Измерения температуры воздуха. Для измерения температуры воздуха используют обычные, максимальные, минимальные, парные и электрические термометры и термографы.

Обычным термометром (ртутным или спиртовым) определяют температуру воздуха только в данный момент времени. Шкалы этих термометров имеют деления 0,2; 0,5; 1. При измерении в каждой снимают два показания с интервалом 5...7 минут, которые должны быть одинаковыми. Прибор следует держать за верхнюю часть на максимально возможном отдалении от себя.

Максимальный термометр (медицинский) служит для установления наивысшей температуры за весь период наблюдения. В термометре есть сужение капилляра вместе соединения его с резервуаром, за счет чего ртутный столбик фиксируется в достигнутой точке, не опускаясь. Для проведения дальнейших измерений термометр необходимо сильно встряхнуть, чтобы протолкнуть ртуть из капилляра к соединению ее с ртутью в резервуаре.

Минимальный термометр используют для установления наиболее низкой температуры в помещении между промежутками наблюдения. Внутри капилляра есть стеклянный штифтик, который свободно двигается, он и фиксирует минимальную температуру. Для проведения следующих измерений термометр следует слегка поднять резервуаром вверх, чтобы штифтик дошел к поверхности столбика спирта, и положить его горизонтально.

Парный термометр используют для измерения истинной; температуры в помещениях, которые имеют источники значительных тепловых излучений (сушильные, котельные, кузнечные цеха). При измерениях температуры в таких помещениях показания термометров описанных типов не могут отвечать истинной температуре воздуха, поскольку они показывают только температуру поверхности самого термометра, который нагревается тепловым излучением.

Парный термометр состоит из двух термометров, в одном из которых резервуар посеребрен, а у другого зачернен. Поэтому один отбивает основную часть лучевого тепла, а другой поглощает. Действительная температура воздуха (°С) определяется по формуле:

Tд = t_ч - k·(t_ч – t_с),(2.2.1)

где t_ч - показания зачерненного термометра;

t_с – показания посеребренного термометра;

к - константа данного прибора.

Электрические термометры по принципу действия разделяют на два типа: термометры сопротивления и термоэлектрические. Строение, первых базируется на использовании свойства металлов изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Действие термоэлектрических термометров базируется на различии потенциалов между двумя соприкасающимися разнородными материалами.

Термограф - самопишущий прибор для беспрерывной регистрации изменения температуры воздуха. Приемочная часть прибора выполнена в виде биметаллической пластины с двух полосок разнородных металлов, которые имеют разные коэффициенты расширения. Один из концов у приемочной части термографа закрепляется неподвижно, а второй - свободный, перемещается при деформациях, связанных с изменением температуры.

Через систему рычагов эти перемещения передаются в увеличенном масштабе перу, что касается бумажной ленты, закрепленной на барабане. Барабан оборачивается с помощью временного механизма со скоростью один оборот за сутки или один оборот за неделю, в результате чего на ленте фиксируется беспрерывная запись изменения температуры.

Интенсивность теплового излучения измеряется актинометром. В кузнечных, литейных, термических, сварочных цехах следует учитывать интенсивность теплового излучения, чтобы человек не получил ожогов. Допускается 0,4-0,8 кал/(мин·см²). При таком напряжении лучевой энергии можно работать продолжительное время, а при 0,8-1,5 кал/(мин·см²) - только до 5 мин.

Измерения влажности воздуха. В воздухе всегда находится некоторое количество влаги в виде водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. В производственных условиях для характеристики состояния воздушной среды используют фактор относительной влажности.

Относительная влажность ( В) - это отношения абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах:

В = А/В₀ 100%,(2.2.2)

где. А - абсолютная влажность, мм рт.ст.;

В₀ - максимальная влажность, или упругость насыщенного пара при температуре "сухого" термометра, мм рт.ст.

