4. Методы и средства контроля параметров микроклимата

Методы и приборы измерения температуры воздуха не должны обладать погрешностью более + 0,5°С, скорости воздуха - более 0,1 м/с, влажности — более 5 %.

4.1. Измерение температуры воздуха

- для измерения температуры воздуха, как правило, используют обычные ртутные и

спиртовые термометры, а также максимальные и минимальные термометры;

- для регистрации изменений температуры во времени служат самопишущие приборы —

термографы;

- для измерения температуры на расстоянии используют термометры сопротивления и

термоэлектрические термометры;

- для измерения температуры воздуха при сильных тепловых излучениях обычные термометры не пригодны. В этом случае используют парные термометры. Они состоят из двух термометров, у одного из которых резервуар с ртутью зачернен, а у другого — покрыт слоем серебра. Действительная температура воздуха определяется с учетом характеристики прибора, приведенной в паспорте на него.

4.2. Измерение относительной влажности воздуха

- относительную влажность воздуха можно измерять с помощью гигрометра. Датчиком в нем служит обезжиренный человеческий волос, который изменяет свои размеры пропорционально изменению влажности.

- для изучения динамики изменения относительной влажности служат самопишущие гигрографы;

- наиболее распространенными приборами для измерения влажности воздуха являются психрометры Августа и аспирационные психрометры.

Психрометр Августа состоит из двух термометров — сухого и влажного. Резервуар влажного термометра обернут кусочком батиста, свободный конец которого опущен в сосуд с водой. Аспирационный психрометр обеспечивает более высокую точность показаний. Резервуары его ртутных термометров с целью защиты от внешних тепловых излучений помещены в двойные латунные трубки с зеркальной наружной поверхностью. Эти трубки служат одновременно каналами, через которые вентилятор, установленный в верхней части психрометра, просасывает воздух. Вентилятор приводится в движение с помощью пружинного заводного механизма. Принцип действия как того, так и другого психрометра объясняется свойствами влажного воздуха, рассмотренными далее в этом разделе. При испарении влаги с поверхности резервуара влажного термометра отнимается тепло, поэтому показания влажного термометра оказываются ниже показаний сухого термометра. Зная эти показания, можно однозначно установить относительную влажность.

Порядок работы по определению относительной влажности с помощью психрометра:

1) смочить чистой водой из пипетки ткань, которой обернут резервуар влажного

термометра;

2) завести механизм вентилятора (для аспирационного психрометра);

3) через 3-4 минуты снять показания сухого и влажного термометров.

По этим показаниям можно определить относительную влажность с помощью одного из следующих методов:

1) по 1-й диаграмме (находится на рабочем месте);

2) по специальной номограмме, прилагаемой к каждому прибору (находится на рабочем

месте);

3) с помощью расчета.

- определение относительной влажности с помощью расчета.

Относительная влажность воздуха

φ=A/F_с∙100% ,

где

А — абсолютная влажность воздуха, г/м³;

F_с – максимальная влажность воздуха при температуре сухого термометра, г/м³

(определяется по таблице, имеющейся на рабочем месте).

Абсолютная влажность воздуха

A=F_в-α﴾t_с-t_в﴿B ,

где

F_в – максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра, г/м³

(определяется по той же таблице, что и для сухого воздуха);

α – психрометрический коэффициент (для аспирационного психрометра, используемого

в работе, α= 0,0006);

t – температура соответственно сухого и влажного термометров, °С; барометрическое

давление, мм рт. ст.

4.3. Измерение скорости движения воздуха

Для измерения малых скоростей движения воздуха (до I м/с) используется кататермометр. Кататермометр представляет собой спиртовой термометр с круглым или цилиндрическим резервуаром. Резервуар переходит в капилляр с расширением в верхней части. Шкала прибора проградуирована на 7°С (от 33 до 40°С) для цилиндрического и на 4°С (от 35 до 38°С) для шарового кататермометра. Средняя температура 36,5°С.

Действие прибора основано на зависимости скорости охлаждения его резервуара от метеорологических условий. Количество тепла, теряемое кататермометром при его охлаждении (от 38 до 35°С), постоянно при всех условиях внешней среды, а продолжительность охлаждения различна и зависит от взаимного действия всех метеорологических условий. Количество тепла (в милликалориях), теряемое с поверхности резервуара, называется фактором кататермометра Р и указывается на обратной стороне шкалы прибора. Разделив F на время Т охлаждения кататермометра с 38 до 35°С (в секундах), получим охлаждающую силу воздуха, мкал/см²с.

Порядок работы с кататермометром:

- прибор погрузить в воду, нагретую до 60 - 70°С (но не более 80°С во избежание

закипания спирта и разрыва резервуара) и держать его в воде до заполнения спиртом

1/5-1/3 объема верхнего расширения капилляра. Затем кататермометр вернуть из воды, тщательно вытереть и установить в исследуемом месте на максимально возможном

удалении от излучающих тепло поверхностей. Прибор охлаждается окружающим

воздухом. По достижении столбиком спирта отметки 38°С включить секундомер и

замерить время охлаждения прибора на 3° (от 38 до 35°С);

- определить охлаждающий эффект сухого кататермометра по формуле H=F/T;

- найти отношение Н/Q, где Q = 36,5 — t воздуха;

- определить скорость движения воздуха в зависимости от полученной величины Н/ Q по

таблице, находящейся на рабочем месте;

- для измерения скорости движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 10 м/с используются

крыльчатые анемометры, а в пределах от I до 30 м/с используются чашечные

анемометры.

Порядок работы с анемометром:

- записать начальное показание счетчика;

- установить ось вращения крыльчатки параллельно направлению воздушного потока;

- через 10 - 20 с с момента вращения крыльчатки с постоянной скоростью одновременно

включить счетчик прибора и секундомер (можно использовать секундную стрелку на

ручных часах). По секундомеру отметить начало пуска и время измерения;

- продолжительность каждого измерения для удобства расчетов устанавливается 100 с.

После этого счетчик и секундомер выключить и записать их конечные показания;

- измерения повторять три-четыре ваза, так как их точность зависит от точности

совпадения времени включения анемометра и секундомера.

- определить среднее значение числа делений счетчика за I с;

- определить скорость воздушного потока по градуировочному графику, находящемуся на

рабочем месте; - для более точного измерения скорости воздуха используют термоанемометры,

действие которых основано на изменении электрического сопротивления различных

материалов при их нагревании и охлаждении.

4.4 Атмосферное давление измеряется при выполнении лабораторной работы барометром-анероидом, находящимся на рабочем месте.

4.5. Определение эффективной эквивалентной температуры

В целом ряде случаев, например, при составлении карты условий труда на рабочем месте необходимо устанавливать эффективную эквивалентную температуру воздуха. Эта величина используется для приближенной оценки влияния на человека основных метеорологических факторов: температуры, влажности и подвижности воздуха. При этом такие факторы, как тяжесть и напряженность труда, лучистая энергия и некоторые другие факторы — не учитываются.

Под эквивалентной эффективной температурой окружающего воздуха понимается такая температура неподвижного насыщенного воздуха, при которой он будет обладать такой же охлаждающей способностью, как и окружающий человека подвижный воздух.

Значение эффективной эквивалентной температуры определяется по номограмме, имеющейся на рабочем месте. Это осуществляется следующим образом. С помощью линейки соединяют точки на шкалах номограммы, соответствующие показаниям сухого и мокрого термометров психрометра. В месте пересечения полученной линии с линией, соответствующей скорости движения воздуха, будет находиться искомое значение.