Психрометры – устройство, принцип действия, виды

Для измерения основных показателей микроклимата, как в домашних условиях, так и в офисе или на производстве, чтобы обеспечить соответственно комфортный режим для отдыха или обеспечить производительность в течение рабочего дня, традиционно самым лучшим вариантом являются цифровые термогигрометры, отображая на двух строках дисплея значения температуры и относительной влажности (в %).

Но это не единственные приборы. Есть не менее точные, но зато гораздо более надежные, не требующие электрического питания, встроенной электроники, и при правильном уходе могут служить не то что годами, а даже десятилетиями. Что же это за устройства ?

Что такое психрометр

Устройство и принцип действия

Если в разных видах гигрометров применяются всевозможные датчики: оптические, сопротивления, емкостные, термисторные, т.е. преобразуют влажность в электрическую величину, что само по себе несет погрешность, то в психрометрах устройство предельно простое и понятное. Справедливости ради надо отметить, что простота относится к принципу измерения, но в отличие от термогигрометров, с которыми не нужно делать ровным счетом ничего, то после получения данных от психрометра, придется выполнить подсчеты и поработать с таблицами.

Вывод однозначен – в быту они не будут пользоваться популярностью, несмотря на все преимущества. Одна только точность достигает впечатляющие ±0,2°С. Современные люди не любят делать лишние шаги. Ленятся. А тут какие-то таблицы... В них же еще надо разбираться !

Итак, психрометр состоит из пары одинаковых ртутных термометров. Таких же, как еще до сих пор висят за окном хоть в летнюю жару, хоть в студеную зиму.

Чтоб дальше объяснить, как конструкция работает, проведем простой опыт. Два пальца на руке. Один - сухой. Второй – смочим водой. И поочередно подуем на каждый. Тот, который смоченный, будет казаться холоднее и это правильно.

Кстати на этом же принципе работают холодильники.

Теперь если мы смочим один из термометров, а второй оставим сухим, то первый будет показывать меньшую температуру. Опять же из-за эффекта испарения.
А вот насколько сильно он охлаждается в свою очередь зависит от относительной влажности воздуха, т.е. концентрации незримо, но всегда присутствующего в окружающем нас воздухе водяного пара.

Кстати сухой термометр таковым и называется, а который обернут влажной тканью, которая остается влажной постоянно за счет того, что вода из емкости за счет капиллярного эффекта его смачивает, соответственно называется мокрым.

Когда мы говорили об источниках питания, здесь как мы видим их действительно нет, в отличие от цифровых термогигрометров. Но все-таки расходный материал есть – воду нужно периодически подливать. Впрочем при комнатной температуре ее испарение достаточно медленное.

Итак, что мы имеет на выходе – разницу температур. Что с этим дальше делать ?

Кстати, собрать самодельный психрометр можно и в домашних условиях. Не факт, что удастся выйти на точность, соизмеримую с заводской (это связано прежде всего с тем, что там подбирают идентичную пару термометров), но по сути это будет тот же прибор.

Сначала определяется относительная влажность, а потом абсолютная, для чего необходимо воспользоваться специальной формулой, в которой:

• е — (абсолютная влажность воздуха – содержание водяного пара во взвешенном состоянии);
• Е — максимально возможная относительная влажность при температуре t_с смоченного термометра;
• t — текущая температура воздуха, измеренная сухими термометром;
• А — коэффициент, который зависит от устройства и скорости движения воздуха возле резервуара с жидкостью;
• P —давление воздуха.

Разновидности "родственников" термогигрометров

Августа

Его еще можно назвать классическим. В нем термометры закрепляются параллельно друг другу на штативе. Один из них, точнее его нижняя часть оборачивается тонкой (чтобы вода хорошо испарялась), хлопчатобумажной или льняной тканью, другой конец которой погружен в сосуд с водой.
Вся эта конструкция помещается в так называемую метеорологическую будку. Основная проблема этой конструкции в том, что любое движение воздуха, например от сквозняков, приведет к дополнительному охлаждению влажного термометра и разница температур увеличится, что приведет к росту погрешности.

Самым известным психрометром-гигрометром является ВИТ-1.

Асмана

По-другому называется аспирационным. Пара ртутно-стеклянных термометров помещается в особый корпус, который защищен от теплового воздействия, а самое главное – возмущающих воздушных потоков. А если все-таки каким то образом воздух будет двигаться внутри ? Никакого влияния он не окажет. Почему ? Потому что здесь встроен вентилятор, который дует с постоянной скоростью, таким образом обеспечивая постоянную температуру охлаждения и “перебивает” все остальные потоки воздуха, если даже они будут. Это обеспечивает максимальную точность, поскольку минимизирует влияние всех внешних факторов. Но есть и минус. Условный конечно. Речь идет о том, что вентиляторы (их еще называют аспираторами) требуют подключения к электрической сети. Вот и появилось первое связующее звено с электронными термогигрометрами - питание.

Ну и в целом минусом психрометров является их хрупкость. А если разобьется хоть один термометр, то если ртуть не разлилась, нужно ее немедленно вынести из помещения и отдать на утилизацию. А если уж разлилась, то не исключено, что придется вызывать специальные службы для проведения мероприятий по демеркуризации.

Вот такие они, простые и хлопотные одновременно психрометры.