Психрометрические датчики

Психрометрические датчики используются для измерения относительной влажности газов (чаще всего воздуха) при температурах выше 0 °С. В основе их работы лежит зависимость разности показаний сухого и влажного термометров от влажности воздуха. Температура влажного термометра t_вл зависит от интенсивности испарения паров воды с увлажненной поверхности. Между парциальным давлением паров воды Р_В при температуре сухого термометра t и разностью температур сухого и влажного термометров (t – t_вл) существует соотношение

Р_В = – A ∙P ∙(t – t_вл), (7.1)

где – давление насыщенного пара воды при температуре влажного термометра t_вл; Р – общее давление; А – психрометрический коэффициент, зависящий от свойств газа, температуры и конструктивных особенностей датчика.

Точность показаний психрометра зависит от его конструкции (скорости воздушного потока, обтекающего влажный термометр, взаимного расположения термометров, температуры и чистоты воды для увлажнения фитиля и др.).

Чувствительность психрометра зависит только от чувствительности датчиков температуры, в качестве которых могут использоваться термопары, термометры сопротивления полупроводниковые терморезисторы и термодиоды. Дифференциальная схема включения датчиков температуры обеспечивает высокую чувствительность и хорошую точность измерений даже вблизи насыщения, где использование большинства других датчиков влажности ограничено.

Простота и дешевизна психрометров обеспечивает их широкое применение в бытовой технике и в системах кондиционирования воздуха. Однако им присущи и такие недостатки, как необходимость мокрого термометра, зависимость показаний от суммарного давления газа, низкотемпературный (0 °С) и высокотемпературный пределы измерений. Психрометры, не рассчитанные на непрерывную подачу воды для смачивания фитиля, работают при температурах до 40 °С, при более высоких температурах вода для смачивания фитиля может испаряться быстрее, чем установится равновесие. Психрометры с непрерывной подачей воды, компенсирующей испарение. Используются до температур 90 – 100 °С, специальные психрометры для промышленных сушилен могут работать до температур 200 – 250 °С, при этом температура влажного термометра составляет 20 – 75 °С. Отмеченные недостатки приводят к тому, что в общем объеме выпуска датчиков влажности доля психрометров постоянно снижается.