На каких принципах основано действие гигрометра и психрометра кратко

Обновлено: 04.07.2024

Психрометр или гигрометр психометрический – это специальный прибор, предназначенный для измерения температуры и влажности воздуха. Психрометр устроен из двух термометров: ‘сухого’ и ‘влажного’, термодатчики которых являются абсолютно независимыми друг от друга. Первый термометр определяет температуру, в то время как влажность высчитывается, как разница между показаниями ‘сухого’ и ‘мокрого’ термометров. Существует три вида измерителей влажности воздуха:

Стационарный (или станционный) психрометр.
Дистанционный.
Аспирационный.

Стационарный психрометр (Августа)

Термометры станционных психрометров крепятся на специальном штативе, поэтому показания прибора сильно зависят от скорости воздушного потока в помещении, где производятся измерения. Среди самых простых приборов данного типа можно выделить гигрометр-психрометр ВИТ-2, ВИТ-1.

Аспирационный психрометр (Асмана)

Аспирационный психрометр считается одним из самых надежных измерителей, так как термометры в нем находятся в специальной защитной оправе, которая защищает их не только от повреждения, но и воздействия прямых солнечных лучей. Поток исследуемого воздуха в таком устройстве имеет постоянную скорость около 2 мм/с. Но, как и станционный прибор, аспирационный психрометр является достаточно хрупким, так как построен на базе ртутно-спиртовых градусников.

Дистанционный

Дистанционные манометрические или электронные психрометры – это промышленные устройства, которые работают на основе терморезисторов и термометров сопротивления. Например, электронный психрометр вместо двух ртутных или спиртовых датчиков температуры имеет кремниевые транзисторы.

Устройство и принцип работы психрометра

Принцип действия психрометра основан на том, что при испарении вода охлаждается. Это происходит сильнее, если содержание влаги в воздухе, который контактирует с водой меньше. Беря показатель разницы температуры сухого и мокрого термометра, определяют влажность воздуха.

В состав простого психрометра входит два ртутных или спиртовых термометра. ‘Мокрый’ измеритель с одной стороны обернут влажной тканью, конец лоскута которой опущен в емкость с жидкостью. Работа любого психрометра основана на физическом свойстве воды испаряться. В процессе испарения из жидкости уходят самые ‘быстрые’ молекулы, в результате чего также теряется определенное количество энергии, и температура воды снижается. Именно эту температуру и замеряет ‘влажный’ термометр. Чтобы узнать влажность воздуха психрометром, нужно зафиксировать показания двух термометров и по психометрической таблице высчитать относительную влажность.

Абсолютная влажность определяется по психометрической формуле: e = E-A*P(t-tc); где:

е – упругость пара, который находится в воздухе;
Е – показатель максимально возможной упругости пара, при температуре, которую показывает ‘влажный’ термометр;
А – коэффициент. Его величина зависит от устройства термометра, а также скорости прохождения воздушного потока возле резервуара термометра;
t —температура воздуха, определенная обычным термометром;
P —давление воздуха.

Чем отличаются между собой гигрометр и психрометр

Гигрометр, как и психрометр, используется для измерения влажности воздуха. Между собой эти два устройства отличаются по принципу работы. Психрометр считается более простым и, вместе с тем, более надежным измерителем, поэтому зачастую пользователи предпочитают все же купить психрометр. Однако гигрометры являются более функциональными, они могут измерять влажность не только воздуха, но и твердых тел.

Часто задаваемые вопросы про психометр:

Что такое психрометр?

Он измеряет температуру и влажность воздуха, что часто бывает необходимостью в метеорологических замерах окружающей среды, а также во многих сферах промышленности – например, при взвешивании гигроскопичных материалов для нахождения их точного веса.

Как работает психрометр?

Какие бывают разновидности психометров?

Психрометр стационарного типа;
Психрометр аспирационного типа (Асмана);
Психрометр дистанционного типа.

Принцип работы психометра:

Этот прибор работает по принципу испарения воды. Когда вода на поверхности испаряется, она выделяет значительное количество тепла из нее, охлаждая поверхность. Вот как пот способен охладить наше тело и кожу, когда становится жарко.

Психрометр и гигрометр- это приборы с помощью которого измеряется температура воздуха и влажность.

1) Принцип действия психрометра основан на испарении жидкости, а разность температур показывается влажным и сухим термометром. На основе разницы в температурах влажного объекта и окружающей среды выявляется информация об относительной влажности воздуха.

2) Принцип действия гигрометра основан на изменении физических свойств веществ в связи с изменением влажности окружающей среды.

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Влажность воздуха в квартире — один из основных показателей домашнего микроклимата. Слишком высокое или низкое содержание влаги в воздухе может доставить дискомфорт и негативно сказаться на самочувствии. Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.

Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях. Относительная влажность — содержание водяного пара в воздухе и его взаимодействие с температурой воздуха. Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.

Гигрометр бывает нескольких видов:

волосяной,
пленочный,
весовой,
конденсационный,
психрометрический,
электронный.

Психрометрический гигрометр

Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.

