空氣理化檢驗(yàn)-電子教材:第三章 氣象參數(shù)的測定

第三章  氣象參數(shù)的測定

第一節(jié)  概述

氣象參數(shù)（meteorologicalparameter)屬于自然環(huán)境的物理因素，是描述空氣物理性狀和特征的重要指標(biāo)。它包括氣溫、氣濕、氣流和氣壓等。

氣象參數(shù)具有重要的衛(wèi)生學(xué)意義，與人體健康密切相關(guān)。氣象參數(shù)的劇烈變化可引起多種疾�。贿m時測定氣象參數(shù)有利于指導(dǎo)人們采取措施，預(yù)防疾病的發(fā)生。

在空氣理化檢驗(yàn)工作中，氣溫、氣壓對采樣體積的影響很大，采樣時必須測定氣溫、氣壓等氣象參數(shù)。氣流對空氣污染情況的影響非常大，煙霧強(qiáng)度系數(shù)就是用來評價(jià)氣流對污染源周圍區(qū)域環(huán)境受污染程度的指標(biāo)。氣流對空氣理化檢驗(yàn)的結(jié)果也有很大影響。空氣流動緩慢時，污染物擴(kuò)散慢，被空氣稀釋的程度小，檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)值大，污染嚴(yán)重；空氣流動較快時，檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)值小，有時甚至檢測不出污染物。因此，空氣理化檢驗(yàn)工作中有時還必須測定氣流，了解空氣流動對污染物的稀釋、擴(kuò)散程度，對檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充說明。

一、測定地點(diǎn)的選擇

地理位置不同，氣象參數(shù)可能不同。尤其在一些工作環(huán)境、生活環(huán)境中，不同地點(diǎn)的氣象參數(shù)差異可能很大。

進(jìn)行空氣污染監(jiān)測時，應(yīng)選擇采樣點(diǎn)為氣象參數(shù)的測定地點(diǎn)。單獨(dú)測定工作環(huán)境的氣象參數(shù)時，必須根據(jù)生產(chǎn)過程、熱源分布、工作場所和建筑物的特征等實(shí)際情況確定測定地點(diǎn)。為了應(yīng)用現(xiàn)場氣象參數(shù)和衛(wèi)生檢驗(yàn)結(jié)果共同說明現(xiàn)場衛(wèi)生條件情況時，常選擇工人經(jīng)�；顒拥膱鏊�（如休息場所和生產(chǎn)崗位)測定氣象參數(shù)；測定點(diǎn)的高度與人的呼吸帶相近，1.5 m高左右。當(dāng)現(xiàn)場有熱源存在時，應(yīng)在不同高度、不同方位分別測定熱輻射強(qiáng)度。

二、測定時間的選擇

空氣理化檢驗(yàn)工作中，采樣時間就是氣象參數(shù)的測定時間。單獨(dú)測定工作環(huán)境中的氣象參數(shù)時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)周期、勞動特點(diǎn)和測定目的選擇測定時間。

調(diào)查工作環(huán)境氣象參數(shù)對人體的影響時，應(yīng)該在不同的季節(jié)測定室內(nèi)外的氣象參數(shù)。對環(huán)境氣象參數(shù)變化小的工作場所，可以選擇在冬夏兩季進(jìn)行測定，變化大的則應(yīng)在不同的季節(jié)測定工作場所的氣象參數(shù)。如果是專門調(diào)查炎熱季節(jié)中高溫對人體的影響，則只選擇在夏季進(jìn)行測定；每次測定3～6天，選擇的測定日期要有代表性。測定中，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)律、生產(chǎn)特點(diǎn)確定每天氣象參數(shù)的測定時間和測定次數(shù)。生產(chǎn)過程中工作場所的氣象參數(shù)變化不大時，可選擇每個班次開始時測定一次，中間測定兩次，下班時測定一次。有些工作場所的生產(chǎn)過程呈現(xiàn)周期性變化，氣象參數(shù)變化較大，則應(yīng)按照生產(chǎn)過程的規(guī)律，在一個工作班次中選擇典型時間進(jìn)行多次測定。條件許可時，可對現(xiàn)場所需氣象參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測；或每天在生產(chǎn)的全過程中每小時測定一次，動態(tài)監(jiān)測工作環(huán)境氣象參數(shù)的變化規(guī)律。

