Зачем нужен психрометр. Какие они бывают. Принцип работы каждого вида психрометров. Фотографии и схемы. Кроме того, в статье вы узнаете чем отличается психрометр и гигрометр.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Психрометр Асмана» или «Принцип работы инкрементного и абсолютного энкодера».
Что такое психрометр
Психрометр (производное от греч. ψυχρός — холодный и τό μέτρον — мерило, измерять) — это прибор предназначенный для измерения температуры воздуха и его влажности.
В основном психрометры используются для определения показателей относительной влажности воздуха. Эти показатели весьма важны в различных областях науки и производства. Особенно это важно при использовании весового оборудования для определения точности показателей.
Принцип работы и устройство психрометров
Принцип действия любого психрометра основан на физическом свойстве жидкости (воды) к испарению и возникающей при этом разности температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того, что жидкость покидают наиболее "быстрые" молекулы, приводит к потере жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое смоченным термометром.
Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных). Один сухой, другой влажный (смоченного), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью. Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.
Зафиксировав показания сухого и влажного термометров, с помощью специальных формул или психрометрической таблицы определяется относительная, а затем по психрометрической формуле — абсолютная влажность воздуха.
Психрометрическая формула, позволяющая определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров, выглядит так:
где
е —упругость водного пара находящегося в воздухе;
Е —максимально возможная упругость водного пара при температуре tс смоченного термометра;
t —температура воздуха;
А —коэффициент зависящий от устройства термометра и скорости прохождения воздуха возле резервуара термометра;
P —давление воздуха.
В чем отличия гигрометра от психрометра
Для измерения влажности воздуха также используются гигрометры. Принцип их работы основан на изменении физико-химических свойств различных веществ при изменении влажности окружающей среды. Наиболее распространенные из них: оптические, термисторные, резистивные и емкостные.
Именно в принципе работы и состоит отличие гигрометра от психрометра. Более простое устройство делает психрометр более защищенным от посторонних воздействий и потому более надежным. Поэтому, в пользовательских инструкциях многих конструкций гигрометров указано о необходимости периодически проверять показания по психрометру.
В то же время, гигрометры гораздо более функциональные. Они способны измерять не только влажность воздуха, но и влажность твердых тел. Например, с помощью емкостного гигрометра можно измерить влажность таблеток.
Виды психрометров
Различают следующие виды психрометров: стационарный (станционный), аспирационный и дистанционный.
Стационарный психрометр
Стационарный психрометр (психрометр Августа) состоит из двух термометров укрепленных на специальном штативе и помещенные в метеорологической будке. Резервуар одного из них обвязывается кусочком батиста, конец которого помещен в стаканчик с водой, для обеспечения свободного поступления воды к резервуару. Устройство будки (метеорологическая будка Селянинова) обеспечивает свободный обмен воздуха возле резервуара. Основным недостатком стационарных психрометров является зависимость показаний смоченного термометра от скорости воздушного потока в будке, преимуществом — простота устройства и обслуживания. Схема психрометра августа приведена на рисунке справа.
Аспирационный психрометр
Аспирационный психрометр (психрометр Асмана) устроен более сложно. Конечно, термометры в этом типе по прежнему есть, но они помещаются в специальном корпусе, служащем для их защиты от повреждений и теплового излучения окружающих предметов. Обдув производится с помощью специального вентилятора (аспиратора), с постоянной скоростью примерно 2 м/сек. Аспирационный психрометр является наиболее точным и надежным прибором для измерения температуры и влажности воздуха при положительной температуре окружающей среды.
Общим для этих двух типов является устройство на базе ртутно-стеклянных термометров, что и обуславливает их общий недостаток — хрупкость, а также невозможность проведения дистанционного контроля.
Дистанционный психрометр
Для измерения влажности воздуха в дистанционном психрометре используются термометры сопротивления, термопары, термисторы. Основными типами являются манометрические и электрические психрометры. В качестве манометрического обычно используют либо двухканальный манометрический термометр, либо два одноканальных, с устройством системы увлажнения для одного из термобаллонов. Более широко распространены психрометры на базе термометров сопротивления, термопар, термисторов. Обязательным условием надежности и точности показаний является использование аналогичных характеристик сухого и смоченного преобразователей (датчиков) температуры.
Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже
Обычному человеку для определения погоды на улице, как правило, вполне достаточно термометра, прикреплённого к оконной раме.
Иногда к нему прибавляется барометр – прибор, предсказывающий изменения погоды по колебаниям атмосферного давления. Но для синоптика этого набора измерительной техники, как правило, недостаточно – необходим ещё, как минимум, психрометр.
Что такое психрометр?
Название этого прибора составлено из двух слов древнегреческого языка: «психрос» — холодный и «метрео» — измерять.
Он измеряет температуру и влажность воздуха, что часто бывает необходимостью в метеорологических замерах окружающей среды, а также во многих сферах промышленности – например, при взвешивании гигроскопичных материалов для нахождения их точного веса.
Как работает психрометр?
Как известно, любая жидкость, в том числе и вода, постепенно испаряется, при этом в парообразное состояние переходят самые «быстрые» молекулы, т.е. общая температура жидкости при этом понижается. Именно это физическое свойство жидкостей лежит в основе конструкции любого психрометра.