Психрометры бывают нескольких видов:

стационарный. Включает два градусника (сухой и влажный). Работает по принципу, описанному выше. Процент влажности воздуха рассчитывается по таблице.
аспирационный. От стационарного отличается лишь наличием специального вентилятора, который служит для обдува термометров поступающим потоком воздуха, тем самым ускоряя процесс измерения влажности воздуха.
дистанционный. Этот психрометр бывает двух видов: манометрическим и электрическим. Вместо ртутных или спиртовых градусников имеет кремниевые датчики. Однако, как и в первых двух случаях, один из датчиков остается сухим, второй — влажным.

Внутри головки располагается аспирационное устройство, состоящее из заводного механизма, ключа 2 и вентилятора для психрометра МВ-4-2М; в психрометре М-34-М используется электродвигатель с вентилятором, подключаемый к сети переменного тока напряжением 220 В.

Регулировка скорости до заданной величины проводится на заводе и при необходимости в бюро поверки.

Рис. 1. Схема аспирационного психрометра МВ-4-2М

При вращении вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров, проходит по трубке 9 к вентилятору и выбрасывается наружу через прорези в аспирационной головке. К психрометру прилагаются: пипетка для смачивания, состоящая из стеклянной трубочки, вставленной в резиновый баллон с зажимом; щиток (ветрозащита) для защиты аспиратора от влияния ветра; металлический крючок для подвешивания прибора за шарик на аспирационной головке, поверочные свидетельства к термометрам и паспорт. Для вычисления влажности по показаниям термометров используют психрометрические таблицы или вычисляют по формуле. Формулы и вспомогательные таблицы для вычисления абсолютной и относительной влажности представлены в приложении 1

Принцип работы психрометра

Принцип действия любого психрометра основан на физическом свойстве жидкости (воды) к испарению и возникающей при этом разности температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того, что жидкость покидают наиболее "быстрые" молекулы, приводит к потере жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое смоченным термометром.

Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных). Один сухой, другой влажный (смоченного), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью. Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.

Зафиксировав показания сухого и влажного термометров, с помощью специальных формул или психрометрической таблицы определяется относительная, а затем по психрометрической формуле - абсолютная влажность воздуха.

Питатель должен всегда быть наполнен дистиллированной водой. Ее доливают либо после выполнения измерений, либо не менее чем за полчаса до их выполнения.

Можно применять кипяченую воду с экспозицией не менее 15 минут. Ее заливают в питатель, предварительно охладив до комнатной температуры.

Фитиль увлажненного устройства должен быть чистым, влажным и мягким постоянно. По мере загрязнения он подлежит замене.

По какой-то причине волос меняет длину с изменением влажности.
Волос обычный, человеческий. Этим эффектом и пользуются.
Причина изменения длины волоса от влажности в учебнике не объяснялась.

Принцип действия волостного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять длину в зависимости от влажности воздуха. Устройство прибора крайне просто: 1-волос, 2-каркас, 3-стрелка и 4-шкала.
Основной недостаток волостного гигрометра в невысокой точности измерения и ограниченном диапазоне измерения влажности (от 30% до 100%).

Психрометр – это комбинированный прибор, который измеряет одновременно температуру и влажность воздуха. Психрометр не бывает волостным, этот прибор тоньше и сложнее. Наиболее известная схема – психрометр Августа. Левый термометр измеряет текущую температуру воздуха. Правый термометр постоянно смачивается водой, поэтому его показания обычно ниже. Если влажность воздуха 100% то показаниях “сухого” и “влажного” термометров совпадает. В других случаях влажность вычислялась при помощи психрометрических таблиц.

Сейчас пришло время электроники. В принципе электронный психрометр повторяет идею психрометра Августа. Вместо двух термометров используются терморезисторы (немного разной конструкции) . Такой прибор производит все необходимые вычисления, выводя показания на цифровой индикатор. Принципиальная схема приблизительно такова.

Влажность воздуха определяется гигрометрами и психрометрами. В принципе, они определяют один и тот же показатель, относительную влажность, но отличаются конструктивно. Приборы одинаково популярны у потребителей, которым необходимо проводить такие измерения.

Сходство и различия приборов

Основное сходство гигрометра и психрометра — в их предназначении. Они оба необходимы для того, чтобы определять относительную влажность воздуха. Различие устройств — в принципе их действия, в том, каким образом они осуществляют эти измерения.

Гигрометры функционируют благодаря изменениям химических и физических свойств веществ, происходящих под влиянием меняющегося уровня влажности в окружающем воздухе. Эти приборы, которые используются достаточно часто, бывают оптическими, резисторными, ёмкостными, термисторными.

В качестве главной составляющей устройства используется обезжиренный волос человека или его искусственный аналог. Под действием изменяющейся влажности происходит изменение его первоначальной длины. Уменьшается влажность — становится меньше длина волоса, повышается — он приобретает большие размеры.

Устройство психрометров проще. Они выполнены из 2-х термометров, одного в сухом виде, и второго, специально смачиваемого в воде. Считаются более надёжными приборами по причине их лучшей защищённости от разных воздействий. А гигрометры функциональнее в силу того, что ими можно определять и влажность твёрдого тела. Так, ёмкостным устройством измеряется влажность в таблетках.

