10211

пературы воздуха (не менее четырех раз в сутки) по психрометрическому или любому другому точному термометру.

Обработка записей термографа проводится в следующей последователь-

ности: записи на ленте разбивают на часовые интервалы; определяются ежеме-

сячные значения температуры; рассчитываются поправки для ежемесячных значений; вычисляют значения температур с учетом введенных поправок.

Результатом замеров температуры является нанесение температур с уче-

том поправок на ленту термографа, с указанием объекта, где проводились заме-

ры, места установки прибора, даты и часа начала и окончания измерений, а

также номер самописца.

Рис. 2.5. Дилатометрический термограф: 1 – крышка; 2 – консоль; 3 – винт; 4 – колодка; 5 – биметаллическая пластина; 6 – ось; 7 – корпус; 8 – рычаг; 9 – перо; 10 – барабан; 11 – стрелка; 12 – тяга

31

2.2.Приборы для измерения влажности

2.2.1.Психрометры

Психрометр – это прибор для измерения температуры и относительной влажности воздуха. В настоящее время известны различные конструкции пси-

хрометров, это: психрометр Августа; психрометр Крелля; пращевидный пси-

хрометр и др. Наиболее удачную конструкцию на данный момент имеет аспи-

рационный психрометр Ассмана, позволяющий определять относительную влажность с достаточной точностью.

Принципиальная схема психрометра Ассмана представлена на рисунке

2.6 [8]. Ртутные резервуары его термометров 6 и 7 заключены в металлические трубки, которые защищают их от лучистой теплоты и дают возможность рав-

номерно пропускать через них исследуемый воздух с помощью аспирационного вентилятора 3. Влажный термометр 6 обтянут батистом и смачивается водой при помощи пипетки 9. Измерения температур проводится через 5-15 минут после пуска в ход вентилятора, при этом чем ниже температура, тем дольше требуется ждать, пока установится температура по влажному термометру.

Абсолютная влажность воздуха A, мм рт. ст. определяется по формуле:

где fвп – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра, мм рт. ст.; 0,5 – психрометрический коэффициент; tс, tвл –

температуры сухого и влажного термометров, соответственно, °C; B –

барометрическое давление, мм рт. ст.

Перевод абсолютной влажности в относительную φв, %, осуществляется

где M – максимальная влажность, при температуре сухого термометра, мм рт. ст.

К психрометру прилагаются таблицы для нахождения относительной

влажности по показаниям сухого и влажного термометров.

32

Это позволяет исключить необходимость расчетов по формулам (2.10),

(2.11). Кроме измерения относительной влажности психрометр Ассмана можно использовать для более точного, чем термометрами расширения, измерения тем-

пературы воздуха, практически полностью исключающего погрешность замеров связанную с действием солнечной радиации, которая связана с большим коэф-

фициентом теплоотдачи, вызванным принудительным движением воздуха отно-

сительно термометра с помощью аспирационного вентилятора.

Рассмотренный психрометр Ассмана, является частным случаем прибо-

ров, измеряющих относительную и абсолютную влажность воздуха, имеющих обобщенное называние «гигрометры».

Рис. 2.6. Аспирационный психрометр Ассмана: 1 – колпак; 2 – рукоятка; 3 – щель у крыльев вентилятора; 4 – кольца; 5 – наружные цилиндры; 6 – ртутный, влажный термометр; 7 – ртутный, сухой термометр; 8 – заводной механизм вентилятора; 9 – пипетка для смачивания батиста влажного термометра

33

Рис. 2.7. Гигрометры. Весовой (а): 1 – газовые часы; 2 – U-образные трубки; 3 – гигроскопическое вещество; 4 – патрубок насоса. Волосяной (б): 1 – обезжиренный волос; 2 – поворотный механизм; 3 – указывающая стрелка; 4 – шкала. Пленочный (в): 1 – гигроскопическая пленка; 2 – соединяющая тяга; 3 – груз; 4 – ось; 5 – указывающая стрелка; 6 – шкала; 7 – корпус прибора

35

Груз 3 предназначен для обеспечения постоянного натяжения пленки. В

показания пленочного и волосяного гигрометров требуется вносить поправки,

получаемые по результатам сравнения их с показаниями психрометра.

Конденсационный гигрометр – это измерительный прибор предназначен-

ный для определения абсолютной влажности воздуха по точке росы. Принцип работы прибора состоит в понижении температуры исследуемого в приборе воздуха, до точки росы при постоянной упругости водяных паров. Упругость пара при выпадении конденсата и будет являться абсолютной влажностью из-

меряемого воздуха. По расчетным зависимостям, либо табличным или графиче-

ским данным можно определить относительную влажность воздуха, зная его абсолютную влажность и температуру.

