3. Прилади для визначення метеорологічних параметрів і методи їх вимірювання

3.1. Вимірювання температури повітря

        Вимірювання температури повітря в виробничих приміщеннях проводять на рівні зони дихання працюючого (1,3...1,5 м від підлоги) такими приладами:

        Звичайний термометр (ртутний або спиртовий) застосовують для вимірювання температури повітря тільки в даний момент часу. Для вимірювання температури понад 0^оС потрібно використовувати ртутний термометр, бо ртуть при нагріванні розширюється рівномірно. При температурі нижче  0^оС ртуть замерзає і тому для вимірювання низьких температур необхідно користуватись спиртовим термометром.

        Термограф – самозаписуючий прилад для безперервної реєстрації зміни температури за часом (рис.1). Приймальна частина приладу виконана у вигляді біметалевої пластинки, яка зв’язана з допомогою важеля та стрілки з пером. Записування температури проводиться на стрічці, яка оперізує барабан і приводиться в рух годинниковим механізмом. Барабан обертається з швидкістю один оберт за добу або тиждень (176 годин), у результаті чого на стрічці отримуємо безперервне записування температури (термограму). Точність показу приладу  1^оС при вимірюванні температури від -35^оС до +45^оС.

        Парний термометр застосовують для вимірювання дійсної температури повітря в приміщеннях, які мають джерела значних теплових випромінювань (ковальські, прокатні та термічні цехи, котельні, нагрівальні печі) (рис. 2). Він складається з двох ртутних термометрів: в одного з них резервуар посріблений, а в другого – зачорнений. Тому один відбиває основну частину променевого тепла,  інший – поглинає його.

        Дійсну температуру повітря в приміщеннях зі значними тепловими випромінюваннями визначають за формулою:

t _q = t _r – k·(t _r – t _c),

        де        t _q – дійсна температура приміщення, ^оС;

        t _c – покази посрібленого термометра, ^оС;

t _r – покази зачорненого термометра, ^оС;

        k  – константа даного приладу.

                   Рисунок 1. Термограф                             Рисунок 2. Парний термометр

 

        Електричні термометри за принципом дії поділяють на два типи: термометри опору та термоелектричні.

3.2. Вимірювання вологості повітря

        Вимірювання відносної вологості повітря проводять такими приладами:

        Психрометр Августа (рис. 3), який складається з двох термометрів – ,,сухого” та ,,вологого”. Резервуар ,,вологого” термометра обгорнутий кусочком тканини, вільний кінець його опущений у посудину з водою. Вологий термометр завжди, за винятком випадку, коли відносна вологість дорівнює 100%, показує більш низьку температуру, а ніж сухий, бо з поверхні тканини весь час випаровується вологість, яка супроводжується витратою тепла.

Рисунок 3. Психрометр Августа                      Рисунок 4. Психрометр Августа з таблицею

       

        Згідно з таблицею 1 або згідно з таблицею, що розташована на корпусі психрометра Августа (рис. 4) визначають відносну вологість повітря.

        Аспіраційний психрометр Ассмана. Недоліки психрометра Августа є несталість швидкості руху повітря навколо резервуару ,,вологого” термометра. Цього недоліку немає психрометр Ассмана (рис. 5).

Таблиця 1. Психометрична таблиця для визначення відносної вологи за психрометром Августа

Покази вологого терм. 0С	Різниця показів сухого та вологого термометрів
	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8
10	100	94	87	82	76	71	66	61	57	53	48	45	41	38	34	31	28
11	100	94	88	82	77	72	67	62	58	55	50	47	43	40	36	33	30
12	100	94	88	82	78	73	68	63	59	56	52	48	44	42	38	35	32
13	100	94	88	83	78	73	69	64	61	57	53	50	46	43	40	37	34
14	100	94	89	83	79	74	70	66	62	58	54	51	47	45	41	38	36
15	100	94	89	84	80	75	71	67	63	59	55	52	49	46	43	41	37
16	100	95	90	84	80	75	72	67	64	60	57	53	50	48	44	42	39
17	100	95	90	84	81	76	73	68	65	61	58	54	52	49	46	44	40
18	100	95	90	85	81	76	74	69	66	61	59	56	53	50	47	45	42
19	100	95	91	85	82	77	74	70	66	63	60	57	54	51	48	46	43
20	100	95	91	85	82	77	74	70	66	63	60	57	54	51	48	46	43
21	100	95	91	86	83	79	75	71	68	65	62	59	56	54	51	49	46
22	100	95	91	87	83	79	76	72	69	65	63	60	57	55	52	50	47
23	100	96	91	87	83	80	76	72	69	66	63	61	58	56	53	51	48
24	100	96	92	88	84	80	77	73	70	67	64	62	59	56	53	52	49
25	100	96	92	88	84	81	77	74	70	68	65	63	59	58	54	52	50

Рисунок 5. Аспіраційний психрометр Ассмана

 

        У цьому приладі резервуари двох термометрів розміщені в подвійних трубках, які є гілками однієї довгої трубки. У верхньому її кінці встановлена турбінка-вентилятор, який подає повітря зі швидкістю 2 м/с, що створює стандартний повітряний потік. Через 240-300 cекунд після запуску вентилятора знімають покази з двох термометрів, перед цим змочивши водою тканину мокрого термометра. Для цього беруть гумовий балон з піпеткою, який наповнюють водою, та легким натискуванням доводять воду не ближче аніж на 5 мм до краю піпетки і витримують її на цьому рівні в піпетці за допомогою затискувача. Після цього піпетку вводять до відказу у внутрішню трубку мокрого термометра. Через 60 секунд, не виймаючи піпетку з трубки, розтискують затискувач, вбираючи зайву воду в балон, після чого піпетку виймають. Заводять вентилятор майже до відказу, але необхідно остерігатися, щоб не зірвати пружину.

        Завдяки потоку повітря термометри будуть показувати різну температуру. За показами термометрів, використовуючи психрометричний графік (рис. 6), визначають відносну вологість повітря наступним чином:

               За вертикальними лініями графіка (рис. 6) визначають покази сухого термометра, а за нахиленими – змоченого. На перетині цих ліній знімають значення відносної вологості, виражену в процентах і позначену на графіку цифрами 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90.

 

Рисунок 6. Психрометричний графік

 

     Гігрометр – прилад для безпосереднього визначення вологості повітря (рис.7).

        Рисунок 7. Гігрометр

 

        Приймальною частиною приладу є знезжирене людське волосся. На шкалі нанесені поділки від 0 до 100, які вказують процент відносної вологості.

Помилки вимірювання можуть сягати до 5%. Границя вимірювання від 30 до 100% при температурі від –30 до +45^оС.

     Гігрограф – самозаписуючий прилад (рис. 8), який застосовують для безперервної реєстрації відносної вологості повітря. Приймальна частина гігрографа складається зі жмута знезжиреного людського волосся. З допомогою системи важелів жмут передає зміну відносної вологості на перо, яке записує на паперовій стрічці. Точність вимірювання не перевищує 5%.

        Рисунок 8. Гігрограф