
Но вы понимаете, что подобные показатели слишком приблизительны. Для того чтобы установить точные цифры, необходим гигрометр. Существует несколько видов данных аппаратов.
Прибор для измерения влажности воздуха: термогигрометр
Это довольно сложное приспособление, которое измеряет не только влажность, но и температуру в помещении. Кроме того, термогигрометр демонстрирует показатели, измеренные в разных концах комнаты: там, где прикреплен датчик, и на месте установки самого аппарата.
Кабель цифрового термогигрометра имеет протяженность 1,5 м, а диапазон показателей составляет от 0 до 90%. Беспроводные приборы, кроме прочего, снабжены еще и функцией сигнала тревоги на случай критического состояния влажности в помещении.
Принцип работы волосяного и пленочного гигрометра 
Волосяной гигрометр создан на основе синтетического обезжиренного волоса, точнее его способности менять свою длину в зависимости от состояния воздуха. Он натягивается между концом стрелки и пружинкой. Колебания его длины заставляют двигаться стрелку по циферблату. Этот прибор для измерения влажности воздуха способен определить ее в большом диапазоне (от 0 до 100%), он прост в обращении, его можно крепить к стене.
Пленочный гигрометр имеет чувствительный элемент, сделанный из органической пленки. Она растягивается или сжимается при изменениях показателей влажности. Изменения положения ее центра передается на стрелку.
При условиях низкой температуры эти два вида гигрометра являются основными приборами измерения уровня влажности.
Как сделать правильный выбор
Какой именно выбрать гигрометр: настенный, настольный, механический или цифровой, решает сам покупатель. Но при покупке необходимо соблюдать несколько правил.
- В первую очередь решите, насколько точные данные вам нужны, ведь существуют модели, способные измерять абсолютные показатели, и те, которые демонстрируют относительные результаты.
- Подумайте о месте, где будет стоять или висеть ваш прибор для измерения влажности воздуха.
- Проверьте его комплектацию: качественное устройство должно иметь индикаторы и психометрическую таблицу.
- Не забудьте чек. Так вы всегда сможете вернуть некачественный товар.
Конденсационный гигрометр. Гигрометр для измерения влажности воздуха
Широко распространенным прибором для измерения влажности воздуха (и других газов) является гигрометр конденсационный. Принцип действия его состоит в измерении температуры, называемой точкой росы, при которой начинается конденсация влаги из воздуха.
Что такое влажность воздуха
Гигрометр измеряет содержание влаги в воздухе, которое может быть представлено абсолютной или относительной величиной. Первая из них дает просто массу водяного пара в 1 куб. м воздуха при данной температуре. А вот вторая показывает, насколько водяной пар в воздухе близок к состоянию насыщения, т. е. к динамическому равновесию со своей жидкой фазой - когда нет ни испарения, ни конденсации. Она равна отношению измеренной абсолютной влажности воздуха к его же абсолютной влажности в состоянии насыщения. Когда водяной пар в воздухе насыщен (опять же, при данной температуре), относительная влажность такого воздуха равна 100%. У воздуха же с ненасыщенным водяным паром она, соответственно, меньше.
Как работает гигрометр конденсационный
Принцип действия любого прибора для определения влажности воздуха, как правило, заключается в измерении какой-либо другой величины, такой как температура, давление, масса или механические и электрические изменения в веществе, впитывающем влагу. Путем соответствующей калибровки и расчета эти измеренные величины могут привести к определению абсолютной или относительной влажности. Весьма важную роль в этом процессе играет температура, при которой наступает насыщение пара, называемая точкой росы. Как правило современные электронные приборы для определения влажности воздуха измеряют именно эту температуру или изменения в электрической емкости или сопротивлении различных впитывающих влагу веществ, которые затем пересчитываются (автоматически) в показатели влажности.
