Приборы для измерения параметров воздуха

Измерение температуры. Температуру воздуха, газов и жидкостей от -36 до +37.5⁰С измеряют ртутными термометрами, а от -65 до +65⁰С - спиртовыми термометрами. При измерении температуры выше +60⁰С применяют ртутные термометры с ценой деления 1⁰С. Для измерений, требующих повышенной точности, используют термометры с ценой деления 0.1-0.2⁰С.

Для измерения и автоматической записи температуры применяют термограф (рис.2). Датчиком температуры служит биметаллическая пластинка, деформация которой при изменении температуры окружающего воздуха передается системой рычагов на записывающее устройство и записывается на специальной ленте, на которой по горизонтали указано время, а по вертикали - температура. Лента закрепляется на барабане с часовым механизмом, имеющим суточный или недельный завод.

Рис. 2. Термограф

Температуру поверхностей измеряют термопарами. Поверхности, температуру которых определяют, должны быть предварительно очищены от грязи, краски, ржавчины и т.д.

Измерение влажности. Влажность воздуха оценивается в абсолютных и относительных единицах. Абсолютная влажность - это количество водяных паров, содержащихся в некотором объеме воздуха. Относительная влажность - это отношение парциального давления водяных паров в воздухе к парциальному давлению насыщенных водяных паров при той же температуре.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами, гигрометрами и гигрографами.

Аспирационный психрометр с вентилятором (рис.3) состоит из двух ртутных термометров, резервуар одного и низ обернут одним слоем батиста и смачивается перед работой с помощью пипетки. Воду в пипетке нажатием на грушу доводят до черточки (не ближе 1 см от края) и удерживают с помощью зажима. Затем при вертикальном положении прибора пипетку до отказа вводят в трубку. Через 3-4 с разжимают зажим (излишняя вода вбирается в грушу) и вынимают пипетку.

 

Рис.3. Аспирационный психрометр

При отрицательной температуре относительную влажность воздуха рекомендуется измерять волосяным гигрометром (рис.4). Он состоит из металлической рамки 5, на которой с помощью винта, блока и грузика укреплен обезжиренный волос. На оси блока укреплена стрелка. Отсчет берется по шкале в процентах. Принцип работы волосяного гигрометра основан на изменении длины обезжиренного волоса в зависимости от влажности воздуха.

 

Рис.4. Волосяной гигрометр

Измерение давления. Абсолютное давление воздуха (атмосферы) измеряется барометрами - анероидами и барографами.

Барометр-анероид (рис.5) работает на принципе измерения изменяющейся высоты анероидных коробок в зависимости от колебаний атмосферного давления. Через систему рычагов деформация коробок передается стрелке. Шкала должна быть отградурирована в паскалях.

Рис. 5. Барометр-анероид

Барограф (рис.6) по принципу действия аналогичен барометру-анероиду. В барографе изменение высоты анероидных коробок через систему рычагов передается перу. Запись давления ведется на специальной ленте, укрепленной на барабане с суточным или недельным заводом. Первоначальное давление устанавливается с помощью специального винта по барометру-анероиду.

Рис. 6. Барограф

Измерение охлаждающего действия атмосферы. Влияние совокупного действия температуры, скорости и влажности воздуха на отдачу тепла телом человека оценивают кататермометром (рис.7). Он представляет собой спиртовый термометр со шкалой от 32 до 40⁰С. Прибор имеет верхний 1 и нижний 2, заполненный спиртом, резервуары. У каждого кататермометра есть свой фактор F, показывающий потерю тепла в милликалориях с 1 см² спиртового резервуара при охлаждении его от 38 до 35⁰С. Значение фактора определяют при изготовлении прибора и записывают на его обратной стороне.

 

Рис. 7. Кататермометр

Измерения производят как сухим, так и мокрым кататермометром, в последнем случае резервуар обвязывают смоченной в воде марлей или батистом. Сухой кататермометр реагирует на скорость и температуру, а мокрый - на скорость, температуру и влажность воздуха.

Измерение скорости движения воздуха. Скорость замеряют анемометрами, термоанемометрми, воздухомерными трубками, кататермометрами и другими приборами.

Основным прибором для измерения скорости движения воздуха является анемометр. Наибольшее распространение получили крыльчатый анемометр АСО-3 и чашечный МС-13.

Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3 (рис.8) состоит из крыльчатки 3, размещенной в металлической обечайке 4, счетного механизма 2 и ручки 5. Крыльчатка сообщается со счетным механизмом при помощи трубчатой оси, вращающейся на натянутой стальной струне. Давление движущегося потока воздуха приводит крыльчатку во вращение. Трубчатая ось посредством червячной передачи передает вращение счетного механизма в работу и выключение его производится арретиром 1. Анемометр АСО-3 применяют для измерения скорости от 0.2 до 5 м/с; чашечный анемометр МС-13 (рис.8) - от 1 до 20 м/с.

Рис. 8. Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3

Давление воздушного потока воспринимается четырьмя полусферическими чашечками 1, закрепленными на двух взаимно перпендикулярных стержнях, жестко соединенных с осью 2, на конце которой имеется червячная передача, связанная с редуктором счетного механизма 3.Счет имеет три стрелки, отсчитывающие единицы, сотни и тысячи оборотов. Для измерения средней скорости движения воздуха анемометром применяют метод «обвода» по сечению, при малых скоростях движения воздуха - «точечный» метод..[2]

Результаты измерений

Таблица 1

Номер замера	Измерение охлаждающего действия воздуха
t с, 0С	t м, 0С	t с - t м, 0С	j, %	d, г/м3	Номер прибора	F прибора	T, с	Нс, ката-градус
	23,9	19,3	4,6		21,8				1,86
					19,5				3,38
	21,4	17,8	3,6		18,4

где - отсчёты температур по сухому и мокрому термометрам; - относительная и абсолютная влажности воздуха; T – время охлаждения резервуара кататермометра от 38 до 35

Н = F / T,

где F - фактор, значение которого указано на обратной стороне кататермометра;

T - время охлаждения резервуара кататермометра от 38 до 35⁰С, с.

 

Таблица 2

Р, Па	Параметры
n н, дел	n к, дел	n к- n н, дел	Т, с	n, дел/с	v в трубе, м/с	v в камере, м/с
					8,7	3,1	0,38
					5,85	2,2	0,38

 

Измеряя охлаждающее действие атмосферы сухим кататермометром, по эмпирическим формулам можно определить скорость движения воздуха: при скорости более 1 м/с используют формулу

 

где Н - охлаждающее действие атмосферы в катаградусах, определяется путем деления фактора F прибора на время охлаждения его резервуара от 38 до 35⁰С; Dt =36,5- t; 36,5 - средняя температура тела человека, ⁰С; t - температура воздуха, ⁰С.

 

 

Вывод:

В ходе данной работы были изучены приборы и правила пользования ими, определены климатические параметры атмосферы. На основе проведенных измерений в данной лабораторной работе, можно сделать вывод о том, чтополученные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха оптимальным нормам для холодного и переходного периодов года и подходят для работы средней тяжести 11а и 11б для теплого периода. (см. приложение таб. 1) На основе таблицы «Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений» можно сделать вывод о том, что полученные значения соответствуют допустимым нормам для холодного и переходного периодов года для работ средней тяжести 11б. (см. таб. 2) Согласно нормам комфорта работа в данных условиях вполне приемлема и относится к легкой категории (см. таб. 3).

 

 

Приложение

Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений [3]

Таблица 1

Период года	Категория работ	Темпера-тура, 0С	Относи-тельная влаж-ность, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Холодный и переходной	Легкая 1	20-23	60-40	0.2
	Средней тяжести 11а	18-20	60-40	0.2
	Средней тяжести 11б	17-19	60-40	0.3
	Тяжелая 111	16-18	60-40	0.3
Теплый	Легкая 1	22-25	60-40	0.2
	Средней тяжести 11а	21-23	60-40	0.3
	Средней тяжести 11б	20-22	60-40	0.4
	Тяжелая 111	18-21	60-40	0.5

 

Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в холодный и переходный периоды года [3]

Таблица 2

Категория работ	Температура воздуха, 0С	Относи-тельная влажность, %, не более	Скорость движения воздуха, м/с, не более	Температура вне постоянных рабочих мест
Легкая 1	19-25		0.2	15-26
Средней тяжести 11а	17-23		0.3	13-24
Средней тяжести 11б	15-21		0.4	13-24
Тяжелая 111	18-21		0.5	12-19