Абсолютная влажность (А) - упругость водяного пара - на момент исследования, выраженная в миллиметрах ртутного столба, или весовое количество водяного пара, который находится в 1 м³ воздух на момент исследования, выраженное в граммах.

Абсолютную влажность за психрометром Августа определяют по формуле:

А = В'- k·(t_с – t_в) ·Р, (2.2.3)

где В' - упругость насыщенного пара при температуре "влажного" термометра, мм рт.ст. ;

k - психрометрический коэффициент, который зависит от скорости движения воздух возле прибора (табл.2.2.1);

Р - атмосферное давление по барометру, мм рт.ст.

t_с, t_в - соответственно показания “сухого” и “влажного” термометров по психрометру, °С.

Максимальная влажность (В₀) - упругость (мм рт.ст.), или вес водяных паров, которые могут раствориться в 1 м³ воздуха при данной температуре и атмосферном давлении.

Для приближенного вычисления относительной влажности можно использовать психрометрическую таблицу на психрометре Августа. Она составлена для измерения скорости движения воздух 0,2 м/с при барометрическом давлении 755 мм рт.ст.

В сравнении с психрометром Августа психрометр Ассмана обеспечивает высшую точность измерений за счет создания постоянного воздушного потока вокруг резервуаров двух термометров. В этом приборе резервуары обоих термометров размещены в двойных трубках, которые представляют собой разветвления одной длинной трубки. В верхней ее части установлен вентилятор, который всасывает воздух с постоянной скоростью 2 м/с, что создает вокруг резервуаров стандартный воздушный поток.

Таблица 2.2.1

Значения психрометричного коэффициента k в зависимости от скорости движения воздушного потока

П р и м е ч а н и е. В закрытых помещениях при скорости воздушного потока меньше 0,14 коэффициент " k " принимается равным 0,001.

Перед проведением измерений с помощью пипетки смачивают водой батистовую прокладку на "влажном" термометре. Через 4-5 мин. после запуска вентилятора снимают показания термометров. Благодаря потоку воздуха и увлажненной прокладке, термометры будут показывать разную температуру. Используя эти данные, можно определить относительную влажность за специальными таблицами, психрометрическими графиками, номограммами, а также расчетным способом. Сначала определяют абсолютную влажность по формуле

А = В'- 0,5·(tс - tв) ·Р/755,(2.2.4)

где 0,5 - постоянный психрометрический коэффициент;

755 - среднее барометрическое давление, мм рт.ст.

Зная абсолютную и максимальную влажность, определяют относительную влажность.

Для измерения влажности рядом с психрометрами используют гигрометры волосяные и пленочные типа ГМВ -І и гигрографы М-2І, М-21А.

Измерение скорости движения воздуха.В помещениях со сквозными воздушными потоками необходимо контролировать скорость движения воздуха, так как перемещения воздуха свыше 0,2 - 0,5 м/с может привести к переохлаждению тела человека, а соответственно, и к простудным заболеваниям.

Рис. 2.2.1. Приборы для измерения параметров микроклимата

а — термограф: 1.— барабан; 2 —указатель; 3 — пластина биметаллическая;

б — психрометр Августа: 1 — «сухой» термометр; 2 — «влажный»

термометр; 3 — марля; 4 — кювет с водой;

в — аспирационный психрометр;

г — чашечный анемометр

Для измерения скорости движения воздуха используют кататермометры и анемометры разных конструкций.

Кататермометры используют для измерения малых скоростей движения воздуха от 0,04 до 2 м/с. Этот прибор представляет собой видоизмененный спиртовый термометр, капилляр которого вверху расширенный, а снизу имеет шаровой или цилиндрический резервуар, отсюда и название - шаровой и цилиндрический кататермометры.

Для измерения скорости от 0,3 до 5 м/с используют крильчатый анемометр АСО-3, а от 1 до 20 м/с - чашечный анемометр типа МС-13.