Конденсационный гигрометр: устройство
Его работа основана именно на измерении содержания паров воды в воздухе методом точки росы. Этот способ включает охлаждение поверхности, как правило, металлического зеркала, до температуры, при которой вода на поверхности зеркала находится в равновесии с давлением паров воды в газовой пробе выше поверхность. При этой температуре масса воды на поверхности зеркала ни увеличивается (при слишком холодной поверхности), ни уменьшается (при слишком теплой поверхности), т. е пар над зеркалом находится в динамическом равновесии с водяным конденсатом на зеркале (пар насыщен).
Такое зеркало изготавливается из материала с хорошей теплопроводностью (вроде серебра или меди) и покрывается слоем инертного металла, такого как иридий, рубидий, никель или золото, чтобы предотвратить потускнение и окисление. Зеркало охлаждается с помощью термоэлектрического кулера (эффект Пельтье) до начала формирования конденсата. Луч света, как правило, из твердотельного широкополосного светоизлучающего диода, направлен на зеркальную поверхность, а фотодетектор мониторит отраженный свет, поток которого максимален при полном отсутствии конденсата на зеркале.
Способ работы гигрометра с охлаждаемым зеркалом
Когда капли росы формируются на зеркальной поверхности зеркала, то отраженный свет рассеивается. При этом его поток, попадающий в фотодетектор, уменьшается, что приводит к изменению выходного сигнала последнего. Это, в свою очередь, контролируется аналоговой или цифровой системой управления термоэлектрическим кулером, которая поддерживает стабильную температуру зеркала в точке росы. С должным образом разработанной системой зеркало поддерживается при температуре, при которой скорость конденсации в точности равна скорости испарения слоя росы. Точный миниатюрный платиновый термометр сопротивления (PRT), вмонтированный в зеркало, измеряет его температуру в этой точке, которая автоматически пересчитывается в показание влажности.
Гигрометр для измерения влажности воздуха рассматриваемой конструкции включает также вакуумный насос, чтобы закачивать анализируемую порцию газа, и дополнительные элементы фильтрации в грязных условиях.
Преимущества рассматриваемых гигрометров
Подобные приборы, основанные на простом принципе работы, с широким диапазоном измерений, высокой точностью и стабильностью показаний, широко используются в промышленности и в научных исследованиях. Типичный конденсационный гигрометр, в отличие от многих других датчиков влажности, может быть сделан очень стабильным, практически не поддающимся износу, что сводит к минимуму необходимость повторной калибровки. Гигрометр влажности по точке росы способен измерять ее в диапазоне температур от 100 °C до минимальной в -70 °C. При этом точность измерений составляет десятые доли градуса.
Многие гигрометры рассматриваемой конструкции оснащены микропроцессорным управлением и в сочетании с резистивным датчиком температуры способны рассчитать и вывести на внешний индикатор любые желаемые параметры влажности в дополнение или вместо точки росы. Кроме того, эти устройства позволяют передачу результатов с использованием беспроводных технологий. Естественно, что подобные приборы широко используются в составе различных промышленных систем автоматизированного сбора данных и управления соответствующими техпроцессами.
Сколько может стоить подобный гигрометр? Цена его, конечно, определяется в основном набором реализуемых функций, зависящих от наличия и сложности электронной системы управления прибором. Так, стационарный конденсационный гигрометр, внешне похожий на цифровой осциллограф, стоит не менее 4000 долларов. Особо "продвинутые" модели могут стоить и более 10 000 долларов. На рынке можно найти и вполне функциональный портативный гигрометр. Цена его составляет от 1 до 2 тыс. долларов.
Недостатки конденсационных гигрометров
В то время как рассматриваемая система гигрометров считается наиболее эффективной в процессе измерения, ее недостатком является неизбежное загрязнение деталей измерительного тракта в процессе работы.
Гигрометры, оснащенные охлаждаемыми зеркалами, имеют тенденцию к росту неточности измерений из-за наличия растворимых и нерастворимых загрязнений, оседающих на зеркале. Нерастворимые частицы влияют на оптические характеристики зеркала. Умеренная запыленность или появление на зеркале нерастворимых частиц обеспечивают наличие центров концентрации, на которых может образовываться роса или иней, тем самым повышая время отклика прибора. Растворимые примеси влияют на величину давления паров от конденсируемой влаги на зеркало, что смещает точку росы. Современные измерительные гигрометры (по крайней мере, их более сложные модели) включают в себя функции "самопроверки", которые позволяют устройству обнаруживать и реагировать на загрязнение путем введения соответствующих поправок в алгоритмы расчетов показателей влажности.
