Гігрометри.

Волосяний гігрометр (МВ-1). Здатність знежиреного людського волосу змінювати свою довжину при зміні вологості навколишнього повітря була відома давно. Ще в 1783 році Соссюр вперше побудував гігрометр, застосувавши знежирений волос як чутливий елемент.

Подовження волосу при зміні відносної вологості від 0 до 100 % складає 2,5 % його довжини і відбувається нелінійно:

Відносна вологість, %
Подовження волосу, %		20,9	38,8	52,8	63,7	72,2	79,2	85,2	90,5	95,4

Для різних волос ця залежність варіює (особливо при високій вологості). Тому волоси для гігрометру відбираються (за здатністю), а потім зазнають спеціальної хімічної і механічної обробки. Трапляється, що з часом чутливість волосу змінюється, але закономірності цих змін невідомі. Очевидно, вони залежать від якості волосу, технології його обробки і умов зберігання та використання.

Волосяний гігрометр (рис.4.5) складається з рамки 8, на якій закріплена шкальна пластина 9, і волосу 10, верхнім кінцем закріпленого за допомогою клину і клею в отворі хвостовика 3 гвинта 7, а нижнім зв’язаного зі стрілкою 2.

Рис.4.5 Гігрометр волосяний (а) і вузли кріплення волоса до рамки (б) і стрілки (в): 1 – рамка; 2 – стрілка; 3 - хвостовик; 4 – скоба; 5 – гайка; 6 - контргайка; 7 – гвинт; 8 – рамка; 9 – шкала; 10 – волос; 11 - вісь стрілки; 12 - тягарець; 13 - кулачок; 14 – гвинт; 15 – стрижень.

Гвинт 7 за допомогою гайки 5 може переміщуватися в скобі 4, закріпленій у верхній частині рамки 8. Нижній кінець волосу 10 за допомогою дерев’яного клину і клею (або шелака) закріплений в отворі кулачка 13. Кулачок закріплений на стержні 15, на кінці якого є тягарець 12. Стрижень 15 входить в отвір осі 11 (на якій сидить стрілка 2) і закріплюється гвинтом 14. Вісь 11 установлена в кронштейні, закріпленому в нижній частині рамки 8. Таким чином, стрілка 2 під впливом волосу 10 і тягарця 12 може обертатися разом з віссю 11, переміщуючись вздовж шкали.

Пересуваючи стрижень 15 по осі 11, можна змінювати чутливість гігрометру, тому що при цьому змінюється довжина важелю, прикріпленого до кулачка 13, за який волос 10 переміщує стрілку 2. За допомогою гвинта-регулятора 14 можна установлювати стрілку на будь-якій потрібній поділці шкали. Для цього спочатку вивільнюють контргайку 6, потім, обертаючи гайку 5, переміщують вверх або вниз гвинт 14, а коли стрілка гігрометра установиться на потрібній поділці шкали, положення гвинта фіксують, закріплюючи контргайку 6. На шкалі нанесені нерівномірно 100 поділок, які збільшуються від 0 до 100. відліки за шкалою проводять з точністю до цілої поділки.

При збільшенні відносної вологості волос подовжується і стрілка під впливом тягарця 12 повертається вправо, при зменшенні волос скорочується і повертає стрілку вліво.

Волосяний гігрометр установлюється в психрометричній будці разом з психрометром і кріпиться на штативі між сухим і змоченим термометрами.

Відліки по волосяному гігрометру робляться в цілих поділках його шкали безпосередньо після відліків по психрометру (проміжок часу між цими відліками повинен бути мінімальним).

При кожному відліку по волосяному гігрометру необхідно перевірити, чи зазнає вісь стрілки великого тертя в цапфах. Для цієї мети після відліку відводять олівцем стрілку гігрометра трохи ліворуч і перевіряють, чи вертається вона в початкове положення. Кінець стрілки повинен переміщуватися вздовж шкали поблизу неї, але не зачіпаючи її.

Волосяний гігрометр підлягає повірці на придатність використання його як вимірювального приладу. Повірений гігрометр забезпечується повірочним свідоцтвом, в якому вказується тільки час повірки.

Волосяний гігрометр є відносним приладом, але в зимовий час (при температурі -10°С) він є основним приладом, по якому визначається вологість повітря. Щоб отримати дійсну відносну вологість, необхідно в показання гігрометра ввести поправки, які знаходять шляхом порівняння показань гігрометра з показаннями психрометра протягом 1 – 1,5 місяців до появи стійких морозів. Ці поправки для різних значень вологості знаходять графічним методом. Для цього на спеціальному бланку-графіку, на осі абсцис якого нанесена шкала, починаючи від 100 %, для значень вологості, визначених по гігрометру, а на осі ординат – шкала для значень відносної вологості, отриманих по психрометру, наносять точки, які відповідають значенням відносної вологості, одночасно отриманим по психрометру і гігрометру (рис.4.6).

Рис.4.6 Графік для визначення поправок до показань гігрометра

Якщо точки в окремих випадках будуть співпадати, то вони відмічаються як звичайно в таких випадках, рисками по кількості співпадань. Якщо прилади справні і вимірювання проводилися правильно, точки розташовуються у вузькій смужці. На око визначають середню лінію, відносно якої точки розташовуються по обидві сторони рівномірно, і проводять її олівцем. Користуючись цим графіком, для будь-якого показання гігрометра можна знайти відповідне значення відносної вологості.