Принцип действия крильчатого и чашечного анемометров одинаковый. Перед измерением скорости движения воздуха записывают начальные показания счетчика (n₁) по всех трех шкалам. Потом крыльчатка анемометра устанавливается в рабочей зоне навстречу воздушному потоку. Через І0-20 с, после того как крыльчатка начнет оборачиваться с постоянной скоростью, включают счетчик прибора и секундомер. Время каждого измерения - 100 с, после чего его показания (n₂) записывают. Путем деления разницы конечного и. начального показаний счетчика (n₂ – n₁) на время исследования определяют число делений, которые приходятся на одну секунду.

Скорость движения воздуха определяют по графику, который входит в комплект прибора. На вертикальной шкале находят точку, которая отвечает числу делений в секунду. От нее проводят горизонтальную к сечению с линией графика и из точки сечения опускают вертикальную линию на ось, где указана скорость движения воздух (м/с).

В настоящее время все более широкое применение получают электронные анемометры, которые позволяют быстро и точно определять скорость ветра в широком диапазоне. Это такие приборы, как ЕА 3000, ЕА 3050 и другие.

Ручной анемометр ЕА3000 (рис.2.2.2)служит для определения скорости ветра как в помещении так снаружи.

Рис. 2.2.2 Ручной электронный анемометр ЕА3000.

Техническая характеристика:

Диапазон измерения скорости ветра: минимум 0.2 м/сек

максимум 30 м/сек

Точность измерения: ±5% или ± 0.2 м/сек

Единицы измерения: м/сек, км/час, миль/час, узлы

Источник питания: одна батарейка (СR2032) 3V

Срок жизни батарейки: около 12 месяцев.

Габариты (длина ширина высота): 39x17x98 мм

Влагозащитное исполнение.

Функциональные кнопки: В анемометре используются следующие кнопки:

Кнопка 1 Включение/выключение Вход в режим настройки : Включение подсветки.

Кнопка 2: Изменение параметров в режиме настройки, включение подсветки.

Анемометр автоматически выключается, если в течение 34 минут не нажимается ни одна з кнопок.

Настройка величины измерения. 1. После входа в режим ручной настройки нажимайте кнопку 2 для выбора величины намерения: км/ч, мили/ч, м/сек или узлы. 2. Для подтверждения выбора и возвращения в обычный режим нажмите кнопку 2.

Таблица 2.2.2.

Оптимальные величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.

Постоянное рабочее место – место, на котором рабочий проводит более 50% рабочего времени или более 2-х часов беспрерывно. Если при этом, работа выполняется в разных пунктах рабочей зоны, то вся зона считается постоянным рабочим местом.

Непостоянное рабочее место – место, на котором рабочий проводит менее 50% рабочего времени или меньше 2-х часов непрерывно.

Различают теплый и холодный периоды года.

Теплый период года – период года, который характеризуется среднесуточной температурой внешней среды выше +10 ⁰С. Холодный период года – период года, который характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха, которая равняются +10 ⁰С и ниже. Среднесуточная температура наружного воздуха – средняя величина наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается согласно данных метеорологической службы.

Категория работ – разграничение работ по тяжести на основании общих энергозатрат организма:

Легкие физические работы (категория I) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии равен 105-140 Вт (90-120 Ккал/ч) – категория I-а и

141-175 Вт (121-150 Ккал/ч) - категория I-б. К категории I-б и категории I-а принадлежат работы, которые выполняются сидя, стоя или связанные с хождением, и сопровождаются некоторым физическим напряжением.

Физические работы средней тяжести (категория II) охватывают виды деятельности, при которых затраты энергии составляют 176-132 Вт (151-200 Ккал/ч) - категория II-а и 233-290 Вт (201-250 Ккал/ч) – категория II-б. К категории II-а принадлежат работы, связанные с хождением, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя, и требующие определенного физического напряжения. К категории II-б принадлежат работы, которые выполняются стоя, связанные с хождением, перемещением (до 10 кг) грузов и сопровождаются умеренным физическим напряжением.

Таблица 2.2.3