Измерение влажности воздуха

Основными величины которые характеризуют влажность воздуха являются:

Абсолютная влажность воздуха а, или плотность водяного пара, — количество водяного пара в граммах, содержащееся в одном кубическом метре воздуха (г/м³).

Упругость (парциальное давление) водяного пара е, находящегося в воздухе, выражается в миллибарах (мб), иногда в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) Зависимость абсолютной влажности воздуха от упругости водяного пара может быть представлена в виде

где е — парциальное давление пара в миллибарах, t — темпера­

тура водяного пара, а — температурный коэффициент объем­

ного расширения пара.

Упругость пара, насыщающего пространство, Е — максимально возможная упругость водяного пара при данной температуре — выражается в миллибарах, иногда в миллметрах ртутного столба.

Относительная влажность r — отношение упругости водяного пара, находящегося в воздухе, к максимально возможной упругости водяного пара при данной температуре — выражается в процентах.

Удельная влажность ρ —количество водяного пара в граммах, содержащегося в одном килограмме влажного воздуха (г/кг)

Отношение смеси f -— отношение веса водяного пара, содержащегося в одном кубическом метре, к весу сухого воздуха в том же объеме

Отношение парциального давления водяного пара к давлению атмосферы (относительная концентрация молекул воды в воздухе)

S = e/P

Точка росы τ — температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, достигает состояния насыщения при неизменном давлении. Если известна точка росы и температура воздуха, можно по таблице максимальных упругостей водяного пара определить абсолютную и относительную влажность воздуха.

Дефицит влажности d, или недостаток насыщения -разность между максимально возможной упругостью водяного пара при данной температуре воздуха и упругостью водяного пара, действительно находящегося в воздухе,

d = E — е.

В метеорологии для измерения влажности наибольшее распространение имеют:1) психрометрический метод и 2) метод определения влажности с помощью гигрометров.

В психрометрическом методе влажность воздуха определяется на основании показаний двух термометров, поверхность резервуара одного из которых все время поддерживается в смоченном (водой) состоянии (смоченный термометр). С поверхности резервуара такого термометра происходит испарение воды; интенсивность испарения зависит от влажности окружающего воздуха. Чем больше недостаток насыщения в окружающем воздухе, тем интенсивнее испарение со смоченного термометра и тем ниже его показания, так как на испарение расходуется тепло. Следовательно, разность показаний сухого и смоченного термометров будет характеризовать влажность воздуха.

Сухой термометр показывает температуру воздуха, а смоченный — собственную температуру, зависящую от испарения, происходящего с поверхности его резервуара.

Для измерения влажности воздуха используют: станционный психрометр, психрометр аспирационный, аспирационный психрометр с электромотором, волосной гигрометр (МВ-1), гигрометр пленочный (М-39), гигрограф М-32.

Психрометр аспирационный. Этот прибор весьма удобен для работы в экспедиционных условиях, так как он портативен и не требует специальных защитных установок (будки). Принцип действия аспирационного психрометра совершенно такой же, как и станционного. Однако существенным отличием и большим его преимуществом является то, что в аспирационном психрометре скорость движения воздуха у, резервуаров термометров постоянна (2 м/сек), тогда как у станционного психрометра она зависит от скорости ветра у будки. Постоянство скорости движения воздуха в аспирационном психрометре «достигается искусственной вентиляцией.

При производстве отсчетов сначала следует быстро отсчитать десятые доли градуса по сухому и смоченному термометрам, записать результаты и только после этого уже отсчитать и записать целые градусы. При этом необходимо строго следить, чтобы во время отсчетов ветер дул по направлению от прибора на наблюдателя. Такая предосторожность необходима потому, что у аспирационного психрометра происходит засасывание наружного воздуха и, если не принять соответствующих мер, результаты наблюдений могут быть искажены.

Аспирационный психрометр является лучшим метеорологическим прибором для определения температуры и влажности воздуха при положительной температуре.

Гигрометр — измерительный прибор, предназначенный для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров (весовой, волосной, плёночный и другие), действие которых основано на различных принципах.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса, способного изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.

Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.

Гигрограф — прибор для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха. Чувствительным элементом гигрографа служит пучок обезжиренных человеческих волос или органическая плёнка. Запись происходит на разграфленной ленте, надетой на барабан, вращаемый часовым механизмом. В зависимости от продолжительности оборота барабана гигрографы бывают суточные и недельные.