第二節(jié)  氣溫的測定

一、氣溫

溫度是表示物體冷熱程度的物理量，空氣的溫度稱為氣溫（air temperature)，一般是指距離地面1.5 m左右，處于通風(fēng)、防輻射條件下用溫度計(jì)測得的溫度。

氣溫具有重要的衛(wèi)生學(xué)意義。它是影響體溫調(diào)節(jié)的一個主要環(huán)境因素。15.6～21℃是人體感覺最舒適的溫度區(qū)段，最適宜于人們的生活和工作；20℃左右，人的體力消耗最小，工作效率最高，是最佳的工作環(huán)境溫度。氣溫過高、過低都不利于人體健康。

在空氣理化檢驗(yàn)工作中，測定氣溫還有兩個方面的作用，其中最常用的作用是用于換算采樣體積，即通過測定采樣點(diǎn)的氣溫，把現(xiàn)場溫度下的采樣體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，將空氣污染物的測定結(jié)果換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的結(jié)果，使測定結(jié)果具有可比性。測定氣溫的另一個作用是了解氣溫變化與空氣污染程度的關(guān)系，有利于指導(dǎo)選擇采樣時間，有利于對某些測定結(jié)果加以補(bǔ)充說明。根據(jù)氣溫對空氣污染物擴(kuò)散情況的影響，人們將空氣分為不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定三種狀態(tài)。高空氣溫顯著低于地面氣溫時，地面熱空氣迅速上升，上層冷空氣下降，形成對流，這時空氣不穩(wěn)定，對流作用不斷地把污染物帶入較高的上空混合稀釋。當(dāng)?shù)孛鏆鉁氐陀诟呖諝鉁貢r，將產(chǎn)生氣溫逆增，此時空氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，污染物不能上升，難以擴(kuò)散，地面空氣中污染物濃度將顯著增高。

氣溫的季節(jié)性變化、日內(nèi)變化對空氣的污染程度也有明顯的影響。冬季地面氣溫低，空氣污染嚴(yán)重。一日之內(nèi)早晚氣溫低，污染物濃度增高，而中午和下午氣溫相對較高，污染較輕。另外，中午和下午太陽輻射強(qiáng)度最強(qiáng)，空氣的光化學(xué)煙霧污染也最嚴(yán)重。

二、氣溫的測定方法

（一)玻璃液體溫度計(jì)法

1．儀器及原理　常用的玻璃液體溫度計(jì)有水銀溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)，它們由球部（溫包)和玻璃細(xì)管組成。溫度計(jì)的球部是一玻璃薄壁，內(nèi)裝水銀或乙醇；玻璃細(xì)管是一根內(nèi)空的玻璃管，與球部連通，形成一個封閉的空間。氣溫變化時，玻璃、液體都因熱脹冷縮，體積改變，由于水銀、乙醇液體的膨脹系數(shù)比玻璃的大，因此，當(dāng)氣溫變化時，玻璃細(xì)管內(nèi)的液柱高度隨之變化。

單純測定氣溫時，通常選用水銀溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)。水銀比熱小，導(dǎo)熱系數(shù)大，沸點(diǎn)高，對玻璃沒有濕潤作用，因此，水銀溫度計(jì)的測定范圍大（-35～350℃)，結(jié)果準(zhǔn)確。但是，由于水銀凝固點(diǎn)高，不能測定更低的溫度；水銀熱脹系數(shù)小，影響了水銀溫度計(jì)的靈敏度。乙醇凝固點(diǎn)低，沸點(diǎn)低，因此，酒精溫度計(jì)可以測定較低的溫度，但不能測定太高的溫度，測定范圍�。�-100～75℃)。0 ℃以上時乙醇膨脹不均勻，測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

本章第四節(jié)介紹了三種溫濕度計(jì)，它們也是玻璃液體溫度計(jì)。同時測定氣溫、氣濕時通常使用溫濕度計(jì)。

2．測定方法　選擇適當(dāng)?shù)臏y定地點(diǎn)，將溫度計(jì)垂直懸掛于1.5 m高處測定氣溫。在室內(nèi)，測定氣溫的地點(diǎn)應(yīng)無熱輻射、不靠近發(fā)熱設(shè)備和通風(fēng)裝置、不接觸冷的物體；在室外，測定氣溫的地點(diǎn)要平坦、自然通風(fēng)、大氣穩(wěn)定度好。