Независимо от наличия подобных возможностей практически все рассматриваемые гигрометры нуждаются в периодической проверке и очистке.
Обслуживание гигрометров с охлаждаемым зеркалом
Что рекомендует пользователю прибора в этом смысле его инструкция. Гигрометр, являющийся чувствительным к загрязнениям, необходимо периодически очищать для обеспечения стабильности результатов измерений, хотя это и может увеличивать стоимость его обслуживания. Осмотр зеркала прибора обычно выполняется посредством встроенного микроскопа, а техобслуживание его - вручную, после открытия измерительного отсека.
Если очистка поверхности зеркала выполняется с требуемой в инструкции по его эксплуатации периодичностью, то таким образом можно сохранить точность измерений. Удобный доступ к зеркальной поверхности для ее очистки обычно обеспечивается шарниром между оптическими компонентами и зеркалом. На рынке сейчас можно найти любой нужный потребителю конденсационный гигрометр. Фото ниже показывает пример его исполнения.
Применение гигрометров в метрологии
Должным образом разработанный и эксплуатируемый гигрометр с охлаждаемым зеркалом обеспечивает измерения влажности с точностью на несколько порядков большей, чем позволяют другие популярные измерители влажности. Присущая им точность измерений, особенно при оснащении платиновым термометром сопротивления для измерения температуры, зеркалом и микроскопом средней мощности для мониторинга состояния зеркала, делает его идеальным для метрологических измерений. Возможности же передачи информации по беспроводным цифровым каналам связи открывают широкие возможности использования таких гигрометров в глобальных системах сбора и обработки метеоинформации.
Использование в заводских лабораториях и загрязненных средах
Данные приборы для определения влажности воздуха идеально подходят для измерения ее абсолютной величины в заводских климатических лабораториях. Они часто используются в качестве эталонов для контроля точности других инструментов, таких как датчики относительной влажности, применяемые для управления камерами для климатических испытаний.
Стабильность характеристик материалов, используемых в конструкциях данных гигрометров, а также возможность их многократной очистки делают приборы пригодными для весьма долгосрочной службы в средах с наличием большинства загрязняющих веществ без потери калибровки. Эта стабильность характеристик делает их подходящими для использования в газовых потоках, где высокие уровни загрязняющих веществ в пробах газа оказывают на менее стабильные типы датчиков влажности необратимо вредное воздействие. Например, данный тип гигрометров широко используется для контроля точки росы при термоупрочнении поверхностей металлических изделий в воздушной среде со спецпримесями. В таких случаях обеспечение легкого доступа к зеркалу для очистки особенно желательно.
Влагочувствительное производство
Специализированные техпроцессы упаковки, необходимые в производстве фармацевтических препаратов, пленок, покрытий и других продуктов часто контролируются гигрометрами с охлаждаемым зеркалом. Опять же, на их выбор в данном случае влияет стабильность точности измерений и длительный срок эксплуатации. Кроме того, поскольку эти процессы, как правило, менее чувствительны к приборным затратам, высокая стоимость данных гигрометров не является определяющим фактором в выборе схемы мониторинга влажности.
Высокотемпературные газы и их точки росы
Гигрометры данного типа часто выбирают для измерения температур точки росы выше температуры окружающей среды. Приборы с охлаждаемыми зеркалами были использованы еще в 1966 году для мониторинга водородных топливных элементов ракет Apollo, работающих при температуре 250 °C и давлении 700 фунтов на квадратный дюйм. При сегодняшних термоэлектрических технологиях охлаждения зеркал точки росы до 100 °C (и выше, при условии давления выше атмосферного) легко измеряются. В таких случаях все поверхности измерительного отсека гигрометра, находящиеся в контакте с образцом газа, должны иметь температуру выше самой высокой ожидаемой точки росы, иначе на этих поверхностях происходит конденсация, и измерение будет ошибочным.
