Використані прилади

1) Для визначення температури повітря робочої зони використовують звичайний термометр.

При наявності у повітрі робочої зони явно виражених теплових випромінювань температуру вимірюють парним термометром – приладом, який складається з двох термометрів. У одного з них резервуар зі ртуттю посріблено, у іншого – почорнено. Тому один з термометрів відбиває теплові промені, а інший – поглинає їх. Дійсна температура повітря:

(6.1)

де k – константа приладу, яка визначається емпірично;

t_ч, t_с – показання відповідно почорненого і посрібленого термометра, ºС.

2) Для визначення вологості повітря використовують психрометри різних модифікацій. Психрометр Августа (без вентилятора), наведений на рисунку 6.1, складається з двох звичайних термометрів. Кулька одного з термометрів обернена марлею, кінець якої опускається в стакан з водою (дистильованою чи кип’яченою). Один термометр називається вологим, інший – сухим.

Рис. 6.1. Психрометр Августа: 1 – «сухий» термометр; 2 – дистильована вода; 3 – «вологий» термометр

Рис. 6.2. Аспіраційний психрометр Ассмана: 1 – трубки з подвійними стінками; 2 – аспіратор; 3 – «сухий» термометр; 4 – «вологий» термометр; 5 – вітровий запобіжник; 6 – піпетка з водою

Вода з поверхні марлі випаровується. Випаровування проходить тим інтенсивніше, чим сухіше навколишнє повітря і більше швидкість його руху. Відповідно змінюється і кількість теплоти, яка забирається від вологого термометра. Тому вологий термометр завжди показує нижчу температуру, ніж сухий.

Для швидких і короткочасних вимірювань застосовують аспіраційний психрометр Ассмана, особливість якого в тому, що обидва термометра омиваються потоком повітря з певною швидкістю (2,5–4 м/с).

Аспіраційний психрометр складається з двох однакових термометрів (рис. 6.2), закріплених в спеціальній оправі, яка має вентилятор з електричним чи механічним приводом. Резервуар одного термометра обгорнений батистом чи марлею і перед роботою змочується водою за допомогою піпетки.

3) Швидкість руху повітря вимірюється анемометрами. Залежно від передбачуваної швидкості застосовуються наступні види анемометрів для швидкостей:

0,3–5 м/с – крильчастий;

1–20 м/с – чашечний;

2,0–30 м/с – індукційний.

Крильчастий анемометр (рис. 6.3) складається з крильчатки, що обертається, з алюмінієвими або слюдяними крилами. За допомогою черв’ячної передачі обертання крильчатки передається стрілкам, які рухаються по циферблату і відраховують кількість поділок в одиницях, сотнях і тисячах. Тому для визначення швидкості руху повітря необхідно одночасно відраховувати час за допомогою секундоміру.

 

Рис. 6.3 – Анемометр крильчастий

Рис. 6.4 – Анемометр чашечний

 

Чашечний анемометр (рис. 6.4) складається з чотиричашечної метеорологічної вертушки, насадженої на вісь. На нижньому конусі нарізано черв’як із зубчатим редуктором, який передає рух трьом стрілкам рахункового механізму. Циферблат рахункового механізму має три шкали: одиниць, сотень і тисяч поділок. Механізм вмикається і вимикається аретиром.

Дія індукційного анемометру (рис. 6.5) основана на вимірюванні кутової швидкості обертання тричашечної метеорологічної вертушки методом електричного індукційного тахометра. Під дією повітряного потоку вертушка разом з віссю завжди обертається тільки в одну сторону.

Обертаючись разом з віссю, магнітна система створює обертове магнітне поле, яке викликає в металічному ковпаку вихрові струми. Взаємодія вихрових струмів з магнітним полем магніту викликає момент, прикладений до металічного ковпака. Під дією цього моменту ковпачок обертається, закручуючи спіральну пружину. Величина кута повороту вісі з ковпачком пропорційна частоті обертання вертушки; отже, відхилення стрілки анемометра пов’язане певною залежністю зі швидкістю вітру.

Рис. 6.5 – Анемометр індукційний

Для вимірювання швидкості руху повітря у межах 0,03–5 м/с і його температури 10–60 ºС використовують термоанемометр, в основу якого покладений принцип охолодження прийомного тіла – датчика, який знаходиться у повітряному потоці і нагрівається струмом. В якості датчика застосовують напівпровідниковий мікротермоопір. Для живлення приладу використовують стабілізоване джерело живлення на 220 В або елементи типу «Марс» (або «Сатурн»).

4) Для визначення загальної охолоджуючої сили повітряного середовища використовують кататермометри (рис. 6.6), які дозволяють визначати комплексну дію температури, вологості і швидкості руху повітря на самопочуття людини. Кататермометр, який застосовують для визначення малих швидкостей руху повітря (менше 0,5 м/с), являє собою спиртовий термометр з резервуаром циліндричним або у вигляді кулі. Резервуар переходить в капілярну трубку довжиною 20 см. Шкала кататермометра градуйована на 3 ºС (від 35 до 38 ºС). Кількість теплоти, яка втрачається кататермометром при його охолодженні від 38 до 35 ºС, постійна при всіх умовах середовища, а тривалість охолодження на 3 ºС різна і залежить від взаємодії всіх метеорологічних факторів.

а б Рис. 6.6 – Кататермометри: а – циліндричний, б – кулястий

5) Для визначення інтенсивності теплового випромінювання використовують актинометр конструкції Ленінградського інституту гігієни праці (рис. 6.7), який має широкий діапазон показань, є портативним і малоінертним.

Його будова основана на принципі термоелектричного ефекту. Якщо у замкненому електричному ланцюгу, який складається з двох різних металів, місця контактів мають різну температуру, то в ланцюгу виникає термоелектричний струм, сила якого пропорційна різниці температур на термоспаях. В якості термоприймача в актинометрі використовується термобатарея – пластинка, яка складається з ряду термоелементів, що спаяні між собою.

Рис. 6.7 – Актинометр

Ці спаї мають почергово білий і чорний кольори. При дії на таку пластинку теплового випромінювання сусідні спаї набувають різної температури в результаті поглинання променевої теплоти чорним квадратиком і відбиття її білим. Різниця температур обумовлює появу в батареї термоелектричного струму, який вимірюють вмонтованим у прилад гальванометром, шкала якого проградуйована в калоріях на 1 см²/хв у межах інтенсивності випромінювання 0–20 кал/см^2.хв. Кожна поділка шкали відповідає 0,5 кал/см^{2 .} хв. Для переводу ккал/м^2.год показання приладу помножують на 600, а для переводу в систему СИ (Вт/м²) отриманий результат ще помножують на 1,163.