2. Измерение температуры воздуха

Измерение температуры воздуха в производственных помещениях обычно сочетается с определением его относительной влажности и производится по сухому термометру психрометра.

Когда не требуется одновременное определение температуры и влажности воздуха или когда температура воздуха превышает пределы шкалы психрометра (45-50ºС), используется обычный ртутный термометр со шкалой до 100ºС. Для непрерывной записи температуры в течение суток (недели) используются термографы (рис. 1).

Рис. 1 Термограф

А – трубка наполненная толуолом; Б – стрелка с пером; В – вращающийся барабан

Термограф состоит из плоской металлической трубки, наполненной толуолом. Один конец трубки закреплен неподвижно, второй при помощи системы рычагов связан с первым, заполненным невысыхающими чернилами. Перо соприкасается с диаграммной лентой, надетой на вращающийся барабан. При колебаниях температуры объем толуола изменяется, благодаря чему изменяется изогнутость трубки. В другом варианте конструкции термографа датчик температуры может состоять из биметаллической пластинки. Спаянные между собой полоски металлов имеют различные коэффициенты линейного расширения, поэтому при колебаниях температуры изменяется радиус кривизны. Эти изменения кривизны регистрируются на ленте барабана. В зависимости от скорости вращения барабана можно получить непрерывную запись температуры в течение суток (недели).

При наличии заметных тепловых излучений применяется парный термометр, состоящий из двух ртутных термометров, укрепленных на общей стойке. У одного из них резервуар посеребрен и отражает тепловые лучи, у другого – зачернен и поглощает световые лучи. Истинное значение температуры определяют в этом случае по формуле:

ºС,

где: t_пос, t_зач – показания посеребренного и зачерненного термометров, ºС;

к – градуированный фактор прибора, определяемый при его изготовлении (к=0,1 - 0,12).

3. Определение влажности воздуха

Различают абсолютную и максимальную влажности.

Абсолютная влажность – упругость и весовое количество (в миллиграммах) водяного пара, находящегося в 1 м³ воздуха в момент исследования.

Максимальная влажность – упругость или вес водяных паров, которые могут насытить 1 м³ воздуха при данной температуре.

Относительная влажность – отношение упругости или веса водяных паров в 1 м³ воздуха к упругости или весу насыщенных водяных паров 1 м³ при данной температуре и давлении или отношение абсолютной влажности к максимальной. Выражается в процентах.

При оценке состояния воздушной среды в производственных помещениях обычно определяется только относительная влажность воздуха.

Относительную влажность воздуха определяют при помощи психрометра Августа или аспирационного психрометра Ассмана.

Психрометр Августа (рис. 2) состоит из двух одинаковых ртутных термометров: сухого и влажного. Резервуар влажного термометра обернут гигроскопической тканью, конец которой спущен в стаканчик с дистиллированной водой. Вследствие испарения влаги он показывает белее низкую температуру, чем сухой. По разности показаний сухого и влажного термометров находят относительную влажность воздуха в процентах по психрометрической таблице 1.

Для более точных замеров влажности воздуха используют аспирационный психрометр (рис. 3), так как его конструкция исключает влияние, связанное с неравномерной скоростью движения воздуха и воздействие теплового облучения.

Аспирационный психрометр состоит из двух одинаковых ртутных термометров Б, закрепленных в специальной оправе. Резервуар одного из них обернут батистом, смачиваемым перед работой дистиллированной водой при помощи пипетки Д.

Шкала каждого термометра разделена на градусы с ценой деления 0,2ºС; рабочая часть термометров позволяет применять их при температурах от -30ºС до +50ºС.

Резервуары термометров помещены в двойную трубчатую защиту А с воздушной подслойкой. Трубки соединены с трубой главного воздуховода, а последний с аспиратором В.

Аспиратор состоит из вентилятора, приводимого во вращение электродвигателем. Вентилятор психрометра обеспечивает равномерное просасывание воздуха, который, обтекая резервуары обеих термометров, проходит по главному воздуховоду и выбрасывается через отверстия. Относительную влажность определяют по таблице 2.

Аспирационный психрометр одновременно используется и для измерения температуры воздуха (по показаниям сухого термометра), благодаря его защите от теплового излучения.

