3. Приборы и методы измерений

1. Измерение температуры воздуха

Для измерения температуры воздуха применяются следующие приборы.

Обычный термометр (ртутный или спиртовой) применяется для измерения температуры воздуха только в данный момент времени. Шкала термометров большей частью имеет цену 0,5 или 0,2^о. По месту расположения шкалы термометры разделяются на: - палочные с толстыми стенками капилляра, на которые непосредственно наносится шкала; - термометры со вставленной шкалой из молочного стекла, которая крепится внутри наружной стеклянной оболочки термометра.

Максимальный термометр применяется для измерения наивысшей температуры, которая была в помещении за определённый период наблюдения.

Минимальный термометр применяется для фиксации наименьшей температуры, которая была в помещении за определённый период наблюдения.

Термограф – самопишущий прибор для непрерывной регистрации изменений температуры.

Парный термометр применяется для измерения температуры воздуха в помещениях, имеющих источники значительных тепловых излучений (кузнечные цеха, котельные и т.п.). Он состоит из двух термометров, у одного из которых резервуар со спиртом посеребрён, а у другого – зачернён, поэтому один термометр отражает основную часть лучистого тепла, а другой поглощает его.

Электрические термометры по принципу действия разделяются на два типа: термометры сопротивления и термоэлектрические.

Устройство термометров сопротивления основано на использовании свойства металлов, изменять электрическое сопротивление в зависимости от изменения температуры, а термоэлектрических термометров – на существовании контактной разности потенциалов между двумя соприкасающимися разнородными металлами.

Электрические термометры позволяют производить наблюдения на расстоянии и обладают высокой чувствительностью.

3.2. Измерение влажности воздуха.

Для определения влажности воздуха применяются различного рода психрометры и гигрометры.

В воздухе производственных помещений, как и в наружном воздухе, содержится некоторое количество водяных паров. Для оценки этого явления пользуются показателями абсолютной, максимальной и относительной влажности воздуха.

Абсолютная влажность воздуха – количество водяных паров, выраженное в граммах, содержащееся в 1 кг или в 1 м³ воздуха в момент исследования.

Максимальная влажность воздуха – количество водяных паров, выраженное в граммах, насыщающее 1 кг или 1 м³ воздуха при данной температуре до предела, после которого наступает конденсация паров.

Практически для характеристики влажности воздуха пользуются показателем относительной влажности, который представляет собой отношение абсолютной влажности к максимальной при данной температуре, выраженное в процентах.

φ = ( А / F ) · 100

где φ – относительная влажность воздуха. %; А – абсолютная влажность, г/кг

или г/м³; F – максимальная влажность, г/кг или г/м³.

Наиболее распространенными приборами для измерения влажности воздуха в рабочих помещениях являются психрометры Августа (бытовой) и Ассмана (аспирационный), волосные или плёночные гигрометры, а также гигрографы.

Психрометр Августа (статический психрометр) состоит из двух термометров, (сухого и влажного), установленных вертикально на корпусе прибора. Спиртовой резервуар влажного термометра обёрнут кусочком батиста, свободный конец которого опущен в сосуд с дистиллированной водой. С поверхности ткани всё время испаряется влага, поддерживая таким образом термометр в среде насыщенных водяных паров. Влажный термометр всегда (за исключением случаев, когда относительная влажность равна 100%) даёт показания меньше, чем сухой. По показаниям термометров при помощи психрометрических таблиц или номограммы определяется относительная влажность воздуха.

Аспирационный психрометр Ассмана. Недостатком психрометра Августа является постоянство скорости движения воздуха вокруг резервуара влажного термометра. Аспирационный психрометр по сравнению со статическим психрометром является более совершенным и точным прибором. Ртутные резервуары обоих его термометров заключены в металлические гильзы. Во время работы прибора с помощью встроенного в корпус вентилятора осуществляется аспирация воздуха, т.е. через защитные гильзы протягивается воздух с постоянной скоростью 4 м/с. Пуск вентилятора производится при помощи часового механизма или электрического микродвигателя. На ртутную часть одного термометра надевается колпочок из батистовой ткани, который перед замером смачивается дистиллированной водой. Показания с обоих термометров снимают в установившемся режиме, т.е. когда при работающей турбине вентилятора положение ртутных столбиков стабилизировалось (примерно на 4 минуте с момента запуска вентилятора). Относительную влажность воздуха определяют по показаниям сухого и влажного термометров, пользуясь штатной психрометрической таблицей, в такой последовательности: по вертикальной линии отмечают показания сухого термометра, а по горизонтальной – показания влажного термометра. На пересечении этих линий получают искомое значение относительной влажности в %.

Гигрометр – прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха. Приёмной частью прибора является обезжиренный в эфире или спирте человеческий волос или специальная синтетическая плёнка, которые через блок соединены с лёгкой стрелкой – указателем. При снижении относительной влажности приёмная часть (волосок, плёнка) укорачивается, а при увеличении – удлиняется. Стрелка-указатель в соответствии с этими изменениями перемещается вдоль шкалы, на которой нанесены деления от 0 до 100, показывающие процент относительной влажности.

Гигрометр позволяет определять величину относительной влажности в условиях отрицательных температур. Показания гигрометра не отличаются высокой точностью.

Гигрограф – самопишущий прибор для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха. Приёмная часть гигрографа состоит из пучка обезжиренных человеческих волос или синтетической плёночной мембраны. С помощью системы передаточных рычагов изменение размеров мембраны или пучка волос передаются на перо регистрирующей части прибора. Перо смоченное незасыхающими чернилами записывает на бумажной ленте, надетой на вращающийся барабан, кривую изменения влажности воздуха за определённый промежуток времени.