《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》 教案 3-9常見的干濕球溫度計(jì)

常見的干濕球溫度計(jì)機(jī)械通風(fēng)干濕球溫度計(jì)機(jī)械通風(fēng)干濕球溫度計(jì)是結(jié)構(gòu)最簡單的干濕球溫度計(jì)，它由兩支相同的普通溫度計(jì)（一般選用水銀溫度計(jì)）以及一支機(jī)械通風(fēng)裝置組成（圖1）。一支溫度計(jì)用于測定空氣干球溫度，為干球溫度計(jì)；另一支在球部用蒸餾水浸濕的紗布包住，用于測定空氣濕球溫度，為濕球溫度計(jì)。兩根溫度計(jì)都垂直安裝在機(jī)械通風(fēng)裝置下部，當(dāng)轉(zhuǎn)動機(jī)械通風(fēng)裝置發(fā)條后，內(nèi)部葉片轉(zhuǎn)動，帶動空氣氣流從溫度計(jì)底部通過，濕球溫度計(jì)溫包上包裹的潮濕紗布，其中的水分與空氣接觸時(shí)產(chǎn)生熱濕交換。圖1機(jī)械通風(fēng)干濕球溫度計(jì)機(jī)械通風(fēng)干濕球溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷，價(jià)格實(shí)惠，但不具備數(shù)據(jù)直接顯示和儲存功能。測試前需要借助滴管手動用蒸餾水充分浸透濕球溫度計(jì)球體上的紗布，并保證測試期間紗布充分濕透。在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)保持視線與液柱水平，減小讀數(shù)誤差。此外周圍空氣流速的變化，或存在熱輻射時(shí)都會對測定結(jié)果產(chǎn)生較大影響。一般要求通風(fēng)器開動后濕球溫度計(jì)球部周圍的通風(fēng)速度在第4min末不小于2.5m/s；在第六分鐘末速度不小于2.2m/s；第六分鐘末，每分鐘通風(fēng)速度的變化量不應(yīng)大于0.2m/s；在使用和校驗(yàn)方面，其讀數(shù)、校驗(yàn)與玻璃液體溫度計(jì)相同。普通干濕球濕度傳感器普通干濕球濕度傳感器的構(gòu)造如圖2所示。它由兩支相同的微型套管式熱電阻、微型軸流風(fēng)機(jī)和塑料水杯等組成。一支熱電阻上包有潮濕紗布作為濕球溫度計(jì)，另一支熱電阻為干球溫度計(jì)，兩者都垂直安裝在濕度傳感器的中間，并正對側(cè)面空氣入口。傳感器的頂部有一個(gè)微型軸流通風(fēng)機(jī)，以便在熱電阻周圍形成一股恒定風(fēng)速的氣流，此恒定氣流的速度一般為2.5m/s以上。因?yàn)楦蓾袂驖穸扔?jì)在測定相對濕度時(shí)，受周圍空氣流動速度的影響，風(fēng)速在2.5m/s以上時(shí)影響較小，因此干濕球濕度傳感器增加了電動通風(fēng)裝置，可以減小空氣流速對測量的影響。同時(shí)，也由于在熱電阻周圍加大了氣流速度，使熱濕交換速度加快，因而減小了儀表的時(shí)間常數(shù)。當(dāng)測量空氣濕度時(shí)，把電源接通、軸流風(fēng)機(jī)啟動，空氣從圓形吸入口進(jìn)入濕度傳感器、通過干、濕球熱電阻周圍后、被軸流通風(fēng)機(jī)排出。當(dāng)濕球熱電阻表面水分蒸發(fā)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，干、濕球熱電阻同時(shí)發(fā)送出相對于干濕球溫度的電阻信號，將該信號輸入空氣相對濕度顯示儀表或控制系統(tǒng)，就可進(jìn)行空氣相對濕度的遠(yuǎn)距離測量或控制。圖2干濕球濕度傳感器1—軸流通風(fēng)機(jī)；2—紗布熱電阻；3—紗布；4—水杯；5—接線端電動干濕球濕度計(jì)電動干濕球濕度計(jì)電路原理如圖3所示，它由干濕球溫度傳感器、干球溫度測量橋路與濕球溫度測量橋路連接成的復(fù)合電橋、補(bǔ)償可變電阻、檢流計(jì)等組成。兩個(gè)熱電阻Rw和Rs分別測量干球和濕球溫度，它們作為電橋的橋臂電阻分別接在兩個(gè)直流電橋上。兩電橋的輸出端通過補(bǔ)償可變電阻反向串聯(lián)。復(fù)合電橋輸出兩點(diǎn)間的電位差將取決于Rw和Rs的溫度差,也就是取決于被測空氣的相對濕度。從圖3中可以看出，左側(cè)干球溫度測量橋路的輸出電位差UCE為干球溫度T的函數(shù)，而右側(cè)濕球橋路輸出的電位差UAB為濕球溫度的函數(shù)，左、右兩測量橋路通過檢流計(jì)及補(bǔ)償可變電阻R相接。在R的動觸點(diǎn)D位置一定時(shí)、若左、右橋路處于不平衡狀態(tài)（即UAB≠UCE），則有電流I通過檢測計(jì)。當(dāng)移動時(shí)變電阻R滑動觸點(diǎn)D的位置使左、右橋路處于平衡補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，檢流計(jì)中就沒有電流通過，因此補(bǔ)償電路平衡時(shí)的可變電阻R對應(yīng)的D點(diǎn)位置反映了干濕球電橋輸出的電壓差，即D點(diǎn)位置是干、濕球溫度T與Ts的函數(shù)，D點(diǎn)位置反映了相對濕度，根據(jù)計(jì)算和標(biāo)定，可在R上標(biāo)出相對濕度值。如果用熱電偶作測溫傳感器，只需把兩支熱電偶反接，其電勢差值經(jīng)換算后，就可在顯示儀表上指示出所測