Порядок выполнения работы. 1. Изучить устройство и принцип действия приборов

1. Изучить устройство и принцип действия приборов.

Для измерения температуры воздуха в момент наблюдения используют ртутные, спиртовые или толуоловые термометры. При измерении температуры воздуха термометры устанавливают так, чтобы исключалась возможность воздействия на них солнечных лучей, осадков и вибрации, а также источников, излучающих тепло и холод. Непрерывное измерение и регистрация температуры воздуха в течение определенного времени осуществляется с помощью термографов самопишущих приборов (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 Термограф «М-16А»

Принцип действия прибора основан на свойстве биметаллической пластины изменять радиус изгиба с изменением температуры воздуха. Прибор состоит из датчика температуры (биметаллическая пластина), передаточного механизма (рычаги, тяги), регистрирующей части (стрелка с пером, барабан с часовым механизмом).Движение пластины через систему тяг и рычагов передается перу прибора, которое вычерчивает на листе барабана температурную кривую. Перо заполняется долгосохнущими чернилами. В зависимости от времени, в течение которого барабан совершает полный оборот, термографы подразделяются на суточные или недельные.

Прямое измерение относительной влажности воздуха осуществляется с помощью гигрометров (рис. 1.2, б). Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от изменения влажности воздуха. Изменение длины волоса передается стрелке прибора, которая указывает на шкале относительную влажность воздуха в процентах. Для прямого измерения и регистрации относительной влажности воздуха применяются самопишущие приборы-гигрографы (рис. 1.3). Принцип действия гигрографа основан на свойстве пучка обезжиренных волос удлиняться во влажном и укорачиваться в сухом воздухе. В зависимости от влажности воздуха длина пучка волос изменяется, что в свою очередь приводит в движение соединенную через передаточный механизм с ним стрелку, которая вычерчивает на ленте барабана с часовым механизмом кривую относительной влажности.

а б в

Рисунок 1.2 Приборы для измерения относительной влажности воздуха:

а – аспирационный психрометр М-34; б – гигрометр М-19; в - психрометр МВ-4М

Для одновременного измерения и регистрации на общей ленте температуры и относительной влажности воздуха применяется термогигрограф (рис. 1.4).

Косвенное измерение влажности воздуха в момент наблюдения производится с помощью психрометров различных конструкций (рис. 1.2. а, в). Психрометры бывают без вентиляторов (стационарный психрометр). Психрометры состоят из двух одинаковых термометров. Резервуар с ртутью одного термометра (правого) обернут батистом, смоченным водой. Этот термометр принято называть влажным, второй сухим. Показания влажного

Рисунок 1.3 Гигрограф Рисунок 1.4 Термогигрограф

термометра всегда ниже показаний сухого вследствие испарения воды с его резервуара. Аспирационный психрометр отличается тем, что термометры заключены в металлические трубки, сообщающиеся общим каналом с вентилятором с пружинным (психрометр МВ-4М) или электрическим приводом (психрометр М-34), который находится в головке прибора.

При работе вентилятора через общий канал протягивается с равномерной скоростью воздух, что позволяет исключить зависимость результатов измерений от подвижности исследуемого воздуха.

Действительное значение относительной влажности определяют по показаниям сухого и влажного термометра по специальным таблицам и номограммам.

Измерение скорости воздуха производится анемометрами. Для прямого измерения скорости воздуха используются индукционные анемометры (рис. 1.5, в). Анемометры работают по принципу электромагнитной индукции. При вращении вертушки и магнита образуются индукционные точки, которые взаимодействуя с полем постоянного магнита, поворачивают стрелку шкалы. Шкала прибора отградуирована на скорость в м/с.

Рисунок 1.5 Анемометры: а - ручной крыльчатый (вентиляционный); б – ручной чашечный; в – ручной индукционный

Анемометр крыльчатый (рис. 1.5, а) применяется для измерения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с, анемометр чашечный (рис. 1.5, б) от 1 до 20 м/с. Приемной частью крыльчатого анемометра служит крыльчатка, чашечного анемометра – метеорологическая вертушка, насаженная на ось.

Нижний конец оси, имеет червяк, передающий вращение крыльчатки или вертушки зубчатому редуктору счетного механизма. Счетный механизм имеет три стрелки и соответственно циферблат три шкафы: единиц, сотен, тысяч. Включение и выключение механизма производится арретиром.

Механизм приборов закрепляется в корпусе. Нижняя часть чашечного анемометра заканчивается винтом, служащим для закрепления прибора на деревянной стойке (ручке). Корпус крыльчатого анемометра снабжен полой ручкой, которая может использоваться для установки прибора на деревянной стойке (шесте).

Корпус прибора имеет два ушка, через которые пропускается шнурок для включения и выключения прибора, поднятого на стойке (шесте).

Действительная скорость воздуха в месте измерения определяется по показаниям счетчика (тысячи, сотни, единицы) и времени измерения с помощью градуировочного графика, прилагаемому к каждому анемографу.

Измерение давления атмосферного воздуха производится барометрами-анероидами (рис. 1.6).

Рисунок 1.6 Барометр-анероид БАММ

Барометры-анероиды в качестве воспринимающей части, реагирующей на изменение давления, имеют анероидные (безвоздушные металлические коробочки с тонкими волнообразными стенками) коробки. Принцип работы барометров-анероидов основан на увеличении или уменьшении длины соединенных в один блок нескольких анероидных коробок в зависимости соответственно от снижения или повышения давления. Упругая деформация блока анероидных коробок через передаточный механизм преобразуется в угловые перемещения стрелки прибора. Положение стрелки на шкале прибора фиксирует значение давления. Анероидные коробки, передаточный механизм, шкала, стрелка и термометр прибора размещаются в общем корпусе.

Для непрерывного измерения и регистрации давления в течение определенного периода времени используют барографы – самопишущие приборы (рис. 1.7). Принцип действия основан на том, что суммарная деформация мембран комплекта анероидных коробок, вызываемая изменением атмосферного давления, через передаточный механизм перемещает стрелку с пером, которая вычерчивает на ленте барабана с часовым механизмом кривую изменения атмосферного давления.

Рисунок 1.7 Барограф М-22

2. Определить метеорологические параметры воздуха.

Необходимые измерения выполняются в указанном преподавателем месте. Ртутным термометром измерить температуру воздуха. Измерение температуры воздуха можно сочетать с определением его влажности и производить по сухому термометру психрометра.

3. Измерить атмосферное давление с помощь барометра-анероида