測定5～10 min后讀數(shù)。讀數(shù)時應(yīng)暫停呼吸，迅速讀數(shù)，先讀小數(shù)，后讀整數(shù)。視線與液柱上端平行，水銀溫度計(jì)讀取凸出彎月面最高點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)字，酒精溫度計(jì)則讀取凹月面最低點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)字。

（二)數(shù)顯式溫度計(jì)法

1．儀器及原理　數(shù)顯示溫度計(jì)采用PN結(jié)、熱敏電阻、熱電偶、鉑電阻等溫度傳感器作為感溫部件，將溫度變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換后，在顯示器上直接顯示溫度數(shù)值，方便讀取。一般可測定-40～90℃范圍的氣溫。

2．測定方法  插好儀器感溫傳感器，將傳感器頭部置于測定地點(diǎn)。開啟儀器測定；顯示器讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取溫度值。為了排除熱輻射、冷的表面等因素的影響，應(yīng)在感溫元件外部放置一個金屬罩。

數(shù)顯示溫度計(jì)特別適用于現(xiàn)場氣溫的在線測定；用水銀溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)測定采樣現(xiàn)場氣溫更為方便，應(yīng)用較多。

（三)方法說明

1．使用前要檢查溫度計(jì)的完好性  水銀或乙醇液柱應(yīng)連貫，沒有間斷。如有間斷，可通過離心、冷卻或加熱消除間斷。玻璃液體溫度計(jì)平時盡可能垂直靜放，不能倒置、振動。

2．要根據(jù)現(xiàn)場氣溫的高低選擇合適的溫度計(jì)。

3．要正確使用溫度計(jì)  測定時，溫度計(jì)球部要干燥，若沾有水滴，讀數(shù)將偏低。手要握在讀數(shù)刻度以上部位；避免呼吸和人體溫度影響溫度計(jì)的讀數(shù)；要防止環(huán)境熱輻射的影響。當(dāng)待測環(huán)境中存在熱輻射時，應(yīng)選用通風(fēng)溫濕度計(jì)測定氣溫，不宜選用普通水銀溫度計(jì)或酒精溫度計(jì)測定，因條件限制必須選用時，應(yīng)在熱輻射源與溫度計(jì)之間放一隔熱石棉板或金屬片，也可以用鋁箔或錫紙圓筒圍住溫度計(jì)的球部，阻隔熱輻射的影響。

4．要求準(zhǔn)確測定溫度時，應(yīng)先校正溫度計(jì)。

三、溫度計(jì)的校正

溫度計(jì)的讀數(shù)刻度是等分刻制的，而測溫物質(zhì)（如水銀、乙醇)的感溫屬性與溫度示值之間并不呈現(xiàn)嚴(yán)格的線性關(guān)系。因此，由等分刻制反應(yīng)的溫度讀數(shù)與實(shí)際溫度之間存在誤差。溫度計(jì)在使用前應(yīng)進(jìn)行校正，減免等分刻度等因素引起的誤差。

校正溫度計(jì)的方法較多，常用方法有標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)法、水沸點(diǎn)-冰點(diǎn)法校正溫度計(jì)。這兩種方法操作簡便，適用范圍廣。

實(shí)驗(yàn)室備有標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)時，可用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)法校正溫度計(jì)。先用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和待校正的溫度計(jì)同時測定水的沸點(diǎn)（B₀和B₁)；將溫度計(jì)取出，在空氣中自然冷卻一段時間，溫度讀數(shù)接近室溫后，再同時測定水的冰點(diǎn)（M₀和M₁)。若待校正的溫度計(jì)測得現(xiàn)場氣溫為M_x，那么，現(xiàn)場氣溫的校正值為

