Bài giảng thiết bị đo độ ẩm không khí

II Nguyên lí hoạt động của thiết bị đo độ ẩm Hàm lượng nước không đo đạc trực tiếp được mà phải đo gián tiếp.. Phương pháp nhiệt-ẩm kế: dựa trên nguyên lí về sự chênh lệch nhiệt độ giữa

Bài 4

THIẾT BỊ ĐO ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ

II Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo độ ẩm

Hàm lượng nước không đo đạc trực tiếp được mà phải đo gián tiếp

Bộ cảm biến của thiết bị đo độ ẩm hoạt động dựa theo 2 nguyên lí sau:

1 Phương pháp nhiệt-ẩm kế: dựa trên nguyên lí về sự chênh lệch nhiệt độ giữa

hai nhiệt kế thuỷ ngân đồng nhất (nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt);

- Trên bề mặt của bầu nhiệt kế ướt xảy ra sự bốc hơi của nước vào trong không

khí

- Cường độ bốc hơi phụ thuộc vào độ ẩm của không khí xung quanh bầu nhiệt kế ướt

- Độ chênh lệch bão hoà càng lớn thì cường độ bốc hơi càng lớn, lượng nhiệt

tiêu thụ cho sự bốc hơi đó càng nhiều nên càng làm cho số chỉ nhiệt độ trên nhiệt

kế ướt xuống thấp hơn so với nhiệt kế khô

II Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo độ ẩm

Việc tính toán lượng nhiệt đến và đi xảy ra ở bầu nhiệt kế ướt có thể tính gần

đúng như sau:

p

e) cS(E

M: khối lượng nước đã bốc hơi trong một đơn vị thời gian S: diện tích bề mặt

E1 là áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ mặt bốc hơi;

e là áp suất hơi nước có trong không khí;

p là áp suất không khí trên bề mặt bốc hơi

c là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào tốc độ thông gió trên mặt bốc hơi đó

II Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo độ ẩm

Lượng nhiệt mà bầu nhiệt kế ướt chi cho sự bốc hơi trên bề mặt của nó là:

p

e) cLS(E

mL

1

−

=

=

L là nhiệt hoá hơi của nước

Q1 bị tiêu thụ nhiệt cho sự bốc hơi, nhiệt kế ướt bị lạnh đi nên xuất hiện sự

chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt kế này với không khí xung quanh

Khi đó bầu nhiệt kế ướt bắt đầu nhận từ không khí xung quanh một lượng

nhiệt Q2

Q2 = hS(t - t’)

h là hệ số trao đổi nhiệt giữa nhiệt kế với không khí

S là diện tích của mặt mà qua đó xảy ra sự trao đổi nhiệt

t và t’ là nhiệt độ không khí và nhiệt độ của nhiệt kế ướt

II Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo độ ẩm

Khi đó, trên nhiệt kế ướt, ta có lượng nhiệt đến từ không khí bằng lượng nhiệt chi cho bốc hơi, nghĩa là Q1 = Q2

p

e) cLS(E1 − = hS(t - t’)

su

y ra:

cL

) t hp(t E

e

, 1

−

−

=

A =

cL

h gọi là hệ số nhiệt ẩm kế Nước = 6.53.10-4 (1+0.000944.t’)

Băng = 5.75.10 -4

E1: sức trương hơi nước bão hòa trên mặt nước = 6.112.exp[17.62.t/(243.12+t)] băng = 6.112.exp[22.46.t/(272.62+t)] Của không khí ẩm = f(p).e

F(p): hàm theo áp suất = 1.0016 + 3.15.10-6p – 0.07.p-1

- Hệ số nhiệt-ẩm kế giảm: khi tốc độ thông gió xung quanh bầu nhiệt kế tăng lên

- Biến thiên của nó lúc đầu diễn ra nhanh và khi tốc độ thông gió càng tăng thì biến thiên càng chậm dần

e = E1 - Ap(t - t’) với

II Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo độ ẩm

Một số công thức tính điểm sương, ẩm tương đối, độ hụt bão hòa

Điểm sương = (243.12 ln (e/6.112f(p)))/(17.62 –ln (e/6.112f(p))

Độ ẩm tương đối = 100* e/E1

Độ hụt bão hòa = E1 - e

II Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo độ ẩm

2 Phương pháp biến dạng:

Dựa trên nguyên lí về sự biến dạng của vật chất theo độ ẩm không khí

III Ẩm kế

1 Nhiệt-ẩm kế thường

Hình 4.1 Nhiệt-ẩm kế thường được lắp đặt tại

lều khí tượng

a Cấu tạo

Nhiệt-ẩm kế thường là một bộ gồm hai nhiệt

kế thuỷ ngân đồng nhất, nhiệt kế khô và

nhiệt kế ướt

- Bầu nhiệt kế ướt luôn được thấm nước nhờ

một mảnh vải mỏng quấn quanh bầu

- Đầu dưới mảnh vải được nhúng vào một cốc

nước sạch, trên miệng cốc có nắp đậy

- Ở nắp này có một khe và một lỗ thủng tròn để

luồn đầu dưới vải xuống cốc nước

- Khoảng cách từ bầu nhiệt kế ướt tới miệng cốc

nước là 2-3cm

III Ẩm kế

1 Nhiệt-ẩm kế thường

b Nguyên lý hoạt động

dựa trên nguyên lí về sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nhiệt kế thuỷ ngân đồng nhất (nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt);