В гигрометрах, предназначенных для измерения точки росы высокотемпературных газов, обычной практикой является использование электрических обогревателей с терморегулятором для поддержания температуры стенок измерительного отсека выше самых высоких ожидаемых точек росы. Твердотельные оптические компоненты, такие как светодиоды и детекторы, поддерживают при номинальной рабочей температуре (обычно 85 °C) для предотвращения их разрушения и выхода гигрометра из строя. Это может быть достигнуто путем термической изоляции этих компонентов от нагретого измерительного отсека.
Как называется прибор для измерения влажности воздуха?
Resilient child
Я знаю два принципа измерения влажности воздуха.
1. Сравнение показаний двух термометров, один из которых обмотан влажным фитильком, не высыхающим оттого, что его конец погружен в воду, и нахождение процента влажности по таблице (чем меньше разница в показаниях сухого и мокрого термометра - тем выше влажность) . Такой прибор называется психрометром.
2. Измерение длины волосинки (она намотана одним концом на катушку со стрелкой и при изменении влажности вращает ее, укорачиваясь или удлиняясь) . Это гигрометр.
В и х р ь
Здравствуйте!
"ПСИХРОМЕТР" - прибор для точного определения влажности воздуха существует (см рис.) . Он состоит из двух одинаковых термометров - "сухого" и "смоченного" (дистиллированной водой) с помощью обёрнутого батиста, конец которого опущен в стаканчик. Это профессиональный очень точный метеорологический прибор для измерения температуры и влажности воздуха, устанавливаемый в специальной психрометрической будке (см) на высоте 2 м от поверхности почвы. Такой стандарт является международным и принят ВМО (Всемирной метеорологической организацией) и такие будки установлены на десятках тысяч метеостанций мира.
Пара термометров «сухой – смоченный» позволяет с высокой точностью измерять влажность воздуха. В связи с тем, что с поверхности смоченного термометра идёт испарение, то затраты тепла на испарение понижают его температуру ("психро" - охлаждённый) . Разница показаний будет тем больше, чем ниже влажность воздуха (больше скорость испарения) , что и учитывается расчётом влажности в зависимости от этой разности и значения атмосферного давления (от него также зависит скорость испарения) . В жизни для оперативной работы используют не расчёт по формулам, а специальными "Психрометрическими таблицами". Понятно, что если воздух насыщен водяным паром, то и испарение со смоченного термометра прекратится и температура обоих термометров станет одинаковой.
При отрицательной температуре воздуха до -10 С ещё пользуются показаниями психрометра (по льду или незамёрзшей воде) , а при более низкой температуре влажность определяют по ГИГРОМЕТРУ (волосяному или плёночному) , принцип работы которого состоит в том, что обезжиренный волос или плёнка изменяют свои размеры с изменением влажности и это передаётся на стрелку. Но этот прибор менее точный и градуируется он по психрометру.
Всего Вам доброго.
Введение……………………………………………………………….….3
Абсолютная и относительная влажность……………………………....4
Приборы для определения влажности воздуха…………………..…...6
Заключение……………………………………………………………...11
Список использованных источников………………………………….1
Введение
Влажность воздуха представляет собой один из самых важных параметров, которыми характеризуется состояние атмосферы. Она оказывает влияние на среду обитания человека, ее комфортность, и, соответственно, по этой причине контролируется экологическими службами. От уровня влажности, помимо непосредственно здоровья людей, зависит работоспособность многих предприятий, качество технических процессов, обстановка на выставках и в музеях. Непосредственно уровнем влажности воздуха определяется качество выполнения многих технологических процессов. Данная работа является актуальной, так как в современном мире вся жизнь и деятельность человека не являются возможными в отсутствие достоверных данных о характеристиках влажности. В данной работе будет рассмотрено понятие влажности, абсолютной и относительной, также внимание будет уделено способам измерения уровня влажности воздуха.