沒有標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或不使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)時，可以用水沸點(diǎn)-冰點(diǎn)法校正溫度計(jì)讀數(shù)。假設(shè)測得現(xiàn)場的氣溫為M_x，氣壓為P_x，根據(jù)P_x值和相近氣壓下水的沸點(diǎn)、冰點(diǎn)數(shù)值（見表3-1)，用內(nèi)插法計(jì)算出現(xiàn)場氣壓下對應(yīng)的水的理論沸點(diǎn)、理論冰點(diǎn)（B₀和M₀)；同標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校正法一樣，在實(shí)驗(yàn)室用待校正的溫度計(jì)分別測定B₁、M₁ ，將B₀、M₀、B₁、M₁和M_x代入上式，計(jì)算出現(xiàn)場氣溫的校正值M。

因?yàn)?istyle='mso-bidi-font-style:normal'>B₀和M₀值是現(xiàn)場氣壓下計(jì)算的理論值，因此，該校正方法又稱為理論沸點(diǎn)法。

表3-1　不同氣壓下水的沸點(diǎn)、冰點(diǎn)

第三節(jié)  氣壓的測定

一、氣壓

包圍在地球表面的大氣層，以其自身的重量對地球表面產(chǎn)生的壓力稱為大氣壓強(qiáng)，簡稱氣壓（atmosphericpressure)。氣壓的法定計(jì)量單位是帕（Pa)；還有百帕（hPa)、千帕（kPa)、兆帕（MPa)。

通常把北緯45度的海平面上，0 ℃時的正常氣壓（101.325 kPa)稱為一個大氣壓或一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

氣壓具有重要的衛(wèi)生學(xué)意義。氣壓過高或過低對人體生理活動都有影響，甚至產(chǎn)生危害作用。氣壓太低時，可能因?yàn)槿毖醵�引發(fā)高山病和航空病。人從氣壓高的地方突然轉(zhuǎn)移到正常氣壓的地方時，由于減壓過速也可能發(fā)生潛涵�。╟ai-  sson disease)，也叫減壓病。

氣壓的變化往往還顯著地影響風(fēng)向、風(fēng)力等氣象參數(shù)的變化。隨著氣壓的升高，大氣中污染物濃度也相應(yīng)增大。例如，氣壓低于750 hPa時，SO₂的濃度為0.035 mg/m³，氣壓為760～770 hPa時，SO₂的濃度增至1.583 mg/m³。

尤其重要的是，空氣樣品的體積與氣壓直接相關(guān)。因此，在空氣理化檢驗(yàn)工作中，采樣時必須測定現(xiàn)場氣壓，以便將現(xiàn)場采樣體積換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。

二、氣壓的測定方法

測定氣壓的常用儀器有空盒氣壓計(jì)（aneroid barometer)、動槽式水銀氣壓計(jì)（又稱為杯狀水銀氣壓計(jì)，cistern barometer)等；月記型或周記型自記氣壓計(jì)可以連續(xù)測量、記錄氣壓的變化情況。

空氣理化檢驗(yàn)工作中，人們常常攜帶空盒氣壓計(jì)測定采樣現(xiàn)場的氣壓，動槽式水銀氣壓計(jì)一般固定安裝在室內(nèi)，用來測定氣壓或校正空盒氣壓計(jì)。

1．空盒氣壓計(jì)  空盒氣壓計(jì)測量氣壓的范圍為800～1070 hPa，適用于海拔高度2000 m以內(nèi)地帶的測定。

（1)結(jié)構(gòu)原理：空盒氣壓計(jì)由具有彈性的波狀薄壁金屬空盒構(gòu)成，空盒正面有刻度盤和指針，指針與杠桿系統(tǒng)連接。盒內(nèi)呈真空狀態(tài)，當(dāng)氣壓增高時，盒壁收縮而內(nèi)凹；氣壓降低時，盒壁膨脹而隆起。借助于杠桿和齒輪的轉(zhuǎn)動，盒壁的這些變化被放大并傳遞到指針，指示出氣壓值。

空盒氣壓計(jì)攜帶方便，使用簡便，適用于室外和現(xiàn)場的測定，但其精確度差。

（2)測定方法：將儀器平放，先讀取氣溫值，準(zhǔn)確到0.1 ℃。用手指輕扣儀器表面數(shù)次，以克服傳遞部分的機(jī)械摩擦誤差，再讀取氣壓值。為了使測定結(jié)果更加精確，讀數(shù)后要對氣壓值進(jìn)行修正。一是進(jìn)行器差修正，主要是修正儀器自身讀數(shù)基點(diǎn)不準(zhǔn)、標(biāo)尺刻度不準(zhǔn)所引起的讀數(shù)誤差。從氣壓計(jì)附表的刻度訂正曲線中查得訂正值，修正儀器刻度誤差。二是進(jìn)行溫度修正，就是把不同氣溫下測量的氣壓值換算為0℃時的氣壓值，以便于比較。溫度訂正值可按下式計(jì)算或查表求得。

