5.3 Требования к методам измерения параметров микроклимата и измерительным приборам

Измерения показателей микроклимата, в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям, должны проводиться в холодный и теплый периоды года. Причем показатели микроклимата следует измерять не менее 3 раз в смену (в начале, середине и в конце).

При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м, а относительную влажность воздуха - на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха - на высоте 1,5 м.

Для определения параметров микроклимата используются различные измерительные приборы.

Ртутные термометры применяются при измерениях температуры выше 0^оС, а спиртовые - ниже 0^оС.

Для измерения атмосферного давления рекомендуется использовать барометр-анероид.

Температуру и относительную влажность воздуха при наличии источников теплового облучения и воздушных потоков на рабочем месте следует измерять аспирационным психрометром и термометром в черном шаре.

Для измерения скорости движения воздуха используются анемометры вращательного действия (крыльчатые, чашечные, индукционные и др.).

5.4 Лабораторная установка и применяемые приборы

Установка для проведения эксперимента включает в себя: вентилятор для создания направленного потока воздуха, анемометр крыльчатый АСО-3, барометр-анероид БАММ-1, аспирационный психрометр Ассмана.

Анемометр ручной крыльчатый со счетным механизмом АСО-3 предназначен для измерения средней скорости движения воздуха в диапазоне от 0,2 до 5 м/с..

Приемная часть прибора, служащая для определения скорости потока воздуха, представляет собой сидящую на вертикальной оси легкую крыльчатку. Давление воздушного потока на поверхность крыльчатки приводит к ее вращению. По числу оборотов крыльчатки можно судить о скорости потока. Счетный механизм имеет три шкалы: единиц, сотен и тысяч оборотов. В момент инструментальных замеров прибор необходимо располагать в воздушном потоке, ось прибора при этом должна находиться в вертикальном положении.

Работают с анемометром следующим образом. Снимают показания стрелок по трем циферблатам прибора. Помещают прибор в воздушный поток и через 10-15 секунд одновременно включают "арретиром" расположенным с боку механизм анемометра и секундомер. Экспонирование анемометра в воздушном потоке производят в течение 100 секунд. По истечении этого времени анемометр и секундомер выключают и снова снимают показания стрелок циферблата. Определив разность показаний до и после замеров, находят число делений в 1 секунду (разность показаний разделить на 100 секунд).

По тарировочному графику (Приложение 1 или 2), значение числа делений в 1 секунду переводится в значение скорости воздушного потока

(V изм. м/с).

Величина атмосферного давления определяется по показаниям барометра-анероида. Барометр имеет анероидную коробку, представляющую из себя герме­тичную емкость из нержавеющей стали, из которой выкачан воздух. Деформация коробки прямо пропорциональна изменению атмосферного давления, передается указательной стрелке прибора. Для приведения показаний барометра-анероида к температуре 0С прибор снабжен термометром «атташе».

Шкала прибора градуируется в мбар (миллибарах) или Па. Соотношение между этими единицами измерений:

1 Па = 1Н/м² = 0,0075 мм рт ст = 0,01 мбар

1 мм.рт.ст. = 133.322 Па = 1,33 мбар

1 мбар = 100 Па = 0,75 мм рт ст.

К показаниям барометра-анероида вводятся три поправки:

- шкаловая – для учета особенностей шкалы на циферблате прибора;

- температурная – для приведения показаний барометра-анероида к температуре 0С;

- дополнительная – для учета изменений, с течением времени, упругих свойств коробки и предохранительной пружины (в зависимости от единицы измерения давления поправки выбираются из приложений 3 и 4).

Измерение влажности воздуха на рабочем месте выполняется при помощи аспирационного психрометра Ассмана.

Психрометр состоит их двух ртутных термометров, установленных в раме с тройником. Резервуары термометров защищены от инфракрасной радиации двойным трубчатым кожухом, покрытым никелем. На верхний патрубок тройника навернута головка аспиратора с заводным механизмом, вентилятором и ключом для завода пружины.

Резервуар смоченного термометра обернут батистом, который перед каждым наблюдением необходимо смачивать дистиллированной водой.

Вентилятор заводят ключом. Через 4-5 мин летом и через 15 мин зимой отсчитывают показания сухого и смоченного термометров.

Принцип действия психрометра основан на определении разности показаний сухого и смоченного термометров (психрометрическая разность), величина которой зависит от влажности окружающего воздуха. Чем суше воздух, тем интенсивность испарения выше (и тем ниже температура «влажного» термометра t_ВЛ).

Содержание влаги в воздухе характеризуется абсолютной и относи­тельной влажностью.

Абсолютная влажность - масса водяного пара в единице объема воздуха (d, г/м³). Абсолютная влажность может быть выражена через парциальное давление паров, находящихся в воздухе при данной температуре (Р_н, мм рт ст).

Относительная влажность показывает степень насыщения воздуха водя­ными парами и определяется как процентное отношение фактического содержа­ния водяных паров в воздухе к максимально возможному их содержанию при данной температуре.

φ = (d / d_max)100 = (Р_н / P_max)  100,

где d_max - максимально возможное содержание водяных паров в воздухе, г/м³;

Р_н - парциальное давление насыщенных водяных паров, мм рт ст.

Если влажность воздуха достигает максимальной величины, то воздух счита­ется насыщенным.

При полностью насыщенном воздухе (φ = 100 %) имеет равенство:

t_сух = t_ВЛ

Зная температуру «сухого» и «влажного» термометров (t_сух и t_ВЛ) абсолютную влажность воздуха (г/м) можно вычислить по формуле Шпрунга:

d = Р_вл.max - ( t_сух - t_ВЛ)В

где Р_сух.max, Р_вл.max - максимальная упругость насыщенного пара при темпера­туре «влажного» и «сухого» термометров, мм.рт.ст.; (Приложение 5)

В - барометрическое давление в условиях наблюдения;

 - психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения наружного воз­духа (Приложение 6), но для психрометра Ассмана, в трубках которого вентиля­тор создает постоянную скорость

 = const = 0.5/В_ср,

где В_ср – среднее барометрическое давление (В_ср= 755 мм рт ст = 100,7 кПа);

Зная абсолютную и максимальную влажность, можно рассчитать относительную влажность (%) по формуле:

φ = (d / Р_сух.max) · 100

Обычно на практике формулой Шпрунга не пользуются, и все расчеты производят с помощью психрометрических таблиц (Приложение 7) или номограммы (Приложение 8).

Измерение температуры воздуха при исследовании микроклимата обычно со­четается с определением относительной влажности. Температура воздуха прини­мается по показаниям сухого термометра психрометра Ассмана.