Більш зручно користуватися не графіком, а перевідною таблицею, складеною на його основі.

В таблиці в крайньому лівому стовпці цифри відповідають десяткам, а у верхній строчці – одиницям шкали гігрометра. Інші строки заповнюють значеннями відносної вологості, знятими з кривої графіка. Наприклад, відліку по гігрометру «43» відповідає значення вологості 39 %; відліку «83» - відповідає 82 %.

При забрудненні волосу його необхідно промити. Для цієї мети, не відкріплюючи кінець волосу, вивільнюють вісь зі стрілкою і занурюють волос в дистильовану воду, налиту в плоску тарілку. Потримавши волос у воді 20 – 30 хв, м’яким пензликом декілька разів проводять по волосу, зануреному у воду. Після цього прилад збирають і, давши обсохнути волосу в звичайних кімнатних умовах, знову установлюють в будці. Чистку волоса можна проводити тільки влітку або восени, до визначення поправки гігрометра. Взимку чистити і регулювати гігрометр не можна, тому що при цьому можуть змінитися його поправки.

Взимку гігрометр інколи покривається памороззю, льодом чи снігом. У цих випадках гігрометр доводиться знімати і переносити в тепле приміщення, щоб дати йому відтанути і висохнути (при цьому не можна розміщувати його поблизу високотемпературних джерел тепла). При переносці гігрометра, щоб не порвати волос і не розтягнути його, краще за все відвести стрілку вліво і притиснути її пальцем до шкали.

Не треба удаватися до механічної чистки волосу, його можна розтягнути або обірвати.

Реєстрація вологості повітря. Гігрографи. Для безперервної реєстрації змін вологості повітря служать гігрографи. Гігрографи виготовляються двох видів: волосяні (чутливий елемент – людський волос) і плівкові (чутливий елемент – органічна плівка). Вони випускаються добовими і тижневими. Корпуси гігрографів - пластмасові, такі є як у термографів.

На метеорологічних станціях застосовують волосяний гігрограф (рис.4.7). Основа корпусу служить для кріплення плати з механізмом гігрографа. Поза корпусои знаходиться кронштейн 7, який несе пучок волосся 6, захищений від пошкоджень закріпленим на задній стінці огородженням. Кришка має три прозорі стінки, які забезпечують можливість огляду ходу запису на стрічці барабану. На передній частині плато закріплена вісь 1 для барабану з часовим механізмом. Пучок волосся 6 з двох кінців закріплюється в цапфах кронштейна 7. Середина пучка надіта на гачок 9, який зв’язаний з важелем 10, закріпленим на одній осі з кулачком 5, що має на кінці тягарець 4. Під дією ваги кулачка 5 і тягарця 4 пучок волосся 6 знаходиться в натягнутому стані, а кулачок 5 притискається до кулачка 3. Кулачок 3, закріплений на одній осі з стрілкою 2 пера, завжди притиснений до кулачка 3 (тому що моменти сили тяжіння стрілки 2 з надягнутим пером трохи більші, ніж кулачка). При збільшенні відносної вологості пучок волосся подовжується, розвантажуючи важіль, з яким він з’єднаний гачком 9; при цьому кулачок 5 і тягарець 4 своєю вагою давлять на кулачок 3, переміщуючи його вниз, а стрілку 2 з пером – вверх по стрічці барабану. При зменшенні вологості волос скорочується, навантажує важіль 10 і піднімає кулачок 5, розвантажуючи кулачок 3, який під впливом ваги важеля з пером піднімається догори до упору в кулачок. При цьому стрілка 2 з пером переміщується вниз по стрічці барабану.

Рис.4.7 Гігрограф волосяний: а – зовнішній вигляд; б - механізм гігрографа; 1 – вісь барабану; 2 - стрілка з пером; 3 і 5 – кулачки; 4 – тягарець; 6 – пучок волосся; 7 – кронштейн; 8 – гвинт; 9 – гачок; 10 - важіль; 11 – рукоятка; 12 – аретир.

Обробка записів на стрічці гігрографа трохи відрізняється від обробки стрічок термографа. Розбивка запису на стрічці гігрографа на години робиться так, як і на стрічках термографа. Введення поправок в записі робиться за допомогою графіка, складеного на основі порівняльних даних значень відносної вологості в строкові години, які отримані по психрометру, і значень, знятих з стрічок гігрографа з точністю до 1 %. Графік будується так же, як і для поправок до гігрометра.

Для теплого періоду року обробка стрічок проводиться щомісячно за допомогою графіка, складеного за даними поточного місяця. В зимові місяці (при температурі нижче -10°С, коли по психрометру вологість не визначається) обробка стрічок робиться за допомогою сезонного графіку, складеного за даними двох найближчих місяців (осінніх або весняних) до наставання холодного періоду або після нього. Необхідно також використовувати окремі спостереження по психрометру, які можуть здійснюватися протягом холодного сезону, коли температура повітря підніметься вище -10°С. Порівняльні дані таких спостережень наносять на сезонний графік (ці точки наносять так, щоб вони відрізнялися від інших) і вони служать деяким контролем відповідності сезонної кривої для роботи гігрографа в даний зимовий місяць.

Дата добавления: 2015-10-13