式中, DP為溫度訂正值，hPa；t為測定時的氣溫，℃；為溫度系數(shù)，即當(dāng)溫度改變1 ℃時，空盒氣壓計(jì)讀數(shù)的改變值，可以從儀器檢定證中查得。

當(dāng)氣溫在0℃以上時，從氣壓讀數(shù)中減去氣溫訂正值；氣溫在0℃以下時，則加上氣溫訂正值。

2．動槽式水銀氣壓計(jì)

（1)結(jié)構(gòu)原理：動槽式水銀氣壓計(jì)由感應(yīng)部分、刻度部分和附屬部分組成（圖3-2)。感應(yīng)部分包括水銀、玻璃內(nèi)管和水銀槽等。玻璃管上端封閉，管內(nèi)呈真空狀態(tài)，下端插入水銀杯中，管內(nèi)水銀柱與杯中水銀連通。氣壓升高或降低時，水銀柱高度隨之變化。刻度部分由固定刻度尺、游標(biāo)尺和象牙針組成。應(yīng)用固定刻度尺和游標(biāo)尺配合讀數(shù)，讀數(shù)誤差小，測量結(jié)果精確。因此，常用它來校正其它氣壓計(jì)。附屬部分主要是一支小型的溫度計(jì)，用于測定氣壓計(jì)表面溫度。由于動槽式水銀氣壓計(jì)裝有較多的水銀，體積較大，不便于攜帶到現(xiàn)場使用。

（2)測定方法：先測定氣溫、氣壓，然后修正氣壓讀數(shù)。

測定氣壓時，旋動儀器上的調(diào)節(jié)螺旋，使水銀杯內(nèi)的液面剛好接觸象牙指針針尖；移動游標(biāo)尺，使其零刻度線與水銀柱液面相切；根據(jù)游標(biāo)尺零刻度線在固定刻度尺上所指的刻度，讀出氣壓的整數(shù)值。再從游標(biāo)尺上找到一條刻度線，它與固定刻度尺上某一條刻度線成一直線（在同一水平面)，游標(biāo)尺上的這一刻度線數(shù)值就是氣壓讀數(shù)的小數(shù)值。

精確測量氣壓時，還要根據(jù)儀器說明書對氣壓讀數(shù)進(jìn)行器差修正和氣溫修正。其修正方法同空盒氣壓計(jì)。

（3)方法說明：動槽式水銀氣壓計(jì)要垂直懸掛，固定在墻上，避免日光直射，周圍無熱源、冷源，空氣暢通、無風(fēng)。測定完畢后，調(diào)節(jié)螺旋降低水銀液面，使象牙針尖脫離水銀面。

第四節(jié)　氣濕的測定

一、氣濕

空氣的濕度稱為氣濕（air humidity)，表示空氣的含水量。氣濕變化較大，一般隨氣溫升高而增大。氣濕與地理位置有關(guān)。海洋湖泊附近和森林綠地地帶氣濕較大，沙漠和高山地區(qū)氣濕�。怀鞘幸驘釐u效應(yīng)、植被面積小，濕度比郊區(qū)的小。

空氣濕度對空氣污染物的擴(kuò)散有較大的影響。氣溫較低濕度較大時，空氣中的水蒸氣容易以煙塵、微塵為凝結(jié)核形成霧，使污染物粒子增重下沉，積聚在低層空氣中，阻礙了煙氣的擴(kuò)散，加重了空氣的污染。所以當(dāng)氣濕很大形成霧時，空氣中污染物的濃度往往顯著增高，污染加重。倫敦?zé)熿F事件和美國多諾拉的空氣污染公害事件都是在有霧的情況下形成的嚴(yán)重空氣污染事件。

