§3. Измерение параметров микроклимата

В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые), термографы (регистрирующие изменение температуры за определенное время) и сухие термометры психрометров.

Термометр (греч. θέρμη— тепло; μετρέω— измеряю)— прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров:

• жидкостные

• механические

• электрические

• оптические

• газовые

Для определения влажности воздуха применяются переносные аспирационные психрометры (Ассмана), реже стационарные психрометры (Августа) и гигрометры. При использовании психрометров дополнительно измеряют атмосферное давление с помощью барометров – анероидов.

Скорость движения воздуха измеряется крыльчатыми и чашечными анемометрами.

Рассмотрим примеры приборов, традиционно используемых для измерения параметров микроклимата.

Аспирационный психрометр МВ-4М

Аспирационный психрометр МВ - 4М предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +50⁰ С. Цена деления шкал термометров не более 0,2⁰ С. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых помещены в металлические трубки защиты. Эти трубки соединены с воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплен аспирационный блок с крыльчаткой, заводимой ключом и предназначенной для прогона воздуха через трубки с целью сделать более интенсивным испарение воды со смоченного термометра.

Анемометр крыльчатый АСО-3

Крыльчатый анемометр применяется для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с. Ветроприемником анемометра служит крыльчатка, насаженная на ось, один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй через червячную передачу передает вращение редуктору счетного механизма. Его циферблат имеет три шкалы: тысяч, сотен и единиц. Включение и выключение механизма производится арретиром. Чувствительность прибора не более 0,2 м/с.

В последнее время для определения параметров микроклимата производственных помещений успешно применяются аналого-цифровые приборы.

Портативный измеритель влажности и температуры ИВТМ – 7

Прибор предназначен для измерения относительной влажности и температуры, а также для определения других температуро-влажностных характеристик воздуха. В качестве чувствительного элемента измерителя температуры используется пленочный терморезистор, выполненный из никеля. Чувствительным элементом измерителя относительной влажности является емкостной датчик с изменяющейся диэлектрической проницаемостью. Принцип работы прибора основан на преобразовании емкости датчика влажности и сопротивления датчика температуры в частоту с дальнейшей обработкой ее с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер обрабатывает информацию, отображает ее на жидкокристаллическом индикаторе и одновременно выдает с помощью интерфейса RS – 232 на компьютер.

Волосной гигрометр

Измеряет относительную влажность на основании изменений длины человеческого волоса. Для удаления натуральных жиров волос сначала вымачивают в этиловом спирте, а затем промывают в дистиллированной воде. Длина подготовленного таким образом волоса имеет почти логарифмическую зависимость от относительной влажности в диапазоне от 20 до 100%. Время, необходимое для реакции волоса на изменение влажности, зависит от температуры воздуха (чем ниже температура, тем оно больше). В волосном гигрометре при увеличении или уменьшении длины волоса специальный механизм передвигает указатель по шкале. Такие гигрометры обычно используют для измерения относительной влажности в помещениях.

Основные части прибора и их назначение

Гигрометр волосяной (рис. 1) состоит из металлической рамы 1, вдоль которой натянут обезжиренный человеческий волос 2. Свободный нижний конец волоса с легким грузом перекинут через шкив 3, соединенный со стрелкой 4, которая перемещается по шкале.

рис. 1

На раме укреплена шкала с делениями 5, по которой в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха. Деления, соответствующие десяткам, оцифрованы. Цена каждого деления шкалы соответствует 1% относительной влажности. Вверху рамки имеется регулировочный винт 6, который позволяет при проверке прибора устанавливать стрелку на любое деление шкалы.

Принцип действия прибора

Принцип действия волосяного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину с изменением влажности воздуха.

рис. 2 [3]

При уменьшении или увеличении влажности воздуха длина волоса меняется. Под действием этого изменения шкив поворачивается, и конец стрелки перемещается вдоль шкалы, показывая относительную влажность воздуха.

Правила пользования прибором

Во время демонстрации гигрометр укрепляется вертикально в лапке универсального штатива или вешается на стену. Прибор должен находиться на уровне глаз работающего с ним. В месте установки гигрометра должны отсутствовать вибрации, источники тепла или холода. Работающий с гигрометром должен находиться от него на расстоянии нормальной видимости отметок шкалы и остерегаться дышать на него во время отсчетов.

Проверяют положение стрелки. Если стрелка смещена относительно «0», то при помощи регулировочного винта устанавливают ее на «0».

По шкале в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха. Цена деления шкалы соответствует 1%.

При снятии показаний глаз работающего должен находиться на уровне вертикальной касательной к стрелке так, чтобы отметка шкалы в точке отсчета была видима прямолинейной.

Область применения

Прибор используется при постановке демонстрационных опытов по измерению относительной влажности воздуха в разделе «Молекулярная физика».

Прибор может служить пособием для изучения устройства и действия волосяного гигрометра.

При написании нашей работы для измерения влажности воздуха мы применяли : Гигрометр психрометрический, психрометр ВИТ-1 Принцип действия:

Основан на зависимости между влажностью воздуха и психометрической разностью - разностью показаний "сухого" и "увлажненного" термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой.

Описание: Диапазон измерения относительной влажности - 20...90%

Температурный диапазон измерения влажности - 5...25°С и 15…40°С

Дипазон измерения температуры - 0...25°С и 15…40°С

Цена деления шкал термометров - 0,2°

Абсолютная погрешность термометров - +-0,2гр.

ВИТ обеспечен поверкой, действительной на территории Республики Беларусь, Номер Госреестра СИ : РБ 03 09 1470 03 от 04.12.2001г.

Часть 2. Измерение основных параметров микроклимата кабинетов школы

В течении одной недели мы проводили измерения основных параметров микроклимата кабинетов. Для их определения нами были произведены следующие измерения: температура воздуха. (Приложение №1)

Давление воздуха в кабинетах (Приложение2)

Влажность воздуха в кабинетах ( Приложение 3)

Заключение

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое состояние человека. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха, способствует усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. При повышении температуры воздуха возникают обратные явления.

К основным параметрам микроклимата относятся: температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» температура и относительная влажность не должны превышать 18–22 градусов и 50–70% соответственно.

На основании измерений температуры можно сделать следующий вывод: кабинеты школы имеют различный температурный режим, на который воздействуют разные условия. Данными условиями являются: этажность кабинета, наличие пластиковых окон, расположение кабинетов, исправность отопительной системы и т. д.

Из таблицы 1 видно, что во всех кабинетах температура воздуха не превышает гигиенических норм, но в некоторых кабинетах немного ниже, что связано с погодными условиями на улице.

В дальнейшем мы хотим разработать рекомендации для улучшения состояния кабинетов, изучить относительную влажность и измерить температуру воздуха в разные времена года.