乾濕表

又稱“乾濕球溫度表”,由一支幹球溫度表和一支濕球溫度表組成,用來測定相對濕度的一種儀器。

基本介紹

  • 中文名:乾濕表
  • 外文名:psychrometer
  • 相關術語:乾濕球溫度表
  • 學科分支:大氣探測學
描述,種類,測濕原理,測濕誤差,

描述

空氣濕度是表示大氣中水汽含量多少的物理量。這裡指的水汽含量,是氣態的水,而不是液態的水。不含有水汽的空氣稱為乾空氣,含有水汽的空氣稱為濕空氣。即濕空氣是由乾空氣和水汽組成的。濕空氣水汽含量的多少,可用相對濕度來表示。而乾濕表正是用來測量相對濕度的儀器。
乾濕表由兩支同樣的溫度表組成,其中一支的感應部分不包紗布,稱幹球溫度表,其示度即空氣溫度;另一支的感應部分包著浸透純水或已結凍的紗布,稱濕球溫度表,因濕球紗布上水分蒸發耗熱,前者示度在未飽和空氣里總是高於後者。根據兩者的差值利用氣象專用表查出絕對濕度。
乾濕表安放在空氣自由流通的百葉箱內,或用人工通風方法使空氣自由流動,後者如通風乾濕球溫度表或叫阿斯曼通風乾濕表以及手搖乾濕球溫度表,這些乾濕表在野外工作中經常使用。

種類

(1)百葉箱自然通風乾濕表
百葉箱自然通風乾濕表是一種最常見、最簡單的乾濕表。兩支結構和性能完全相同的溫度表分別安裝在百葉箱內固定的支架上,其中一隻球部包有紗布,下端有一水杯,水杯中裝有蒸餾水,紗布的下端浸在水杯中,依靠毛細作用,使紗布經常保持濕潤。如圖1所示。
乾濕表
圖1 百葉箱自然通風乾濕表
(2)百葉箱人工通風乾濕表
百葉箱人工通風乾濕表的基本結構與百葉箱自然通風乾濕表相同,只是對幹球溫度表和濕球溫度表的球部均採取了強制通風結構,可在濕球附近維持3.5米/秒的固定通風速度,測量準確度較百葉箱自然通風乾濕表高。如圖2所示。
乾濕表
圖2 百葉箱人工通風乾濕表
(3)阿斯曼通風乾濕表
阿斯曼通風乾濕表是一種適宜於野外觀測的乾濕表,採用機械或電動方式通風,通風速度達到2.5米/秒,還配有防輻射裝置,測濕準確度較高。通風裝置由通風器和三通管組成。當風扇轉動時,空氣經保護管的下部吸入,環繞著溫度表的球部向上流動,經三通管從通風器的風扇視窗排出。如圖3和圖4所示。
乾濕表
圖3 阿斯曼通風乾濕表
乾濕表
圖4 乾濕表護筒和通風道
(4)手搖乾濕表
手搖乾濕表也是一種適合野外觀測的乾濕表,通過人工搖動手把,使其旋轉,在球部附近也可維持一定的通風速度,當旋轉速度達到每分鐘150周時,通風速度可達到2米/秒。如圖5所示。
乾濕表
圖5 手搖乾濕表
(5)WMO標準乾濕表
WMO推薦的標準通風乾濕表採用鉑電阻作為溫度表,並且採用橫向通風結構,將棒狀鉑電阻橫放在通風道中,通風道採用喇叭形入口、短風洞結構,氣流對著感溫元件的側面吹來。相對濕度測量準確度可達到±2%。如圖6和圖7所示。
乾濕表
圖6 WMO標準乾濕表
乾濕表
圖7 WMO標準乾濕表的感測器

測濕原理

不同類型的乾濕表,雖然形式不同,但測濕原理均相同。
如果濕球表面的溫度與空氣的濕度相等,且空氣未飽和,顯然,濕球表面的水汽密度要比周圍空氣中的水汽密度大,就有水汽從濕球表面向周圍空氣蒸發,以保持濕球表面處於飽和狀態,但是,蒸發需要熱量,從而引起濕球表面降溫。濕球表面降溫後,一方面減小了濕球表面的飽和水汽壓,即減小了濕球表面的水汽密度,使得水汽擴散減慢;另一方面,在周圍空氣與濕球表面之間產生了溫度梯度,造成熱量從周圍空氣向濕球表面傳導,來補充蒸發消耗的熱量,最後蒸發需要的熱量與從空氣傳導的熱量達到熱平衡,蒸發停止,濕球表面的降溫也就停止。濕球表面降溫的程度,與周圍空氣的濕度有關,若空氣飽和,濕球表面就不會降溫,濕球溫度與幹球溫度相等。

測濕誤差

(1)特點
①乾濕球溫度差與乾濕表係數的誤差是影響相對濕度的主要因子。
②乾濕表測濕誤差引起的測濕誤差,隨著氣溫的降低而增大,氣溫越低,引起的相對濕度誤差越大。
③乾濕表係數相對誤差在±1.5%以內時,所引起的測濕誤差較小,但如果超過±15%,則引起的測濕誤差就較大。
(2)人為測濕誤差
①濕球紗布包紮不當;②濕球表面污染;③濕球加水不當;④融冰時機選擇不當;⑤觀測時機不當。

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