Отличают их и области применения. Гигрометры актуальнее в бытовом использовании, а с помощью психрометров по причине большей точности измерений, их меньшей погрешности чаще измеряется уровень относительной влажности в медицинских учреждениях, производственных помещениях.

Как работают психрометры

Психрометрами (или психрометрическими гигрометрами) измеряется температура и воздуха и его влажность. Определять их требуется в производстве и для разных научных исследований, в особенности в местах, где есть техника для измерения веса, требующая показаний более высокой точности.

Работают эти устройства благодаря испарению жидкости и возникновению в этом процессе разной температуры на сухих и смоченных термометрах. По разнице между их показателями и определяют искомую величину влажности воздуха.

Во время интенсивного испарения из жидкости уходят молекулы в виде пара, вследствие чего она теряет некоторую энергию, за счёт чего происходит снижение её температуры. Регистрирует процесс влажный термометр, охлаждающийся в период интенсивного испарения. При сухом воздухе он покажет меньшие значения, следовательно, разность показаний, отмеченная по двум термометрам, получится большей. Вычисляется влажность по психрометрической таблице или рассчитывается по специальным формулам, а сухой термометр определит текущую температуру.

Виды психрометров

Существующие психрометры представлены следующими видами:

Стационарный психрометр Августа Простые приборы, с термометрами в качестве основных элементов, для закрепления который служит специальный штатив. Для их размещения служит метеорологическая будка. Один термометр обвязывается батистовым куском ткани. Одним концом она опускается в сосуд, наполненный водой, чтобы можно было смочить её полностью. Влажный термометр охлаждается, когда испаряется вода. Преимущество таких психрометров в их простом устройстве и эксплуатации, а минус в том, что показание мокрого термометра зависит от обмена воздуха в будке.

Аспирационный психрометр Ассмана Несколько усложнённое устройство. Используемые термометры находятся в футляре с двойными стенками, защищающим их от любого повреждения, воздействия теплом. Они обдуваются аспиратором (вентилятор) со скоростью 2м/сек. Такой прибор измеряет более точно и надёжно при положительной величине температуры окружающего воздуха. Недостаток прибора в хрупкости термометров и невозможности контролировать их на дистанции.

Дистанционный психрометр Эти устройства бывают манометрическими и электрическими. В первых используется двухканальный термометр или 2 одноканальных с системой увлажнения, которая устроена в одном из термобаллонов. Во вторых приборах, более распространённых, определение влажности проводится с помощью электрических элементов — термометров сопротивления, термопар, термисторов.

Виды гигрометров

Самочувствие людей, особенно метеочувствительных, гипертоников, имеющих заболевания сердца и сосудов, находится в прямой связи влажностью окружающей среды. Излишне сухой воздух вредит и здоровым людям. Он вызывает зуд и сухость кожи, сонливость и зачастую становится причиной появления болезней дыхательной системы. Поэтому в доме желательно иметь гигрометр, определяющий влажность.

Важны эти устройства также для использования в производственных помещениях, потому что на некоторых предприятиях в определённых местах необходимо обеспечивать нужную величину влажности воздуха для сохранности продукции.

Гигрометры представлены несколькими видами, начиная от обычных компенсационных приборов, и заканчивая сложными электронными устройствами. Действуют они по разному принципу и бывают такими:

1.Компенсационный.
Самое простое устройство. Не отличается большой точностью, чаще используется в быту. Работает с использованием металлического зеркала, на принципе зависимости его температуры и окружающей среды. Начинает работать при появлении на зеркале влажных капель или кристалликов льда. Когда образуется конденсат, в работу включается термометр, определяющий температуру зеркала. По разнице между температурами зеркала и воздуха и вычисляется влажность окружающей среды.

2.Механический.
Работает такой гигрометр за счёт способности используемого в нём волоса человека (синтетического) менять длину под влиянием изменяющейся в воздухе концентрации влаги. Волос определённой длины натягивается на специальную рамку. При смене уровня влажности меняется и длина волоса, который подталкивает стрелку на шкале устройства, показывая текущие значение влажности. Применяется в жилых, промышленных помещениях, где не требуется большой точности данных. Минусом прибора считается его чувствительность к ударам, встряхиваниям, смене положения.

3.Электронный.
Влажность таким устройством измеряется в соответствии с концентрацией электролита. Есть устройства, чьи замеры привязываются к точке росы. Обычно её замеряют, используя раствор хлорида лития, отличающегося чувствительностью к изменениям влажности. Иногда эти устройства оснащаются термометрами.

К преимуществам электронного гигрометра относят большую точность измерения с низким уровнем погрешности, которой нет у остальных видов этого прибора. Тем более что обеспечивается такая точность независимо от того, какова температура окружающей среды.

Принцип действия каждого из этих видов гигрометров достаточно прост, в их основе лежат физические и химические свойства используемых материалов. Оба вида приборов (психрометры и гигрометры) востребованы потребители, только от них зависит, какой из них они выберут для решения своих задач.

Читайте также: