Инспектор Росздравнадзора заходит в склад вакцин аптечной сети и засекает ВИТ-1 на стене: влажность 72 %. На стене за ВИТ — батарея отопления с циркуляцией, в метре от прибора — вентилятор кондиционера. Прибор исправен, пребором в Госреестре СИ, поверен. Но показание на 5–8 % выше реальной влажности на складе — из-за локального перегрева и застоя воздуха у резервуара сухого термометра. С аспиратором (устройство аспирации УА) тот же ВИТ покажет 65 % — это реальная влажность, попадающая в регламент 55–65 %. Отсутствие УА — распространённая, но редко обсуждаемая причина завышения показаний у психрометрических гигрометров. Разберём, когда он нужен, когда нет, и какие модели УА существуют.
Как работает обычный ВИТ и откуда погрешность
Принцип психрометра: два термометра, один обёрнут смоченным батистом, другой сухой. Испарение воды с батиста охлаждает смоченный термометр. Разница показаний сухого и смоченного даёт влажность по таблице ГОСТ Р 8.811-2012.
Ключевое условие корректной работы: скорость движения воздуха у резервуаров термометров ≥ 2 м/с. При этой скорости:
- Испарение с батиста идёт в диффузионно-конвективном режиме, а не в чисто диффузионном
- Тепло от тела смоченного термометра и от помещения не успевает накапливаться вокруг резервуаров
- Атмосфера у термометра постоянно обновляется — измеряется средняя влажность помещения, не локальная зона
У настенного ВИТ-1/ВИТ-2 воздух движется только за счёт естественной конвекции: ~0,1–0,3 м/с. Этого недостаточно. Конкретные последствия:
- Застойная зона у смоченного — слой переувлажнённого воздуха от испарения батиста, локальная влажность здесь выше среднекомнатной → психрометрическая разница меньше → прибор показывает завышенную влажность
- Теплопередача от радиатора, солнца, людей рядом с прибором — локальный нагрев сухого термометра без симметричного нагрева смоченного → показания сухого выше → расчётная влажность искажается
- Сквозняк через форточку — наоборот, переохлаждение батиста → занижение влажности
Результат: показания настенного ВИТ отклоняются от реального среднего по помещению на ±3–8 % в зависимости от локального микроклимата у места установки.
Что такое устройство аспирации УА
Аспиратор — приспособление, создающее принудительный поток воздуха через защитные трубки-стаканчики, в которых размещены термометры. Механически устройство похоже на психрометр Ассмана — классический прибор для полевых и точных измерений.
В комплект с УА входит:
- Корпус-головка с двумя цилиндрическими защитными трубками для термометров
- Вентилятор (механический или электрический) в верхней части головки
- Термометрические каналы — металлические трубки, отражающие тепловое излучение и защищающие от прямого солнца
- Штатив или крепление к стене
Принцип работы: вентилятор создаёт постоянный поток 2,5 м/с через каналы с термометрами. Воздух входит снизу (вокруг резервуаров), проходит вверх, выходит через вентилятор. Термометры продуваются снаружи тонким слоем постоянно обновляемого воздуха — та же схема, что в оригинальном психрометре Ассмана 1887 года.
В российской линейке устройства аспирации — УА в двух основных исполнениях:
| Модель | Привод вентилятора | Применение |
|---|---|---|
| УА механическое | Пружинный заводной механизм | Полевые работы без электроэнергии, метеостанции |
| УА электрическое | Электровентилятор | Стационарные лабораторные установки |
Когда УА нужен обязательно
Метрологические лаборатории, поверочные центры. При поверке других гигрометров (включая ВИТ) эталонный ВИТ устанавливается с аспиратором — иначе нет гарантии, что показания отражают истинную влажность поверочного объёма.
Фармацевтические склады препаратов, чувствительных к влажности. Когда регламент требует 55–65 % или более узкий диапазон — локальное смещение ±5 % уже за пределами допуска, а проверка Росздравнадзора выявит несоответствие.
Аккредитованные лаборатории по ГОСТ ISO/IEC 17025. Измерение влажности — часть области аккредитации. Гигрометр с неопределённостью ±3 % из-за отсутствия аспиратора не проходит требования к метрологической прослеживаемости.
Климатические камеры для испытаний. Внутри камеры работают вентиляторы — воздух движется, но равномерность обтекания термометра ВИТ не гарантирована. УА даёт контролируемые условия обтекания.
Научные исследования в микроклиматологии. Измерения климата у поверхности почвы, в лесном пологу, в помещениях с локальными источниками влаги — УА обязателен для корректных данных.
Метеостанции Росгидромета. В психрометрических будках и на полевых измерениях штатно используется УА либо готовый психрометр Ассмана.
Когда УА не нужен
Бытовое и внутриофисное применение. Общая ориентация по влажности без метрологического веса. Отклонение на 3–5 % не критично.
Склады без регламентированной влажности. Общая сельхозпродукция, бакалея, промтовары — достаточно настенного ВИТ без аспиратора.
Учебные лаборатории. Демонстрация принципа психрометра, студенческие работы.
Инкубатории. В инкубаторе температура регулируется механической вентиляцией — воздух уже движется в нужном диапазоне скоростей, УА избыточен.
Стабильные помещения без локальных источников тепла и влаги. Если у стены с ВИТ нет радиатора, вентилятора кондиционера, двери, прямого солнца, работающего оборудования — настенный режим работы близок к правильному, погрешность в пределах ±2 %.