Для непосредственного определения относительной влажности воздуха служит волосяной гигрометр (рис. 4). Принцип его работы основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха. Прибор представляет собой металлическую рамку, посередине которой в вертикальном направлении протянут волос. Верхний конец волоса закреплен в ходовом винте установочного устройства, нижний конец в полукольце жестко связан с осью стрелки. Изменение длины волоса передается стрелке, которая, перемещаясь вдоль шкалы, указывает процент относительной влажности воздуха.

Если необходимо постоянное наблюдение за изменениями относительной влажности воздуха, то применяют гигрограф (рис. 5). Датчик влажности состоит из пучка (35-40 шт.) обезжиренных человеческих волос, натянутых на рамку и закрепленных с обоих концов. При изменении относительной влажности воздуха увеличивается или уменьшается длина пучка волос. Эти колебания с помощью передаточного механизма вызывает перемещение стрелки с пером по диаграммной ленте. Реагирующая часть прибора, такая же, как у термографа (рис.1).

При использовании гигрографа для определения относительной влажности воздуха необходимо показания его периодически контролировать по психрометру.

Рис. 2. Психрометр Августа

Рис. 3. Аспирационный психрометр

А – металлические трубки, в которых помещены резервуары; Б – термометры; В – аспиратор; Г – предохранитель от ветра; Д – пипетка для смачивания влажного термометра

Рис. 5. Гигрограф

а – пучок волос; б – стрелка с пером; в – вращающийся барабан

Рис. 4. Гигрометр

Таблица 1

Таблица для определения влажности воздуха по показаниям психрометра Августа

при скорости движения воздуха 0,2 м/c

Показания сухого термометра С	Показания влажного термометра, С
12	5,3	5,7	6,0	6,4	6,8	7,2	7,6	8,0	8,4	8,7	9,1	9,5	9,9	10,3	10,7	11,0	11,3	11,7	12,0
13	5,9	6,4	6,8	7,2	7,6	80	8,4	8,8	9,2	9,6	10,0	10,4	10,8	11,1	11,5	11,8	11,2	12,6	13,0
14	6,6	7,1	7,5	8,0	8,4	8,8	9,2	9,7	10,1	10,5	10,9	11,3	11,7	12,1	12,5	12,8	12,2	13,6	14,0
15	7,3	7,8	8,2	8,7	9,2	9,6	10,0	10,5	10,9	11,4	11,8	12,2	12,6	13,0	13,4	13,8	13,2	14,6	15,0
16	8,0	8,5	9,0	9,4	9,9	10,3	10,8	11,3	11,8	12,2	12,6	13,1	13,5	14,0	14,4	14,8	14,2	15,6	16,0
17	8,6	9,1	9,7	10,2	10,7	11,2	11,6	12,1	12,6	13,0	13,5	13,9	14,4	14,9	15,3	15,8	15,2	16,6	17,0
18	9,3	9,9	10,4	10,9	11,4	11,9	12,4	12,9	13,4	13,9	14,4	14,8	15,3	15,7	16,2	16,6	16,2	17,5	18,0
19	10,0	10,6	11,1	11,7	12,2	12,7	13,2	13,8	14,8	14,8	15,3	15,7	16,2	16,7	17,2	17,6	17,1	18,5	19,0
20	10,6	11,2	11,8	12,4	12,9	13,4	14,0	14,5	15,1	15,6	16,1	16,6	17,1	17,6	18,1	18,5	18,1	19,5	20,0
21	11,2	11,9	12,6	13,1	13,6	14,2	14,8	15,3	15,9	16,5	17,1	17,5	18,0	18,6	19,1	19,5	19,0	20,5	21,0
22	11,8	12,5	13,2	13,8	14,4	15,0	15,6	16,1	16,7	17,3	17,9	18,4	18,9	19,5	20,0	20,5	20,0	21,5	22,0
23	12,5	13,1	13,8	14,4	15,1	15,7	16,4	17,0	17,6	18,2	18,8	19,3	19,8	20,4	20,9	21,5	22,0	22,5	23,0
24	13,1	13,8	14,5	15,2	15,9	16,5	17,1	17,8	18,4	19,0	19,6	20,1	20,7	21,3	21,9	22,4	23,0	22,5	24,0
25	13,7	14,5	15,2	15,9	16,6	17,2	17,0	18,5	19,2	19,8	20,5	20,2	21,7	22,2	22,8	23,3	23,9	23,5	25,0
Относительная влажность %	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100

Таблица 2

Разность показаний сухого и влажного термометров, С

Показания влажного термометра, С	Разность показаний сухого и влажного термометров, С
	0		0,5		1		1,5		2		2,5		3		3,5		4		4,5		5		5,5		6		6,5		7		7,5		8		8,5		9		9,5		10
1	2		3		4		5		6		7		8		9		10		11		12		13		14		15		16		17		18		19		20		21		22
0	100		90		81		73		64		57		50		43		36		31		26		20		16		11		7		3
1	100		90		82		74		66		59		52		45		39		33		29		23		19		16		11		7
2	100		90		83		75		67		61		54		47		42		35		31		26		23		18		14		10
3	100		90		83		76		69		63		56		49		44		39		34		29		25		21		17		13		10
4	100		91		84		77		70		64		57		51		46		41		36		32		28		24		20		16		14		11
5	100		91		85		78		72		65		59		54		48		43		39		34		30		27		23		19		17		13		10
6	100		92		85		78		72		66		616		56		50		45		41		35		33		29		25		22		19		16		13		10
7	100		92		86		79		73		67		62		57		52		47		43		39		35		31		28		25		22		18		15		12		10
8	100		93		86		80		74		68		63		58		54		49		45		41		37		33		30		27		25		21		18		15		14
9	100		93		86		81		75		70		65		60		55		51		47		43		39		35		32		29		27		24		21		18		17
10	100		94		87		82		76		71		66		61		57		53		48		45		41		38		34		31		28		26		23		21		19
11	100		94		88		82		77		72		67		62		58		55		50		47		43		40		36		33		30		28		25		23		20
12	100		94		88		82		78		73		68		63		59		56		52		48		44		42		38		35		32		30		27		25		22
13	100		94		88		83		78		73		68		63		59		57		53		50		45		43		40		37		34		32		29		27		24
14	100		94		89		83		79		74		70		66		62		58		54		51		47		45		41		39		36		34		31		29		26
15	100		94		89		84		80		75		71		67		63		59		55		62		49		46		43		41		37		35		33		31		28
16	100		95		90		84		80		75		72		67		64		60		57		53		50		48		44		42		39		37		34		32		30
17	100		95		90		84		81		76		73		68		65		61		58		54		52		49		46		44		40		39		36		34		31
18	100		95		90		85		81		76		74		69		66		62		59		56		53		50		47		45		42		40		37		35		33
Продолжение табл. 2
Показания влажного термометра, С		Разность показаний сухого и влажного термометров, С
		0		0,5		1		1,5		2		2,5		3		3,5		4		4,5		5		5,5		6		6,5		7		7,5		8		8,5		9		9,5		10
19		100		95		91		85		82		77		74		70		66		63		60		57		54		51		48		46		43		41		39		37		34
20		100		95		95		91		86		82		78		75		71		67		64		61		58		55		53		49		47		44		43		40		38
21		100		95		91		86		83		79		75		71		68		65		62		59		56		54		51		49		46		44		41		39		37
22		100		95		91		87		83		79		76		72		69		65		63		60		57		55		52		50		47		45		42		40		38
23		100		96		91		87		83		80		76		72		69		66		63		62		58		56		53		51		48		46		43		41		39
24		100		96		92		88		84		80		77		73		70		67		64		62		59		56		53		52		49		47		44		42		40
25		100		96		92		88		84		81		77		74		70		68		65		63		59		58		54		52		50		47		45		44		42
26		100		96		92		88		85		81		78		75		72		69		66		63		61		58		56		53		51		49		47		45		43
27		100		96		92		89		85		82		78		75		72		69		67		64		61		59		56		54		52		50		48		46		44
28		100		96		92		89		85		82		79		76		73		70		67		65		62		60		57		55		53		51		49		47		45
29		100		96		93		89		86		82		79		76		73		70		68		65		63		60		58		55		54		52		50		48		46
30		100		96		93		89		86		83		79		76		74		71		68		65		63		61		58		55		54		52		50		48		46
31		100		96		93		89		86		83		79		76		74		71		68		65		63		61		58		55		54		52		50		49		48
32		100		96		93		89		86		83		79		76		74		71		68		65		67		61		59		57		55		53		51		50		48
33		100		96		93		89		86		83		79		76		74		71		68		66		64		62		60		58		56		54		52		50		49
34		100		96		93		89		86		83		79		76		74		71		69		67		65		63		61		59		57		55		53		51		50
35		100		96		93		89		86		83		79		76		74		72		70		68		66		64		62		60		58		56		54		52		50