Представьте себе два термометра, неважно – спиртовых либо ртутных. Поверхность одного из них остаётся сухой, второй же обёрнут влажной тканью. Чтобы ткань не высыхала, один её край опущен в ёмкость с водой. Когда вода испаряется с ткани, обёрнутый термометр охлаждается и, соответственно, показывает более низкую температуру, чем второй термометр, поверхность которого остаётся сухой и фиксирует температуру воздуха. Чем меньше влаги в окружающем воздухе, тем интенсивнее идёт процесс испарения.
Следовательно, по разнице показаний двух термометров можно судить об уровне влажности воздуха. Для этого существует специальная психрометрическая таблица, из которой можно узнать относительную влажность, а затем при помощи специальной формулы определить абсолютную влажность воздуха.
Психрометр и гигрометр
Так ли уж необходим психрометр, когда влажность воздуха можно определить при помощи другого прибора – гигрометра?
Принцип работы этого прибора основан на других свойствах окружающей среды: гигрометры бывают резистивными, ёмкостными, термисторными и оптическими. Простейшие из них используют свойство некоторых материалов скручиваться или распрямляться при колебаниях влажности.
В ряде случаев показания любого из гигрометров являются недостаточно точными. Простота устройства психрометра обеспечивает высокий уровень защиты от посторонних влияний, поэтому полученные с его помощью данные оказываются более точными и надёжными. Поэтому нередко для уточнения результатов измерений показания гигрометров время от времени проверяют при помощи психрометра.
В то же время гигрометры во многих случаях являются более удобными для использования. Так, ёмкостные гигрометры справляются с замерами влажности не только воздуха, но и твёрдых веществ. Это необходимо для контроля параметров таблеток, бетонных изделий и др.
Разновидности психрометров
В настоящее время для замеров используются психрометры трёх основных типов, различающихся между собой конструкционными особенностями.
— Психрометр стационарного типа представляет собой закреплённые на массивном штативе два ртутных термометра. Колба с ртутью одного из них обвязана батистовой тканью, конец которой опущен в стакан, наполненный водой. Вся конструкция размещена в метеорологической будке или там, где обычно проводятся замеры. Основным недостатком стационарного психрометра является зависимость показаний от подвижности воздушного потока, которая влияет на скорость испарения.
— Психрометр аспирационного типа (Асмана), хотя и состоит из тех же двух термометров, но обладает более сложной и защищённой конструкцией. Термометры в этом варианте размещены в прочном корпусе, который отсекает постороннее тепловое излучение. Испарение жидкости происходит за счёт принудительного обдува, осуществляемого небольшим вентилятором, продуцирующим поток воздуха со скоростью около 2 м/с. Это наиболее точный и защищённый от внешних влияний прибор.
— Психрометр дистанционного типа использует не ртутные стеклянные термометры, а электрические измерители температуры, основанные на замерах резистивности материалов, на свойствах термисторов и термопар, а также манометрические системы. Но в любом случае один из датчиков при измерениях остаётся сухим, а второй смачивается для замера разности температур.
Таким образом, психрометры Асмана и стационарного типа используют привычные ртутные термометры из стекла, поэтому их общим недостатком является повышенная хрупкость прибора. Дистанционные психрометры измеряют температуру воздуха, основываясь на других принципах, поэтому их показания могут контролироваться дистанционно, что нередко является жизненно важным обстоятельством.
психрометр — психрометр … Орфографический словарь-справочник
ПСИХРОМЕТР — (греч., этим. см. пред. сл). Прибор для определения количества влаги в воздухе, то же, что гигрометр. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ПСИХРОМЕТР греч.; этимологию см. Психрометрия. Тоже, что… … Словарь иностранных слов русского языка
психрометр — а, м. psychromètre m. спец. Прибор для определения температуры и влажности воздуха; влагомер. Электрический психрометр. БАС 1. Священник г. Громов объявил желание производить метеорологические наблюдения: Главная обсерватория доставила ему… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ПСИХРОМЕТР — (Psychrometer) прибор для определения влажности воздуха. Состоит из двух термометров. У одного из них шарик обернут батистом, смачиваемым дистиллированной водой. Вследствие испарения воды с поверхности батиста этот термометр показывает более… … Морской словарь
ПСИХРОМЕТР — ПСИХРОМЕТР, гигрометр, влагомер. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
ПСИХРОМЕТР — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры; состоит из двух одинаковых термометров, у одного из которых («смоченного») стеклянный резервуар шарик обёрнут постоянно смачиваемой тканью. Из за расхода тепла на испарение смачивающей… … Большая политехническая энциклопедия
ПСИХРОМЕТР — (от греч. psychros холодный и . метр) прибор для измерения температуры и влажности воздуха, состоящий из двух термометров, у одного из которых ( смоченного ) резервуар обернут смоченным батистом. Температура определяется по сухому термометру,… … Большой Энциклопедический словарь
ПСИХРОМЕТР — ПСИХРОМЕТР, психрометра, муж. (от греч. psychros холодный и metreo измеряю) (физ.). Прибор для определения влажности воздуха путем измерения температуры. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
психрометр — сущ., кол во синонимов: 6 • влагомер (5) • гигрометр (9) • гигроскоп (2) • … Словарь синонимов
психрометр — Устройство для реализации психрометрического метода измерения, содержащее сухой и смоченный термометры. [РМГ 75 2004] Тематики измерения влажности веществ Обобщающие термины методы и средства измерений влажности EN psychrometer DE Psychrometer FR … Справочник технического переводчика
психрометр — Инструмент, прдназначенный для измерения относительной влажности воздуха … Словарь по географии