Как работает психрометр?

Психрометр - это прибор, используемый для измерения влажности воздуха. Это достигается путем сравнения разницы температур между грушей сухого термометра и грушей влажного термометра, которая потеряла часть своей влаги из-за испарения.

Психрометр - это гигрометр старого образца, который представляет собой устройство для измерения влажности. Он состоит из двух лампочек термометра: влажной и сухой. Сухой термометр измеряет температуру окружающего воздуха так же, как любой бытовой термометр. Влажную лампочку накрывают тканью, обычно хлопчатобумажной, которую перед использованием необходимо смочить водой.

Когда влажный термометр готов, ученый либо поворачивает психрометр, либо позволяет ему оставаться на месте, в зависимости от конструкции устройства, пока влажный термометр не остынет до своей конечной температуры. Затем, зная разницу между влажной и сухой температурой и атмосферное давление в ее местности, она может определить влажность воздуха.

Степень испарительного охлаждения влажного термометра психрометра напрямую зависит от количества влаги в воздухе. Более сухой воздух поглощает больше влаги из колбы и, в свою очередь, больше охлаждает ее. Более влажный воздух не может поглотить столько воды из колбы, поэтому температура меняется не так сильно. Другими словами, чем меньше изменение температуры по влажному термометру, тем влажнее воздух.

Первые психрометры появились в 1600-х годах. Хотя дизайн этих устройств не сильно изменился, сегодня цифровые версии также доступны. Цифровое устройство может одновременно отображать множество деталей об атмосферных условиях, включая влажность, температуру воздуха, температуру поверхности и точку росы. Однако этим устройствам требуется от 20 до 30 минут для калибровки в соответствии с местными условиями перед использованием, а датчик влажного термометра может высохнуть после того, как не будет использоваться в течение длительного времени.

Таким образом, старый добрый ручной психрометр не потерял своей привлекательности, несмотря на то, что потребовал от пользователя немного большей работы. После считывания температуры обеих лампочек они должны обратиться к психрометрической таблице для окончательного определения влажности.

Психрометрические диаграммы позволяют ученому найти пересечение температур по сухому и влажному термометрам с помощью психрометра, чтобы узнать о тепловых свойствах воздуха. Эта информация включает:

• Относительная влажность: насколько близок воздух к более желательной влажности.
  
• Точка росы: температура, при которой влага в воздухе начинает конденсироваться.
• Энтальпия: сколько тепла содержит воздух в единицах БТЕ на фунт сухого воздуха.
• Коэффициент влажности: фунты влаги в воздухе на фунты сухого воздуха.
• Удельный объем: сколько места занимает воздух.
  

Бюро погоды Министерства сельского хозяйства США опубликовало свои первые таблицы психрометрических данных в 1900 году. Вместо того, чтобы отображать графики зависимости температуры от влажности, таблицы показывают числовые данные для каждой пары показаний. Пересмотренное издание таблиц 1915 года составляло 87 страниц.

Хотя сегодня психрометры несколько устарели, они все еще иногда используются для откалибровать гигростаты, которые контролируют внутреннюю влажность системы кондиционирования и отопления зданий системы. В прошлом психрометры использовались при проектировании систем вентиляции зданий.

Психрометры также исторически использовались в различных научных дисциплинах, и сегодня студенты могут научиться используйте эти инструменты и интерпретируйте психрометрические диаграммы, даже если они больше не являются основным методом сбора данных. Например, метеорологи или ученые-экологи могут научиться использовать психрометры для измерения атмосферных условий, например могут быть инженеры-агрономы, которые проектируют помещения с особыми потребностями в влажности, например теплицы или сараи для домашний скот.