氣濕對人體熱平衡有重要作用。高溫高濕時人感到煩悶，低溫高濕時人感到寒冷，濕度過低時人感到口干舌燥，還可能導(dǎo)致皮膚干裂。

衛(wèi)生學(xué)中用以下五種物理參數(shù)表征氣濕，其中相對濕度應(yīng)用最多。

1．絕對濕度（absolutehumidity) 一定氣溫下，單位體積空氣中所含水汽的質(zhì)量，通常用g/m³或mg/m³表示，也可用水蒸氣的分壓（kPa)來表示。

2．最大濕度（maximumhumidity)　一定氣溫下，單位體積空氣中所含水汽的最大量，又稱為空氣的飽和濕度。

3．飽和差（saturateddifference)　一定氣溫下，空氣的最大濕度與絕對濕度之差。它反映在某氣溫下，單位體積空氣中還能容納水汽的量，即單位體積空氣中實(shí)際含有水汽的量距離飽和狀態(tài)的程度，差距越大，說明單位空氣中還可容納越多的水汽。

4．生理飽和差（physiologicalsaturated difference)　37℃時空氣的最大濕度與絕對濕度之差。生理飽和差愈大，表明人體散熱愈容易，反之愈難。生理飽和差為負(fù)值時，人體不能借助蒸發(fā)汗水來散熱，對人體健康不利。

最大濕度、飽和差和生理飽和差的單位與絕對濕度的單位相同。

5．相對濕度（relativehumidity)　是絕對濕度與最大濕度的比值，即空氣中實(shí)際含水汽的量與同一溫度條件下飽和水汽量的比值，用百分比表示。

人們常用相對濕度來表示空氣濕度。一般情況下，相對氣濕為30%～70%時人體感到舒適；相對濕度大于80%時為高氣濕，小于30%時為低氣濕。居室內(nèi)較舒適的氣象參數(shù)是：室溫18℃時，相對濕度應(yīng)控制在30%～40%；室溫25℃時，相對濕度應(yīng)控制在40%～60%。當(dāng)外界溫度超過30℃，相對濕度高于70%時，生理飽和差小，皮膚表面蒸發(fā)散熱發(fā)生困難，可能出現(xiàn)人體體溫調(diào)節(jié)障礙。

二、氣濕的測定方法

（一)通風(fēng)干濕計(jì)法

該方法只能夠測定某一時刻空氣的濕度，不能連續(xù)測定某一時段的氣濕，不能記錄氣濕的連續(xù)變化。因此，準(zhǔn)確地說這種測定濕度的儀器是通風(fēng)干濕表，這種測定方法又稱之為通風(fēng)干濕表法。

通風(fēng)干濕計(jì)法常選用通風(fēng)溫濕度計(jì)（ventilation psychrometer )和干濕球溫濕度計(jì)（psychrometer)測定氣濕；這兩種儀器結(jié)構(gòu)相似，測濕原理相同，操作方便，應(yīng)用廣泛。

1．通風(fēng)溫濕度計(jì)測定氣濕

（1)儀器結(jié)構(gòu)：通風(fēng)溫濕度計(jì)分電動和手動兩種（圖3-3，3-4)。由兩支結(jié)構(gòu)和性能完全相同的水銀溫度計(jì)組成，兩支溫度計(jì)的球部都安裝在鍍鎳或鍍鉻的雙層金屬風(fēng)管內(nèi)。兩支溫度計(jì)中，有一支的球部包有紗布，吸引水杯中的蒸餾水將溫度計(jì)的球部濕潤，形成濕球溫度計(jì)。另一支溫度計(jì)球部沒有包裹紗布，球部處于正常干燥狀態(tài)，稱之為干球溫度計(jì)，它可以單獨(dú)測定氣溫，與濕球溫度計(jì)配合又可用于測定氣濕。測定時，球部能感應(yīng)空氣的溫度，又能反射環(huán)境熱源的熱輻射，排除了熱輻射對溫度讀數(shù)的影響。外管以象牙環(huán)扣接溫度計(jì)，有利減少傳導(dǎo)熱的作用。儀器頂端有一個小風(fēng)機(jī)，旋緊小風(fēng)機(jī)的發(fā)條或用電力帶動，機(jī)身外部備有防風(fēng)罩，保護(hù)風(fēng)葉勻速自轉(zhuǎn)產(chǎn)生恒定風(fēng)速，不受外界強(qiáng)風(fēng)干擾，有利于室外測定。風(fēng)機(jī)與風(fēng)管相連，開動時抽吸空氣從風(fēng)管下端進(jìn)入，以恒定流速（2～4 m/s)流過干、濕球表面。風(fēng)速的穩(wěn)定使?jié)袂虮砻媸冀K處在一定的風(fēng)速、溫度條件下蒸發(fā)水分，排除了風(fēng)速變化對水分蒸發(fā)速度的影響。

（2)測定原理醫(yī)學(xué)考研網(wǎng)：一定溫度的氣流勻速通過干濕球溫濕度計(jì)時，干球溫度計(jì)顯示空氣的溫度。由于濕球表面濕度較空氣的大，空氣流過濕球時，加速了表面水分蒸發(fā)的速度，導(dǎo)致濕球球部溫度下降，溫度示值低于干球溫度計(jì)的讀數(shù)。被測空氣愈干燥，濕球水分蒸發(fā)越快，干、濕球溫度計(jì)溫差越大，利用溫差值可以測定空氣的濕度。

（3)測定方法：取適量蒸餾水濕潤紗布條，開動風(fēng)機(jī)，將通風(fēng)溫濕度計(jì)懸掛在測定地點(diǎn)，3～5 min后分別讀取干球、濕球溫度計(jì)的讀數(shù)，計(jì)算溫差。從儀器附有的專用濕度表上查得測定風(fēng)速下的相對濕度；也可按下式計(jì)算相對濕度。

式中，A為空氣的絕對濕度，kPa；RH為空氣的相對濕度；t₁為干球溫度計(jì)所示溫度，℃；t₂為濕球溫度計(jì)所示溫度，℃；F₁為 t₂時空氣的最大濕度，kPa；F為t₁時空氣的最大濕度，kPa；P為測定時的大氣壓，kPa；a為溫濕度計(jì)系數(shù)。

a與風(fēng)速有關(guān)，還與氣壓、氣溫、濕球球部形狀及紗布包扎情況等因素有關(guān)，測定準(zhǔn)確a值的工作相當(dāng)復(fù)雜。

表3－2　不同氣溫時的飽和水蒸氣分壓和質(zhì)量表

表3－3　溫濕度計(jì)系數(shù)

（4)方法說明：溫度計(jì)球部要清潔；干球球部要干燥無水滴；紗布濕潤前，兩支溫度計(jì)的狀態(tài)相同，溫度讀數(shù)差值不超過0.1℃。

為了確保紗布具有良好的吸水性，紗布要干凈，要及時更換，最好是脫脂、洗去糨糊的白色薄針織紗布。為了保證球部濕潤程度一致，紗布要緊貼球部，不能折疊，重疊部分越少越好。加水濕潤紗布時要控制好加水量，以保證球部周圍空氣流通，以利于濕球球面水分正常蒸發(fā)。

2．干濕球溫濕度計(jì)測定氣濕  與通風(fēng)溫濕度計(jì)相比，干濕球溫濕度計(jì)測定氣濕的原理相同，方法相似，儀器結(jié)構(gòu)簡單，但測定結(jié)果準(zhǔn)確性較差。對結(jié)果沒有特殊要求時可以用它測定氣濕。干濕球溫濕度計(jì)也由兩支結(jié)構(gòu)和性能相同的溫度計(jì)組成。一支包裹紗布，濕潤后形成濕球溫度計(jì)，兩支溫度計(jì)和一個小水杯固定在平板上。它沒有小風(fēng)機(jī)，在測定地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)速條件下測定氣濕；沒有防止熱輻射的金屬套管，自身不能防止熱輻射的干擾。測定地點(diǎn)應(yīng)通風(fēng)良好，沒有熱輻射，以免影響測定結(jié)果。若存在熱輻射源，應(yīng)在溫度計(jì)與熱輻射源之間放一塊石棉板隔熱，也可以用金屬板、鋁箔或錫箔隔熱。測定時要注意風(fēng)速的影響。如果風(fēng)速與儀器相對濕度表所列風(fēng)速范圍相差較大，不能用查表的方法確定相對濕度，必須用公式計(jì)算相對濕度。

