Jste zde

Státní etalon vlhkosti vzduchu za atmosférického tlaku

Název etalonu: Státní etalon vlhkosti vzduchu za atmosférického tlaku

Označení: ECM 341-1/15-060

Pracoviště: odd. 6036 ČMI OI Brno

Garant: Ing. Jan Otych

MódRozsahNejistota (k = 2)
Rosný bod/bod ojínění20 °C až -50 °C (0,14 až 0,30) °C

V současné době nemá Česká republika státní etalon vlhkosti. Návaznost je zajišťována každoročně v PTB na primární etalon SRN. Státní etalon založený na generování teploty rosného bodu umožňuje realizaci jednotky vlhkosti nezávislou na ostatních institutech. Vzhledem k tomu, že generování a měření teploty je možné realizovat s vysokou přesností a stabilitou, je jednotka vlhkosti realizována s velmi malou nejistotou.

Státní etalon vlhkosti – teploty rosného bodu je tvořen saturátorem, kryostatickou lázní, vzduchovou pumpou a kondenzačním rosnobodovým  vlhkoměrem, toto vše je spojeno sériově nerezovým potrubím do uzavřeného okruhu. Saturátor je ponořen do kryostatu, ve kterém je generována požadovaná teplota rosného bodu. Pro měření teploty rosného bodu je použit odporový teploměr ve spojení s teplotním mostem.

Saturátor je tvořen nerezovou tlustostěnnou válcovou nádobou, do které je vsazen vnitřní díl ve tvaru šroubovice. Na víku saturátoru je přivařena chladicí cívka, sloužící k předchlazení vzorku vzduchu. Vzduchová pumpa zajišťuje cirkulaci vzduchu, který je sycený na takovou vlhkost, která odpovídá požadované teplotě rosného bodu.

Kondenzační rosnobodový vlhkoměr slouží ke kontrolnímu měření teploty rosného bodu.

Odporový teploměr slouží k přesnému měření teploty rosného bodu. Sestává z etalonového odporového snímače a z odporového střídavého teplotního mostu.

Standardní nejistota uchování jednotky teploty rosného bodu je (0,14 až 0,3) °C pro teploty v rozsahu (-50 až 20) °C.

Definice:

Teplota rosného bodu tdp je teplota, při které je obsah vodních par ve vzduchu ve stavu nasycení. Stav zrcátka (stav kondenzátu) – rosný bod nebo bod ojínění by měl být uniformní a jednofázový.

T

...........….

teplota v Kelvinech [K],

t

...........….

teplota ve stupních Celsia [°C],

tp

...........….

teplota vzduchu,

pw(T)

 

tlak nasycených par nad vodou při teplotě T [Pa],

pi (T )

...........….

tlak nasycených par nad ledem při teplotě T [Pa]

tdp

...........….

teplota rosného bodu indikovaná kalibrovaným přístrojem [°C],

tref

...........….

referenční teplota teplota, teplota referenčního saturátoru [°C].

Při vlhkostních výpočtech je základem vztah mezi parciálním tlakem nasycených par pw nebo pi a teplotou. Je-li teplota vyjádřena v Kelvinech (v návaznosti na teplotní stupnici ITS 90) a vypočítaný parciální tlak je vyjádřen v Pascalech, mají tyto rovnice následující tvary):

(pro vodu)

ln pw(T) = – 6096,9385·T -1 + 21,2409642 – 2,711193·10-2·T + 1,673952·10-5·T 2 + 2,433502·lnT,         

(pro led)

ln pi(T) = – 6024,5282·T -1 + 29,32707 + 1,0613868·10-2·T – 1,3198825·10-5·T 2  –0,49382577·lnT,      

kde rozšířené nejistoty vztahující se k výpočtům z těchto rovnic jsou vyhodnoceny s pravděpodobností 0,95 pro:

  • pod 0,01 % z hodnoty vypočítané pro vodu v rozsahu (0 ÷ 100) °C,
  • pod 0,6 % z hodnoty vypočítané pro přechlazenou vodu v rozsahu (–50 ÷ 0) °C,
  • pod 1,0 %  pro led v rozsahu (–100 až 0) °C.

V současné době probíhají měření pro zjištění vlastností celého zařízení.

Obrázková galerie: