Психрометри – пристрій, принцип дії, види

Для вимірювання основних показників мікроклімату, як в домашніх умовах, так і в офісі або на виробництві, щоб забезпечити комфортний режим для відпочинку або забезпечити продуктивність протягом робочого дня, традиційно найкращим варіантом є цифрові термогігрометри, відображаючи на двох рядках дисплея значення температури і відносної вологості (в %).

Але це не єдині прилади. Є не менш точні, але набагато надійніші, не вимагають електричного живлення, вбудованої електроніки, і при правильному догляді можуть служити не те що роками, а навіть десятиліттями. Що це за пристрої ?

Що таке психрометр

Пристрій та принцип дії

Якщо у різних видах гігрометрів застосовуються всілякі датчики: оптичні, опору, ємнісні, термісторні, тобто перетворюють вологість на електричну величину, що саме по собі несе похибку, то в психрометрах пристрій достатньо простий і зрозумілий. Заради справедливості треба відзначити, що простота відноситься до принципу вимірювання, але на відміну від термогігрометрів, з якими не потрібно робити зовсім нічого, то після отримання даних від психрометра, доведеться виконати підрахунки і попрацювати з таблицями.

Висновок однозначний – у побуті вони не матимуть популярності, незважаючи на всі переваги. Одна тільки точність досягає вражаючих ±0,2°С. Сучасні люди не люблять робити зайві кроки. Лінуються. А тут якісь таблиці... У них ще треба розбиратися !

Отже, психрометр складається з кількох однакових ртутних термометрів. Таких, як ще й досі висять за вікном хоч у літню спеку, хоч у студену зиму.

Щоб далі пояснити, як конструкція працює, проведемо найпростіший досвід. Два пальці на руці. Один – сухий. Другий – змочимо водою. І по черзі поднемо на кожен. Той, який змочений, здаватиметься холоднішим і це правильно.

До речі, на цьому ж принципі працюють холодильники.

Тепер якщо ми змочимо один із термометрів, а другий залишимо сухим, то перший показуватиме меншу температуру. Знову ж таки через ефект випаровування.
А ось наскільки сильно він охолоджується у свою чергу залежить від відносної вологості повітря, тобто концентрації незримо, але завжди присутньої в навколишньому повітрі водяної пари.

До речі сухий термометр таким і називається, а який обернутий вологою тканиною, яка залишається вологою постійно за рахунок того, що вода з ємності за рахунок капілярного ефекту його змочує, відповідно називається мокрим.

Коли ми говорили про джерела живлення, тут, як ми бачимо, їх дійсно немає, на відміну від цифрових термогігрометрів. Але все-таки витратний матеріал є – воду потрібно періодично підливати. Втім, при кімнатній температурі її випаровування досить повільне.

Отже, що ми маємо на виході – різницю температур. Що з цим далі робити ?

До речі, зібрати саморобний психрометр можна і в домашніх умовах. Не факт, що вдасться вийти на точність, порівнянну із заводською (це пов'язано перш за все з тим, що там підбирають ідентичну пару термометрів), але по суті це буде той самий прилад.

Сначала визначається відносна вологість, та був абсолютна, навіщо необхідно скористатися спеціальної формулою, у якій:

• е — (абсолютна вологість повітря – вміст водяної пари у зваженому стані);
• Е — максимально можлива відносна вологість при температурі t_с змоченого термометра;
• t — поточна температура повітря, виміряна сухими термометром;
• А — коефіцієнт, який залежить від пристрою та швидкості руху повітря біля резервуару з рідиною;
• P-тиск повітря.

Різновиди "родичів" термогігрометрів

Августа

Його ще можна назвати класичним. У ньому термометри закріплюються паралельно один одному на штативі. Один з них, точніше його нижня частина обертається тонкою (щоб вода добре випаровувалась), бавовняною або лляною тканиною, інший кінець якої занурений у посудину з водою.
Вся ця конструкція міститься в так звану метеорологічну будку. Основна проблема цієї конструкції в тому, що будь-який рух повітря, наприклад від протягів, призведе до додаткового охолодження вологого термометра і різниця температур збільшиться, що призведе до зростання похибки.

Найвідомішим психрометром-гігрометром є ВИТ-1.

Асмана

Інакше називається аспіраційним. Пара ртутно-скляних термометрів поміщається в спеціальний корпус, який захищений від теплового впливу, а найголовніше - повітряних потоків, що обурюють. А якщо все-таки якимось чином повітря буде рухатися всередині? Жодного впливу не буде. Чому? Тому що тут вбудований вентилятор, який дме з постійною швидкістю, таким чином забезпечуючи постійну температуру охолодження і перебиває всі інші потоки повітря, навіть якщо вони будуть. Це забезпечує максимальну точність, оскільки мінімізує вплив усіх зовнішніх факторів. Але є й мінус. Умовний звичайно. Йдеться про те, що вентилятори (їх ще називають аспіраторами) потребують підключення до електричної мережі. Ось і з'явилася перша сполучна ланка з електронними термогігрометрами - живлення.

Ну і в цілому мінусом психрометрів є їхня крихкість. А якщо розіб'ється хоч один термометр, то якщо ртуть не розлилася, потрібно її негайно винести з приміщення та віддати на утилізацію. А якщо вже розлилася, то не виключено, що доведеться викликати спеціальні служби для проведення заходів щодо демеркуризації.

Ось такі вони, прості та клопітні одночасно психрометри.