Измерение влажности психрометрическим методом

Относительная влажность вычисляется в приборе по психрометрическому методу.

Психрометрический метод основан на измерении разности температур сухого и влажного термометров. Температура влажного термометра всегда ниже температуры сухого из/за испарения воды с поверхности фитиля. Чем суше воздух (влажность ниже), тем интенсивнее испаряется вода с поверхности фитиля, тем ниже температура увлажняемого термометра.

Из существующих полуэмпирических психрометрических формул выведена общепринятая формула относительной влажности:

где φ — относительная влажность воздуха, %;

Евлаж. — максимальное возможное парциальное давление водяного пара при температуре воздуха Твлаж., °С;

Graphic

Есух. — максимальное возможное парциальное давление водяного пара при температуре воздуха Тсух., °С;

р — атмосферное давление;

Тсух. — температура сухого термометра, °С;

Твлаж. — температура влажного термометра, °С;

A — психрометрический коэффициент (психрометрическая постоянная).

Примечание
Евлаж. и Есух. – коэффициенты, которые прибор вычисляет по известным Твлаж., Тсух. и др. Показания психрометрического датчика будут точнее, если есть датчик давления.

Психрометрический коэффициент A зависит от многочисленных факторов, влияющих на тепло- и массообмен чувствительного элемента «влажного» термометра с окружающей средой:

  • размер и форма чувствительного элемента увлажненного термометра;

  • вид и состояния смачиваемого фитиля;

  • температура смачивающей воды и теплопроводности фитиля;

  • влияния тепловой радиации.

Среди внешних факторов наибольшее значение имеет скорость воздушного потока, обдувающего увлажненный термометр. Если она больше 2,5 м/с, то коэффициент A приближается к величине ~0,0064 1/°С.

Если обдува нет, то коэффициент A сильно возрастает, поэтому рекомендуется устанавливать принудительную вентиляцию. В приборе значение A устанавливается — в диапазоне 0,0064...0,008 1/°С.

«Сухой» и «влажный» датчики температуры следует крепить один над другим на расстоянии 50...100 мм, перпендикулярно или параллельно стенке (см. рисунки ниже). Под «влажным» датчиком помещается резервуар с водой, в который опускают увлажняющий фитиль, закрывающий датчик.

Graphic
Крепление датчиков температуры перпендикулярно стенке камеры
Graphic
Крепление датчиков температуры параллельно стенке камеры

Резервуар изготавливается из нержавеющей стали, оцинкованного железа, термостойкой пластмассы, стекла или другого стойкого к условиям эксплуатации материала, не выделяющего вредных вещества.

Увлажняющий фитиль рекомендуется изготавливать из тонких неотбеленных хлопчатобумажных тканей — марли, батиста, муслина, — обладающих максимальной всасывающей способностью. Фитиль должен закрывать чувствительный элемент и максимальную площадь поверхности датчика.

Для снижения площади испарения воды из резервуара рекомендуется «бутылочный» профиль резервуара. Для пополнения резервуара можно смонтировать вне камеры дополнительный резервуар и соединить с внутренним (см. рисунки ниже).

Graphic
Форма резервуара с «бутылочным горлом»
Graphic
Конструкция резервуара для воды, не требующая входа в камеру