Абсолютная и относительная влажность
Практически каждый знает, что существует понятие абсолютной, и относительной влажности. Внесем ясность в этот вопрос. Абсолютная влажность есть вес, или точнее говоря, масса водяного пара, который содержитсяя в 1 м3 воздуха. Иными словами, абсолютная влажность представляет собой ни что иное, какплотность водяного пара в воздухе. Действительно, при одной и той же температуре воздух может поглотить только вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Соответственно, абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости. Еще одно понятие, которое необходимо рассмотреть в контексте влажности – влагосостояние. Влагосостояниеявляется характеристикой водяного пара в атмосфере, определяющей его состояние относительно насыщенного пара при той же температуре. Данная характеристика для компонентов атмосферы практически используется только для влаги, что объясняется большим количеством практических задач, в которых не столь важно знание общего количество влаги в воздухе, сколько определение, сколько еще влаги может при данной температуре испариться. Например, именно этим и определяется степень и скорость высыхания или увлажнения различных предметов и объектов, а также уровень комфортности пребывания человека в данном месте.
Относительная влажность. Основной характеристикой влагосостояния является относительная влажность, то есть выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к той, которая возможна при данной температуре без выпадения росы :
К характеристикам влагосостояния относят дефицит парциального давления, дефицит точки росы и еще ряд характеристик водяного пара относительно тех же характеристик в состоянии насыщения.
Несмотря на то, что список характеристик влагосодержания несколько длиннее списка характеристик влагосостояния, на практике наиболее массовыми являются гигрометры – приборы для измерения относительной влажности воздуха. Эти приборы составляют более 70% всего парка приборов для измерения влажности.
Приборы для определения влажности воздуха
Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассманах.
Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.
Станционный психрометр Августа (рис. 1а) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.
Аспирационный психрометр Ассмана (рис. 2б) даёт более точные показания, так его корпус заключен в металлический футляр, предохраняющий резервуары термометров от воздействия лучистой энергии и движения воздуха.
Рисунок 1. Психрометры:
а – станционный; б – аспирационный
Движение воздуха обеспечивается вентилятором, что гарантирует постоянную скорость его перемещения вокруг резервуаров термометров (2 м/с). Конец одного из термометров обернут тонкой материей и перед каждым наблюдением его смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. Вентилятор заводят ключом и производят через 3-4 минуты от начала его работы регистрацию показаний. Измерения производят в центре помещения на высоте 1,5 м от пола.
Гигрометр (рис. 2) (от греч. hygros – влажный) – прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха.
Данные приборы создавались с использованием самых разнообразных принципов действия. Рассмотрим основные из них:
- волосяные гигрометры – это гигрометры, в которых используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха. С использование этого принципа было создано огромное число приборов. Их отличает простота исполнения и дешевизна материалов, благодаря простой конструкции стоимость изготовления такого прибора очень низка.
- гигрометры точки росы – это приборы, в которых оптическим способом или визуально фиксировался факт выпадения росы на поверхности металлического зеркала, температура которого измерялась. Таким образом определялась температура, при которой данная абсолютная влажность становилась влажностью насыщенного пара. Абсолютная влажность определялась по давлению насыщенного пара при температуре выпадения росы.
- пьезосорбционные гигрометры - приборы, в которых измерялась частота собственных колебаний какого-либо гигроскопичного кристалла.
- емкостные гигрометры – в таких гигрометрах измеряется емкость конденсатора с гигроскопичным диэлектриком между обкладками. Многие конденсаторы, созданные по такому принципу, измеряют относительную влажность, т.к. непосредственно от этой характеристики зависит насыщение влагой диэлектрика и соответственно, емкость конденсатора.
- резистивные гигрометры - используют принцип изменения электрического сопротивления или проводимости гигроскопичного материала. Прибор измеряет электрическое сопротивление и может быть проградуирован в единицах как относительной, так и абсолютной влажности.