Hình 4.1 Nhiệt-ẩm kế thường được lắp

đặt tại lều khí tượng

III Ẩm kế

1 Nhiệt-ẩm kế thường

Hình 4.1 Nhiệt-ẩm kế thường được lắp

đặt tại lều khí tượng

c Cách sử dụng

Ở vị trí làm việc, nhiệt-ẩm kế thường được đặt

ở vị trí thẳng đứng trên giá trong lều khí tượng

nhiệt ẩm kế

Độ cao từ mặt đất đến bầu nhiệt kế là 1,5m

Nhiệt kế khô ở phía đông, nhiệt kế ướt ở phía tây

Đọc số chỉ trên các nhiệt kế chính xác tới 0,10C

Phải đọc phần mười của cả hai nhiệt kế đó trước

rồi mới đọc phần nguyên

III Ẩm kế

1 Nhiệt-ẩm kế thường

- Đọc nhiệt độ của nhiệt kế khô chính xác tới 0,10C (phía Đông)

- Đọc nhiệt độ của nhiệt kế ướt chính xác tới 0,10C (phía Tây)

- Phải đọc phần mười của cả hai nhiệt kế đó trước rồi mới đọc phần nguyên

- Dùng trị số trên nhiệt kế khô, nhiệt kế ướt và khí áp mực trạm để tính ẩm độ theo bảng tính của Nga

 ẩm tương đối, điểm sương, áp suất hơi nước, độ hụt bão hòa

c Trình tự quan trắc

IV Ẩm kí

(Dùng để ghi lại sự biến thiên liên tục của độ ẩm tương đối)

1 Cấu tạo

Ẩm kí gồm 3 bộ phận chính: bộ phận cảm

biến, bộ phận truyền và biến đổi tín hiệu

cảm ứng, bộ phận ghi

- Bộ phận cảm biến: gồm một chùm tóc

người (Hình 45) đã tẩy sạch nhờn gồm 35

-40 sợi

Hai đầu chùm tóc được giữ cố định vào

khung (Hình 45) ở phía sau thân máy;

Chùm tóc liên hệ với bộ biến đổi tín hiệu

cảm ứng nhở một móc nhỏ (Hình 45) móc

vào giữa chùm tóc

IV Ẩm kí

1 Cấu tạo

- Bộ phận truyền và biến đổi tín hiệu cảm

ứng: gồm tay đòn lắp vào trục ngang mang

cần cong ;

Đầu tay đòn liên kết với móc nhỏ (Hình 45c)

làm căng chùm tóc;

Đầu cần cong mang một đối trọng (Hình 45c)

Do mô men trọng lực của cần cong và

đối trọng mà cần cong luôn được giữ ở

trạng thái căng Cần này được tựa lưng trên

một cần cong (Hình 45c) ở phía dưới

IV Ẩm kí

Cách bố trí các tay đòn và các cần cong 

Điều đó cho phép sử dụng được giản đồ có độ chia đều nhau mặc dù độ dãn của tóc không đồng đều khi độ ẩm thay đổi

2 Nguyên tắc hoạt động

+ Truyền và khuếch đại được tín hiệu cảm ứng của chùm tóc khi thay đổi độ ẩm

+ Biến đổi được độ nhạy của tóc từ dạng thay đổi về dạng không thay đổi khi độ ẩm biến thiên.

IV Ẩm kí

3 Trình tự quan trắc

Ẩm kí được đặt nằm ngang ở ngăn trên của giá máy tự ghi trong lều khí tượng nhiệt-ẩm kí

Thay giản đồ vào sau kì quan trắc 7 giờ theo trình tự như đối với nhiệt kí

Giá trị nhận được là độ ẩm tương đối, cần căn cứ bằng ẩm độ đo bằng ẩm

kế để hiệu chỉnh giá trị trên giản đồ

IV Ẩm kí

3 Các nguồn sai số

- Sự thay đổi điểm 0: thông thường là tóc bị quá căng do thao tác quá mạnh, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ nhạy chung và độ chính xác của thiết bị;

- Do mỡ nhờn, do độ bụi trong không khí bám vào tóc, làm giảm tính chất hút

ẩm của nó, cũng như thao tác không đúng sẽ làm giảm độ nhạy cũng như độ chính xác;

- Do hiệu ứng của nhiệt độ đối với hệ số trễ: hệ số trễ ở nhiệt độ âm sẽ tăng lên khi nhiệt độ giảm

Tổng Kết

Thiết bị đo độ ẩm

Bản chất độ ẩm không khí Nguyên lý hoạt động của thiết bị

đo độ ẩm

Phương pháp nhiệt-ẩm kế

Phương pháp biến dạng:

Ẩm kế thường

Ẩm kế Asman

Ẩm kế tóc

Ẩm kế màng hữu cơ

Ẩm ký

Cám ơn các bạn đã lắng nghe!