ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

 

Влажность воздуха измеряется с помощью психрометров и гигромет­ров, а для непрерывной записи относительной влажности используется гиг­рограф.

Станционный психрометр состоит из двух ртутных метео­рологических термометров, установленных вертикально в психрометрической будке.

 

 

Рис.9. Станционный психрометр.

 

Резервуар левого термометра должен быть «сухой», а правого – плотно обернут кусочком батиста, конец которого погружают в стек­лянный стаканчик с дистиллированной водой, расположенный на 2 см ниже резервуара (рис.9). При изменении температуры ниже 0°С стаканчик с водой убирают из будки, а батист коротко подрезают. В условиях низких темпе­ратур (от 0° до ‑10°С) за 30 мин до измерений производится смачивание батиста, пока его показания не станут выше 0°C, и все частички льда на ба­тисте не растают.

Психрометрический метод измерения влажности основан на оценке разности температур «сухого» и «смоченного» термометров. С поверхности резервуара «смоченного» термометра происходит испарение, на которое затрачивается тепло. При этом «сухой» термометр показывает температуру воздуха в данный момент, а «смоченный» показывает свою собственную температуру, которая зависит от интенсивности испарений воды с поверхности резервуара. Чем больше дефицит влажности, тем интенсивнее будет происходить испарение и, следовательно, тем ниже будут показания «смоченного» термометра.

При измерениях производится отсчет по «сухому» и «смоченному» термометрам, зимой – предварительно определив состояние воды на батисте (в твердом состоянии – лед, в жидком – переохлажденная вода), что следует учитывать при нахождении характеристик влажности по Психрометрическим таблицам.

Психрометр аспирационный предназначен для определе­ния влажности и температуры воздуха в помещении и на открытом воздухе в полевых условиях, так как в эксплуатации не требует радиационной защиты (будки) (рис10). Измерение влажности, как и станционным психрометром, основано на психрометрическом методе, т.е. измерении температуры воздуха «сухим» и «смоченным» термометрами. При этом разность показании этих термометров зависит от влаж­ности воздуха.

 

Рис.10.Психрометры аспирационные.

 

Прибор состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе, и аспирационной головки (рис. 11,а). Оправа состоит из трубки, раздваивающейся внизу, и защитной планки. К нижней раздвоенной части трубки с помощью пластмассовых втулок прикреплены два двойных патрубка, являющихся радиационной защитой резервуаров термометров. Верхний конец трубки соединен с аспиратором, который представляет собой заводной механизм и вентилятор, закрытые колпаком. Пружина механизма заводится специальным ключом. В модификациях прибора вращение вентилятора производится электродвигателем. Пластмассовые втулки предохраняют патрубки и резервуары термометров от воздействия прямой солнечной радиации. Весь прибор никелирован и отполирован, вследствие чего хорошо отражает солнечные лучи. Психрометр снабжается крюком-подвесом для крепления (рис. 11,б). При скорости ветра более 3 м/с на аспи­ратор с наветренной стороны одевается специальная ветровая защита.

При вращении вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров, проходит по воздухопроводной трубке к вентилятору и выбрасывается наружу через прорези в аспирационной головке (рис. 11,в). Сухой термометр будет показывать температуру воздуха, а показа­ния смоченного термометра будут меньше из-за охлаждения, вызванного испарением воды с поверхности батиста, облегающего резервуар термо­метра.

Установка прибора для измерения на воздухе производится зимой за 30 мин, летом за 15 мин до измерений. Батист на термометре смачивают при помощи резиновой груши с зажимом зимой за 30 мин, а летом за 4 мин до отсче­та. После этого заводят механизм, вращающий вентилятор. Зимой (при отрицательных температурах) необходимо определить, что находится на батисте термометра: лед или вода.

Для определения характеристик влажности при температурах ниже ‑10°С используют гигрометры.

	а)
		б)
		в)

	Рис. 11. Психрометр аспирационный: а – внешний вид; б – крюк-подвес для крепления; в – схема всасывания воздуха при производстве измерений

Волосной гигрометр предназначен для измерения относи­тельной влажности в наземных условиях. Пределы измерения 30-100%. По­грешность измерения относительной влажности в диапазоне 30-90% составляет ±15%, на точке 100% ±5%. В очень сильный мороз точность измерения падает, вследствие чего ошибка увеличивается до 30%. В теплый период проводятся параллельные наблюдения по гигрометру и психрометру, определяется погрешность гигрометра, которая зимой учитывается при оценке влажности.