Одним из примеров конденсационного гигрометра является гигрометр Крова (рис. 2.8), который состоит из металлической коробки 1, через которую пропущена трубка 2, снабженная на одном конце окуляром 3, а на другом мато-

вым стеклом 4. Исследуемый воздух посредством груши 5 подается из трубки

7, снабженной термометром, и затем продувается через налитый в коробку сер-

ный эфир, который охлаждает трубку. На внутренней стенке трубки выпадает конденсат. В процессе испарения эфира можно добиться установления темпе-

ратуры выпадения конденсата с точностью 0,1 °C. Появление росы наблюдает-

ся на пластине 4 через окуляр 3. По показанию термометра 8 определяют тем-

пературу точки росы для исследуемого воздуха. После этого продолжается наблюдение через окуляр, до момента исчезновения росы, температуру исчез-

новения росы снимают с термометра 8. Среднее из полученных значений тем-

пературы точки росы и принимается за измеренное.

Аналогичный принцип работы имеет конденсационный гигрометр Аллю-

ра, отличающийся большей компактностью [8].

Электролитический гигрометр – это гигрометр, принцип работы которо-

го основан на измерении электрического сопротивления электроизоляционного материала покрытого гигроскопическим слоем электролита при изменении вла-

госодержания измеряемого воздуха.

36

Керамический гигрометр – это устройство, работа которого заключается в измерении электрического сопротивления твердой и пористой керамической массы при изменении влагосодержания измеряемого воздуха.

Сорбционный гигрометр – это прибор для измерения влажности воздуха,

принцип работы которого заключается в связи физических свойств гигроскопи-

ческих веществ с количеством поглощенной ими влаги, зависящей от влажно-

сти анализируемого газа.

Оптический гигрометр – это аппарат, принцип работы которого основан на измерении изменения интенсивности инфракрасного излучения за счет его поглощения парами воды, содержащимися и исследуемом воздухе.

Рис. 2.8. Гигрометр Крова: 1 – металлическая коробка; 2 – трубка; 3 – окуляр; 4 – матовое стекло; 5, 6 – резиновые груши; 7 – всасывающая трубка с термометром; 8 – термометр для измерения температуры точки росы

37

Емкостной гигрометр – это прибор для определения влажности воздуха,

принцип работы которого основан на измерении изменения емкости полимер-

ного или металлоксидного конденсатора при изменении влажности воздуха.

Резистивный гигрометр – это прибор, для измерения влажности воздуха,

работа которого основана на принципе изменения электрической проводимости солей или проводящих полимеров от влажности воздуха

2.2.3. Гигрографы

Для систематических наблюдений за колебаниями относительной влаж-

ности воздуха пользуются самопишущими волосяными гигрометрами (гигро-

графами, рис. 2.9а), в которых сокращение пучка волос 1 передается системой рычагов 2 перу 3, которое выписывает на барабане кривую изменения относи-

тельной влажности. Заправка бумагой, пуск барабана 4 и регулировка прибора производится аналогично термографу (п. 2.1.5). Гигрографы, как правило, вы-

веряют по психрометру Ассмана.

Гигрограф может быть составной частью термо-гигрографа, которой фик-

сирует температуру и относительную влажность воздуха, в этом случае запись перечисленных параметров проводится на одном барабане (рис. 2.9б [8, 13]).

Рис. 2.9. Схема гигрографа (а) и внешний вид термо-гигрографа (б): 1 – пучок волов; 2 – система рычагов; 3 – пишущее перо; 4 – барабан; 5 - подставка

38

2.3Приборы для измерения скорости

2.3.1Анемометр

Анемометры – это прибор для измерения скорости воздушного потока

[8]. Анемометры подразделяются на: динамические, определяющие скорость движения воздуха числом оборотов; статические, определяющие ветровой напор на противостоящую пластинку или шар; электроанемомеры, работа кото-

рых основана на изменении электрического сопротивления горячей проволоки

при действии на ней потока воздуха.

Принцип работы динамических анемометров основан на вращении пото-

ком воздуха легких лопастей, передающих через систему зубчатых колес, сде-

ланное ими число оборотов счетным зубчатым колесам, снабженным цифер-

блатом и указательной стрелкой. Динамические анемометры в свою очередь

подразделяются на крыльчатые и чашечные.

Анемометр Комба (рис. 2.10а) является старейшим из группы динамиче-

ских анемометров. На оси вращения анемометра закреплены четыре лопасти с алюминиевыми или слюдяными пластинками, под углом к оси вращения. Под давлением воздушного потока система лопастей приходит в движение. Ось представляет собой параллельный потоку воздуха бесконечный винт, который сообщает собой движение зубчатому колесу. По поворотам колеса отсчитыва-

ется число оборотов лопастей, которое показывается на циферблате устройства.

где a – наименьшая скорость течения воздуха, которая может привести к дви-

жению крылья; b – коэффициент сопротивления трению; nоб – число оборотов.

Анемометр Рекнагеля (рис. 2.10д) имеет воздушное колесо с лопастями из слюды, насаженные на стальную ось. Вращение лопастей передается зубчатому колесу аналогично анемометру Комба. Перевод движения по зубчатому колесу рассчитан таким образом, что один оборот указательной стрелки на циферблате соответствует 1000 оборотам воздушного колес.

39