Що таке психрометр і для чого він потрібен?
Звичайній людині для визначення погоди на вулиці, як правило, цілком достатньо термометра, прикріпленого до віконної рами.
Іноді до нього додається барометр – прилад, який пророкує зміни погоди по коливаннях атмосферного тиску. Але для синоптика цього набору вимірювальної техніки, як правило, недостатньо – необхідний ще, як мінімум, психрометр.
Що таке психрометр?
Назва цього приладу складено з двох слів давньогрецької мови: “психрос” – холодний і “метрео” – вимірювати.
Він вимірює температуру і вологість повітря, що часто буває необхідністю в метеорологічних вимірах навколишнього середовища, а також у багатьох сферах промисловості – наприклад, при зважуванні гігроскопічних матеріалів для знаходження їх точної ваги.
Як працює психрометр?
Як відомо, будь-яка рідина, в тому числі і вода, поступово випаровується, при цьому в пароподібний стан переходять самі “швидкі” молекули, тобто загальна температура рідини при цьому знижується. Саме це фізична властивість рідин лежить в основі конструкції будь-якого психрометра.
Уявіть собі два термометра, неважливо – спиртових або ртутних. Поверхня одного з них залишається сухою, другий же обгорнутий вологою тканиною. Щоб тканина не висихала, один її край опущений в ємність з водою. Коли вода випаровується з тканини, обгорнутий термометр охолоджується і, відповідно, показує більш низьку температуру, ніж другий термометр, поверхня якого залишається сухою і фіксує температуру повітря. Чим менше вологи в навколишньому повітрі, тим інтенсивніше йде процес випаровування.
Отже, за різницею показань двох термометрів можна судити про рівень вологості повітря. Для цього існує спеціальна Психрометричний таблиця, з якої можна дізнатися відносну вологість, а потім за допомогою спеціальної формули визначити абсолютну вологість повітря.
Психрометр і гігрометр
Так чи так уже необхідний психрометр, коли вологість повітря можна визначити за допомогою іншого приладу – гігрометра?
Принцип роботи цього приладу заснований на інших властивостях навколишнього середовища: гігрометри бувають резистивним, ємнісними, термісторного і оптичними. Найпростіші з них використовують властивість деяких матеріалів скручуватися або розпрямлятися при коливаннях вологості.
У ряді випадків свідчення будь-якого з гігрометрів є недостатньо точними. Простота пристрою психрометра забезпечує високий рівень захисту від сторонніх впливів, тому отримані з його допомогою дані виявляються більш точними і надійними. Тому нерідко для уточнення результатів вимірювань показання гігрометрів час від часу перевіряють за допомогою психрометра.
У той же час гігрометри в багатьох випадках є більш зручними для використання. Так, ємнісні гігрометри справляються з вимірами вологості не тільки повітря, а й твердих речовин. Це необхідно для контролю параметрів таблеток, бетонних виробів та ін.
Різновиди психрометрів
В даний час для замірів використовуються психрометри трьох основних типів, що розрізняються між собою конструкційними особливостями.
- Психрометр стаціонарного типу являє собою закріплені на масивному штативі два ртутних термометра. Колба з ртуттю одного з них обв’язана батистовою тканиною, кінець якої опущений в склянку, наповнену водою. Вся конструкція розміщена в метеорологічної будки або там, де зазвичай проводяться виміри. Основним недоліком стаціонарного психрометра є залежність показань від рухливості повітряного потоку, яка впливає на швидкість випаровування. Психрометр аспіраційного типу (Асмана), хоча і складається з тих же двох термометрів, але має більш складною і захищеною конструкцією. Термометри в цьому варіанті розміщені в міцному корпусі, який відсікає стороннє теплове випромінювання. Випаровування рідини відбувається за рахунок примусового обдування, здійснюваного невеликим вентилятором, що продукує потік повітря зі швидкістю близько 2 м / с. Це найбільш точний і захищений від зовнішніх впливів прилад. Психрометр дистанційного типу використовує не ртутні скляні термометри, а електричні вимірювачі температури, засновані на вимірах резистивности матеріалів, на властивостях термісторів і термопар, а також манометричні системи. Але в будь-якому випадку один з датчиків при вимірах залишається сухим, а другий змочується для виміру різниці температур.
Таким чином, психрометри Асмана і стаціонарного типу використовують звичні ртутні термометри зі скла, тому їх загальним недоліком є підвищена крихкість приладу. Дистанційні психрометри вимірюють температуру повітря, грунтуючись на інших принципах, тому їх показання можуть контролюватися дистанційно, що нерідко є життєво важливою обставиною.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)