Прибор рассчитан на работу при температуре воздуха в диапазоне от -50 до +55°С.

Действие прибора основано на свойствах обезжиренного человече­ского волоса изменять свою длину в зависимости от относительной влаж­ности воздуха.

Гигрометр состоит из чувствительного элемента (обезжиренный че­ловеческий волос), передаточного механизма, – шкалы, стрелки и металли­ческой рамки, на которой закреплены детали прибора (рис. 12). Обезжиренный волос укреплен на металлической рамке. Верхний конец волоса укреплен на винте регулятора, нижний – на дужке с грузиком. Дужка при помощи стерженька соединена с осью, на которой расположена стрелка. Грузик держит волос в натянутом состоянии.

При изменении влажности изменяется и длина волоса, ось поворачивается, и стрелка перемещается по шкале прибора. Цена деления шкалы 1% относительной влажности. Деления шкалы неравномерны: с увеличением влажности они постепенно уменьшаются, что обусловлено тем, что при ма­лой влажности длина волоса изменяется быстрее, чем при большой.

Пленочный гигрометр, как и волосной, предназначен для измерения относительной влажности в наземных условиях (рис. 13). Чувствительный элемент – гигроскопическая органическая пленка. Пределы измерения 20-100%, погрешность измерения ±7%, шкала равномерная. Прибор рас­считан на работу при температурах от -60 до +35°С.

Деформация пленки при изменении относительной влажности с помощью передаточного механизма преобразуется в перемещение стрелки относительно шкалы прибора. Начальная установка стрелки прибора осуществляется вращением винтов, крепящих чувствительный элемент к рамке прибора.

Для непрерывной регистрации изменений относительной влажности
воздуха используются гигрографы двух типов: суточные и недельные. По чувствительному элементу гигрографы бывают пленочные и волосные.

Пленочный гигрограф состоит из чувствительного элемента, передающего механизма, регистрирующей части и корпуса. Пленочный датчик закреплен в кронштейн. С помощью тяги центр датчика связан с рычагом. Рычаг через ось жестко прикреплен к стрелке, на которую надевает­ся перо. Груз поддерживает пленку датчика в натянутом состоянии. В качестве регистратора используется барабан с часовым механизмом с надетой на него диаграммной лентой. Диаграммная лента разделена горизонтальны­ми параллельными линиями с ценой деления 2% и вертикальными дугооб­разными линиями с ценой деления 15 мин для суточного и 2 ч для недельного гигрографов. Начальная установка пера стрелки на требуемое деление ленты осуществляется вращением установочного винта. Прибор имеет устройство, позволяющее наносить пером стрелки на ленте отметки (засечки) времени при закрытом корпусе прибора.

Изменение размеров органической пленки при изменении влажности с помощью передаточного механизма, в значительной мере увеличи­вающего изменения приемной части прибора, преобразуется в перемещение стрелки с пером по диаграммной ленте, закрепленной на барабане часового механизма.

 

 

Рис. 12. Гигрометр волосной Рис. 13. Гигрометр пленочный

 

 

Погрешность регистрации относительной влажности в диапазоне 30-90% составляет ± 15%, на точке 100 – ± 5%. Пределы измерения 30-90%.

Часовой механизм гигрографа может работать при температурах от -35 до + 45°С.

Волосной гигрограф устроен аналогично пленочному. Датчиком является пучок обезжиренных человеческих волос (рис. 14).

	a)

	б)

 

Рис. 14. Гигрограф волосной: а) общий вид;

б) регистрирующая часть, передающий механизм

 

Волосной гигрограф устанавливается на метеорологической площадке в психрометрической будке вместе с термографом, его датчик должен находиться на вы­соте 2 м от поверхности земли. Волосной гигрограф не является абсолютным прибором, поэтому для определения по нему относительной влажности необходимо вводить поправки относительно измерений по психрометру и периодически их контролировать.