1.3.2Приборы для измерения относительной влажности воздуха

Для измерения относительной влажности воздуха применяются психрометры парных термометров (стационарные) и аспирационные психрометры.

В основе измерений влажности психрометром парных термометров и аспирационным психрометром лежит определение показаний "сухого" и "мокрого" термометров (резервуар последнего обёрнут кусочком батиста и смочен дистиллированной водой). Вода, испаряясь с поверхности резервуара термометра, поглощает тепло, вследствие чего показания "мокрого" термометра меньше, чем "сухого”. Интенсивность испарения зависит от степени насыщенности воздуха водяными парами, что и позволяет по показаниям "сухого" и "мокрого" термометров определить относительную влажность воздуха.

Психрометр парных термометров имеет сосуд с водой, в который опущены концы ткани "мокрого" термометра. Относительная влажность определяется по психрометрической таблице на основе показаний "мокрого" термометра t_М и разности показаний "сухого" и "мокрого" термометров t_С - t_M. Недостатки прибора: большая инерционность (10...15 мин), неверные показания при наличии лучистого тепла и скорости движения воздуха больше 2 м/с.

Диапазон измерений относительной влажности воздуха 40…80 %, температуры воздуха 0...45°С. Погрешность измерений ±7 % и ±0,5 °С соответственно.

Аспирационный психрометр не имеет этих недостатков. В аспирационный психрометр встроен собственный вентилятор, обеспечивающий постоянный поток воздуха через металлические блестящие обоймы, защищающие одновременно резервуары термометров от воздействия лучистого тепла. Это исключает зависимость интенсивности испарения с поверхности мокрого термометра от скорости движения воздуха и тепловой радиации (рис. 3).

Диапазон измерений относительной влажности воздуха 10... 100 %, температуры воздуха -30…+50 °С. Погрешность измерений ±5 % и ±0.1 °С соответственно.

Рис. 3. Внешний вид аспирационного психрометра: 1— термометры; 2 — аспиратор; 3 — трубки, защищающие резервуары термометров

Гигрометр

Гигрометр (от Гигро... и ...метр) - прибор для измерения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометр, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и др.

 Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100%. Волос 1 (рис. 4) натянут на металлическую рамку 2.

Рис. 4. Волосной гигрометр: 1 — волос; 2 — рамка; 3 — стрелка; 4 — шкала

Изменение длины волоса передаётся стрелке 3, перемещающейся вдоль шкалы. Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны 1 (рис. 2) передаётся стрелке 2.

Рис. 5. Плёночный гигрометр: 1 — мембрана; 2 — стрелка; 3 — шкала

Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.

В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита — хлористого лития — со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометр — зависимость показаний от температуры.

Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твёрдой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, каолина и некоторых окислов металла) от влажности воздуха.

Конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического зеркальца в момент появления на нём следов воды (или льда), конденсирующейся из окружающего воздуха. Конденсационный гигрометр состоит из устройства для охлаждения зеркальца, оптического или электрического устройства, фиксирующего момент конденсации, и термометра, измеряющего температуру зеркальца. В современных конденсационных гигрометрах для охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан на Пельтье-эффекте, а температура зеркальца измеряется вмонтированным в него проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром.

Всё большее распространение находят электролитические гигрометры с подогревом, действие которых основано на принципе измерения точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли находится в известной зависимости от влажности. Чувствительный элемент состоит из термометра сопротивления, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение.