Термограф (рисунок 1.2), прибор для непрерывной регистрации температуры воздуха, воды и др. Чувствительным элементом термографа может служить биметаллическая пластинка, термометр жидкостной или термометр сопротивления. В метеорологии наиболее распространён термограф, чувствительным элементом которого является изогнутая биметаллическая пластинка 1, деформирующаяся при изменении температуры. Перемещение её конца передаётся стрелке 3, которая чертит кривую на разграфленной ленте. 1 мм записи по вертикали соответствует около 1 °C. По времени полного оборота барабана термографы подразделяются на суточные и недельные. Работа термографа контролируется по ртутному термометру.
Рисунок 1.2 – Термограф
Для измерения температуры воздуха в рабочей зоне помещения термометры устанавливают по возможности на высоте 1,5 м от пола, вдали от холодных наружных ограждений и оборудования, излучающего тепло, и вне зоны действия приточных струй и солнечных лучей.
1.2.2 Приборы для определения влажности воздуха
Стационарный психрометр Августа (рисунок 1.3) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров. Резервуар одного из них (влажного) обернут гигроскопичной тканью, конец которой опущен в наполняемый дистиллированной водой стаканчик. По ткани к резервуару этого термометра поступает влага взамен испаряющейся. Другой термометр (сухой) показывает температуру воздуха. Показания влажного термометра зависят от содержания водяных паров в воздухе, так как при снижении их массы в единице объема возрастает испарение воды с увлажненной ткани, вследствие чего резервуар охлаждается в большей мере. Определив показания термометров и разность температур, по психрометрической таблице, нанесенной на корпус психрометра, находят относительную влажность воздуха. Вода, испаряясь с поверхности батиста, поглощает тепло, вследствие чего показания влажного термометра меньше, чем сухого.
Рисунок 1.3 – Психрометр стационарный (августа):
1 – термометры со шкалами; 2 – основание; 3 – ткань; 4 – питатель
Влажность воздуха определяется по показаниям сухого и влажного термометров по специальным психрометрическим таблицам или психрометрическому графику, а температура воздуха – по показаниям сухого термометра.
Психрометр аспирационный типа МВ-4М механический (рисунок 1.4) предназначен для определения относительной влажности и температуры воздуха в наземных условиях (в помещении и на открытом воздухе).
Работа психрометров основана на зависимости разности температур сухого и смоченного термометров от влажности окружающего воздуха определяется по показаниям сухого и смоченного термометров по специальным психрометрическим таблицам или психрометрическому графику, а температура воздуха – по показаниям сухого термометра.
Рисунок 1.4 – Психрометры аспирационные: 1 – ртутный термометр (влажный); 2 – ртутный термометр (сухой), 3 – оправа, 4 – заводной механизм и вентилятор; 5 – пипетка для смачивания батиста на влажном термометре
Психрометр состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе, и аспирационной головки. Оправа представляет собой трубку, раздваивающуюся книзу, и защитные планки. К нижней раздвоенной части трубки с помощью пластмассовых втулок прикреплены два патрубка, являющихся радиационной защитой резервуаров термометров. Верхний конец трубки соединен с аспиратором. Аспирационная головка состоит из заводного механизма и вентилятора, закрытых колпаком. Пружина заводного механизма психрометра типа МВ4М заводится специальным ключом, а психрометра типа М-34 запускается электродвигателем. При вращении вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров, проходит по воздухопроводной трубе к вентилятору и выбрасывается наружу через прорези в аспирационной головке.
Сухой термометр будет показывать температуру воздуха, а показания смоченного термометра будут меньше из-за охлаждения, вызванного испарением воды с поверхности батиста, облегающего резервуар термометра.
Гигрометр – прибор для измерения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: волосной, плёночный и др.
Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность.
Рисунок 1.5 – Волосной гигрометр: 1 – волос; 2 – рамка; 3 – стрелка; 4 – шкала
Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос 1 (рисунок 1.5) натянут на металлическую рамку 2. Изменение длины волоса передаётся стрелке 3, перемещающейся вдоль шкалы.
Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны 1 (рисунок 1.6) передаётся стрелке 2. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометров периодически сравниваются с показаниями более точного прибора – Психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.
Рисунок 1.6 – Плёночный гигрометр: 1 – мембрана; 2 – стрелка; 3 – шкала
В электролитическом гигрометра пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита – хлористого лития – со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометра – зависимость показаний от температуры.
1.2.3 Приборы для измерения скорости движения воздуха
Анемометры, применяемые в наладке, чаще всего бывают следующих типов механические – крыльчатый типа АСО 3, чашечный типа МС-13.
Крыльчатый анемометр АСО-3 предназначен для измерения скорости движения воздуха 0,2-5,0 м/с, осредненной за определенный промежуток времени.
Масса анемометра составляет не более 0,4 кг. Прибор состоит из корпуса-обечайки 3, внутри которого помещена крыльчатка, насаженная на трубчатую ось 2. Под действием воздушного потока крыльчатка принимает вращательное движение, частота которого зависит от скорости набегающего потока. Число оборотов крыльчатки измеряется счетным механизмом 4. Счетный механизм имеет три указывающие стрелки. Циферблат 5 счетного механизма имеет соответственно три шкалы (единиц, сотен и тысяч). При повороте арретира 6 против часовой стрелки включается счетный механизм в корпус прибора по обе стороны арретира ввернуты два ушка 7. Через ушки пропускается шнурок, с помощью которого включают и выключают анемометр, поднятый на стойке (шесте). Шнурок привязывается к арретиру. В ручке прибора имеется коническое отверстие, которое служит для соединения прибора со стойкой или шестом
Рисунок 1.7 – Анемометры: а – крыльчатый; б – чашечный
Чашечный анемометр МС-13 предназначен для измерения средней скорости движения воздуха за время от 1 до 20 м/с. Погрешность измерения анемометра зависит от средней скорости движения воздуха и определяется по формуле.
Масса анемометра не более 0,2 кг. Приемной частью анемометра является четырехчашечная метеорологическая вертушка 1, насаженная на вал 2. Вращение вертушки передается валом счетному механизму 4. Циферблат счетного механизма имеет три шкалы (единиц, сотен и тысяч). Центральная стрелка 5 показывает единицы и десятки, левая стрелка 7 показывает сотни и правая стрелка 6 – тысячи оборотов вертушки. Счетный механизм включается и выключается арретиром 8, повернув его (соответственно) против часовой стрелки или по часовой стрелке. В нижней части корпуса прибора имеется винт 10 для закрепления прибора на деревянной стойке. В корпусе прибора по обе стороны арретира ввернуты два ушка 9, через ушки пропускается шнурок, с помощью которого включают и выключают анемометр при закреплении его на стойке.
2 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА
2.1 Определение относительной влажности
Смочить батист на резервуаре правого термометра. Для этого взять резиновый баллон с пипеткой, заранее наполненной дистиллированной водой, и легким движением довести уровень воды в пипетке до черты. Если черта на пипетке отсутствует, то следует довести уровень воды не далее 1 см от края пипетки и удержать ее на этом уровне при помощи зажима. После этого ввести пипетку до отказа во внутреннюю трубку защиты и смочить батист на резервуаре термометра. Выждав некоторое время (2–3 с.), не вынимая пипетки из трубки, разжать зажим и вынуть пипетку. Осторожно, чтобы не сорвать пружину, завести вентилятор почти до отказа. Отсчет по термометрам провести на 4-й минуте после пуска вентилятора.
