Психрометрический метод

Принцип действия электрических влагомеров, работа которых основана на психрометрическом методе, поясним на примере схемы по рисунку 2.3, а.

Существенное преимущество этого прибора заключается в том, что по нему можно непосредственно отсчитывать относительную влажность без психрометрических таблиц. Электрическая схема представляет собой неуравновешенный мост с тремя полупроводниковыми резисторами: RКс (сухой терморезистор), RКм (смоченный терморезистор) и RКк (компенсационный терморезистор). Смоченный терморезистор обвязан батистовым чулком, конец которого опущен в бачок с водой.

Смачивание происходит автоматически. Аспирация, то есть засасывание воздуха, который обтекает чувствительные элементы термометров, предусмотрена также автоматическая, при помощи моторчика, питаемого постоянным током напряжением 24 В. Оба терморезистора закрыты чехлами, расположены горизонтально и вместе с моторчиком образуют отдельный выносной блок, что позволяет измерять влажность дистанционно и в тонком слое воздуха.

Терморезисторы RKc и RКм, номинальное сопротивление и температурный коэффициент которых одинаковы, включены в два плеча неуравновешенного моста, в измерительной диагонали которого находится микроамперметр РА. Для того чтобы показания амперметра не искажались при различной температуре окружающего воздуха, напряжение на зажимах моста автоматически регулируется за счет компенсационного терморезистора RКк и двух постоянных резисторов rl и r2.

Прибор работает от сети переменного тока напряжением 220 - 127 В через выпрямитель. Напряжение, подаваемое в схему моста, регулируют при помощи переменного резистора R3. Возможно автоматическое питание от батареи, но с большим постоянным сопротивлением в цепи измерительной диагонали.

Для того чтобы вести непрерывно измерение влажности, в схемы электронных влагомеров вводят электронные автоматические потенциометры (компенсаторы) (рисунок 2.3).

В этой схеме оба моста I и II питаются от общего источника переменного тока и имеют два общих плеча R1 и R2.

Поскольку психрометрическая разность показаний сухого и мокрого терморезисторов является функцией не только влажности испытуемой среды, но и ряда других факторов, из которых главные - барометрическое давление и температура среды, скорость обтекания мокрого терморезистора испытуемой средой желательно выбрать возможно большей. Однако уже при значении ее 4 м/с гарантируется устойчивая работа психрометра.

Рисунок 2.3 - Полупроводниковые электрические психрометры ППК-АФИ (а) и ПЭ (б)

Проста и оригинальна схема, разработанная М. А. Бернилером и многократно применявшаяся им для определения влажности (рисунок 2.3, в). Ее особенность заключается в том, что в плечо, содержащее мокрый терморезистор RКм, введено постоянное сопротивление r, равное по значению сопротивлению переменного резистора. Равновесие моста наступает, когда сопротивление между началом переменного резистора (точка 0) и его движком

x = (Rtc-RtM)/2

Из сказанного видно, что психрометрической разности, равной нулю, соответствует положение движка в точке 0. Сопротивление переменного резистора должно равняться половине максимальной разности сопротивлений сухого и мокрого терморезисторов.

Уравновешивать мостовую схему можно вручную, о значении психрометрической разности можно судить по положению движка реохорда на шкале, отградуированной в градусах Цельсия, равных tc -tM, а о значении относительной влажности можно судить по графикам (рисунок 2.3, г).

Недостатки таких приборов следующие: необходимость иметь систему, обеспечивающую постоянную влагу батиста у мокрого термометра; необходимость в устройстве, обеспечивающем соответствующую вентиляцию мокрого термометра; невозможность работы приборов при низких температурах.