Альтернатива УА — психрометр Ассмана
Вместо связки «ВИТ + УА» в метрологических применениях часто используется готовый аспирационный психрометр Ассмана. Это компактный переносной прибор:
- Корпус с двумя каналами и встроенным заводным вентилятором
- Два термометра ТМ-4 (ртутные, цена деления 0,2 °C) — см. метеорологические термометры
- Пипетка для смачивания батиста
- Чехол для переноски
В одном изделии объединены функции термометров и аспиратора. Применяется:
- При полевых метеорологических наблюдениях
- На гидрометеостанциях
- В климатологических исследованиях
- На метрологических поверочных выездах
Для стационарного применения в лабораториях ВИТ + УА дешевле и технологичнее; для полевого и мобильного — психрометр Ассмана с ТМ-4.
Методика работы с УА
Монтаж. УА устанавливается в центре контролируемого объёма, в 1,5–2 м от стен, дверей, радиаторов, окон, источников тепла и влаги. Высота — на уровне рабочей зоны (1,2–1,5 м для помещений, 2 м для будок метеостанции).
Смачивание батиста. За 30 минут до замера смоченный термометр ВИТ смачивается дистиллированной водой через пипетку (в аспираторе есть специальный канал для смачивания). Если смочить перед самым замером — температура батиста ещё не стабилизировалась, результат неточный.
Запуск вентилятора. Заводной механизм заводится на 5–10 минут непрерывной работы (1 завод обычно на 15 минут); электрический — включается заранее на 5–10 минут до замера.
Выдержка 5–10 минут после запуска — стабилизация теплообмена, установление равновесных показаний.
Снятие показаний. Сухой термометр и смоченный — быстро, в течение 30 секунд, чтобы не нарушить равновесие. Разница показаний → влажность по психрометрической таблице ГОСТ Р 8.811-2012.
Повторное смачивание. Для следующего замера — новая порция дистиллята на батист и минимум 15–20 минут стабилизации до нового результата.
Типичные ошибки
Работают с УА без его включения. Если вентилятор не работает (не заведён механический, не подано питание электрическому) — УА становится просто защитными трубками для термометров, движения воздуха нет, погрешность как у настенного. Проверка: перед каждым замером убедиться, что вентилятор крутится.
Смачивают батист водой из-под крана. В воде соли, которые остаются на батисте после испарения. Солевой налёт меняет испаряемость батиста, показания плывут. Только дистиллированная вода.
Используют грязный или старый батист. Изношенный батист (выцветший, задубевший, с минеральными отложениями) не обеспечивает нормальной испаряемости. Замена батиста каждые 1–3 месяца в зависимости от интенсивности работы и чистоты воздуха.
Читают таблицу не по ГОСТ Р 8.811-2012. Для ВИТ настенного и для аспирационного режима — разные таблицы. Таблица на корпусе ВИТ рассчитана на скорость воздуха 0,1–0,3 м/с (естественная); при работе с УА (2,5 м/с) психрометрическая поправка другая, результат по обычной таблице заниженный на 2–4 %. Нужна аспирационная психрометрическая таблица, она поставляется с УА или с психрометром Ассмана.
Ставят УА в зоне прямого солнца. Боковые металлические трубки частично отражают излучение, но при длительном прогреве корпус нагревается и передаёт тепло термометрам. УА — в тени или под козырьком.
Оставляют УА включённым между замерами. Вода из батиста высыхает за 20–40 минут; после этого смоченный термометр работает как сухой, и разница стремится к нулю → прибор показывает 100 % влажности. Правильно: запускать УА перед каждым замером, отключать после.
Часто задаваемые вопросы
Чем отличается аспирационная психрометрическая таблица от обычной? Коэффициентами. Формула Магнуса-Теттена с разными значениями психрометрического коэффициента (A) для естественного и принудительного обтекания. Для естественного — A ≈ 0,0008, для аспирационного 2 м/с — A ≈ 0,000662. На практике: при разнице показаний 3,6 °C и температуре 20 °C естественная таблица даёт RH ≈ 67 %, аспирационная — ≈ 70 %. Расхождение 3 %.
Нужен ли УА для ВИТ на складе пищевых продуктов? Если регламент СанПиН прописывает влажность 75–85 % — не обязательно, допустимая погрешность укладывается в допуск. Если 65 ± 5 % (сыровяление, колбасные цеха) — предпочтителен.
Как часто заводить механический УА? 1 завод обычно на 15 минут непрерывной работы. Для одного замера (10 минут на выдержку + запись) — одного завода достаточно.
Можно ли УА приспособить к любому гигрометру? Конструктивно — к любому настенному ВИТ (при совместимости размеров трубок). По метрологии — только к гигрометрам, для которых есть аттестованная аспирационная психрометрическая таблица. Для обычных ВИТ-1 и ВИТ-2 с таблицей ГОСТ Р 8.811 такая поверка существует.
УА — средство измерений? Нет, УА — вспомогательное устройство, само по себе не измеряет. Средством измерений является гигрометр (ВИТ), с которым работает аспиратор. Отдельно УА поверке не подлежит; при поверке гигрометра с аспиратором проверяется их совместная работа.
Сколько служит заводной механизм в механическом УА? 5–10 лет при умеренной эксплуатации. Основной риск — пружина. При выходе из строя ремонт в специализированной мастерской либо замена на электрическое исполнение.
Заказ и доставка
Гигрометры ВИТ-1 и ВИТ-2 с поверкой и устройства аспирации УА к ним — в каталоге гигрометров Стимула. Продукция клинских заводов, Госреестр СИ 95066-25 (ВИТ), свидетельство из ФГИС «Аршин» при заказе с поверкой. Для метеостанций и полевых работ — готовые психрометры Ассмана с термометрами ТМ-4 (см. метеорологические термометры). Стимул поставляет метрологическое оборудование с 2004 года, безналичный расчёт со счётом на юрлицо и ИП. Для Урала, Сибири и Дальнего Востока доставка из Екатеринбурга обходится дешевле и быстрее, чем из Москвы.