Рассмотрим принцип работы волосяного гигрометра подробнее. Как уже отмечалось, в основы работы этого прибора положена способность волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в – сухой.
Рисунок 2 - Гигрометр
Принцип работы гигрографа (рис. 3) аналогичен работе барографа и термографа.
Рисунок 3 – Гигрограф
Прибор служит для регистрации непрерывных измерений относительной влажности, состоит из воспринимающего элемента – пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.
Также существует еще целый ряд приборов, предназначенных для измерения влажности воздуха, однако, не нашедших широкого применения на практике. Это, как правило, сверхточные приборы, предназначенные для решения узкоспециальных задач. Например, в образцовых установках и в установках эталонного уровня создавались и успешно использовались гигрометры, измеряющие, затухание СВЧ излучения в полости, содержащей пары воды или поглощение парами воды инфракрасного излучения в полосах около 6,5 мкм и 2,7 мкм.
Заключение
В данной работе были рассмотрены основные понятия, связанные с влажностью воздуха. Измерение и контроль влажности воздуха является актуальным вопросом, т.к. влажность воздуха непосредственно влияет на состояние людей и технических процессов. Особенно важную роль играет контроль влажности на производстве. В работе были в общем рассмотрены некоторые способы измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.
Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. Psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассмана.
Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.
Станционный психрометр Августа состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.
Гигрометр (от греч. hygros - влажный) - прибор для непосредственного определения, относительной влажности воздуха. Существуют различные типы гигрометров, но наиболее распространенные из них - волосяные, основанные на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой.
Гигрограф . Принцип работы гигрографааналогичен работе барографа и термографа. Прибор служит для регистрации непрерывных измеренийотносительной влажности, состоит извоспринимающего элемента - пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.
Способы определения влажностивоздуха
Расчет абсолютной влажности при работе с психрометром Августа производится по формуле Реньо:
K = f-Q (t-t,)-B,
где К - искомая абсолютная влажность, г/м 3 ;
f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра определяется по таблице (см. примечание);
Q - психрометрический коэффициент, который принимается равным для открытой атмосферы 0,00074, а для воздуха помещений - 0,0011;
t - температура сухого термометра;
ti - температура влажного термометра;
В - барометрическое давление в момент исследования, мм рт. ст;
0,5 - постоянный психрометрический коэффициент;
755 - среднее барометрическое давление, мм рт. ст.
Таблица№2
УПРУГОСТЬ НАСЫЩЕННЫХ ВОДЯНЫХ ПАРОВ /выборочно/
|
Температур воздуха в градусах |
Напряжение водяных паров в мм.рт.ст. |
Температур воздуха в градусах |
Напряжение водяных паров в мм.рт.ст. |
||
Расчёт относительной влажности: перевод найденной абсолютной влажности в относительную производится по формуле:
где R - относительная влажность, %;
К - абсолютная влажность, г/м 3 ;
F - максимальная влажность при температуре сухого термометра (см. таблицу в примечании).
Если наблюдение производят в комнате, где движение воздуха совершается равномерно, то можно для облегчения пользоваться специальными таблицами, в которых по температуре сухого и влажного термометров непосредственно находят соответствующую относительную влажность.
Выработка у студентов навыков организации и проведения профилактических (гигиенических) мероприятий, ведения и пропаганды здорового образа жизни, умений использовать факторы окружающей среды, в данном случае физические свойства воздуха (температуру, влажность, атмосферное давление), в оздоровительных целях, основана на осознанном понимании связи здоровья человека с окружающей средой, факторами и условиями жизни, трудовой деятельностью, поэтому студенты должны владеть информацией по освоению методологии профилактической медицины, приобрести гигиенические знания и умения по оценке влияния факторов среды обитания на здоровье человека и населения.
Тема «санитарно-гигиеническая оценка микроклимата помещений (температура, влажность, атмосферное давление)» раскрывает вопросы, связанные с основными понятиями микроклимата, теплообмена и факторами их определяющими и регулирующими. Гигиенические требования к температурно-влажностному режиму помещений. Показатели, нормативы.
Загрузка...