（二)電濕度計(jì)法

電濕度計(jì)由傳感器感應(yīng)環(huán)境濕度的變化，引起傳感器的某一特性改變，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，自動轉(zhuǎn)化處理后在儀器上直接顯示空氣濕度數(shù)值。所用的傳感器有氯化鋰電阻式、氯化鋰露點(diǎn)式和高分子薄膜電容式等。

電阻式氯化鋰濕度計(jì)由測試儀表和氯化鋰濕敏元件兩部分組成。在濕敏元件的有機(jī)玻璃支架上繞制兩根互相平行的金屬絲，組成一對電極，電極間涂加一層吸濕劑氯化鋰溶液�？諝庀鄬�濕度大時，空氣中水蒸氣壓比氯化鋰溶液的大，氯化鋰溶液吸收空氣中的水分，電阻變小。反之，電阻變大。因此，用儀表測試兩電極間電阻的變化，即可測得空氣的相對濕度。

該儀器通電10 min即可讀取測定結(jié)果，操作簡便，但測定裝置要經(jīng)常清洗，儀器連續(xù)工作一段時間后，必須清洗氯化鋰測頭；環(huán)境中腐蝕氣體濃度較高時不能使用。

第五節(jié) 氣流的測定

一、氣流

當(dāng)氣溫、氣壓不同時，空氣將從低溫處向高溫處流動，從高氣壓處向低氣壓處流動�？諝獾牧鲃臃Q為氣流（air current)，又稱為風(fēng)。

空氣作水平運(yùn)動時具有方向和速率。水平氣流的來向稱為風(fēng)向（wind dire- ction)。風(fēng)的速率稱之為風(fēng)速（wind velocity)，指單位時間內(nèi)空氣在水平方向流過的距離，單位為m/s，或km/h等。

風(fēng)（氣流)能促使干冷空氣和暖濕空氣的交換，影響氣候變化，影響居室房間的通風(fēng)換氣和人體的散熱。

風(fēng)向和風(fēng)速對空氣污染物具有傳遞和稀釋作用，是決定污染物在空氣中的擴(kuò)散程度和污染程度的重要因素。在風(fēng)向和風(fēng)速的作用下，污染物在空氣中可由一處遷移到另一處；由于空氣的稀釋，污染物的濃度逐漸降低，而污染范圍逐漸擴(kuò)大。

二、氣流的測定方法

測定氣流就是測定風(fēng)向和風(fēng)速。應(yīng)用較多的測定儀器有三杯風(fēng)向風(fēng)速表、輕便攜帶式翼狀風(fēng)速計(jì)和熱球式電風(fēng)速計(jì)。其中，翼狀和杯狀風(fēng)速儀的機(jī)械摩擦阻力大、儀器惰性較大，風(fēng)速小于0.5 m/s時儀器不能轉(zhuǎn)動，無法讀數(shù)。熱球式電風(fēng)速計(jì)可以測定微風(fēng)，當(dāng)風(fēng)速小于0.5 m/s時，可選用熱球式電風(fēng)速計(jì)測定風(fēng)速。

（一)三杯風(fēng)向風(fēng)速表測定法

1．儀器結(jié)構(gòu)和原理  該儀器由風(fēng)向儀和風(fēng)速表兩部分組成（圖3-5)，可同時測定風(fēng)向和風(fēng)速。

風(fēng)向儀包括風(fēng)向杯、方向盤和小套管制動部件。風(fēng)向杯轉(zhuǎn)動靈活，是風(fēng)向指示的感應(yīng)部分。環(huán)繞在垂直軸上的半圓球狀的小杯是風(fēng)速表的感應(yīng)部分。它們借助風(fēng)力轉(zhuǎn)動，經(jīng)過齒輪帶動儀器表面的指針運(yùn)轉(zhuǎn)，由指針指示的刻度數(shù)和所用時間計(jì)算出風(fēng)速（m/s)。

2．測定方法  測定風(fēng)向時，將小套管拉下，并將其向右轉(zhuǎn)過一定角度，待方向盤按地磁子午線方向穩(wěn)定后，風(fēng)向指針在方向盤上所指的方位就是待測的風(fēng)向。

測量風(fēng)速時，先按下啟動桿，使風(fēng)速指針回到零位。放開啟動桿開始測量風(fēng)速。此時記時指針、風(fēng)速測定指針同時走動。到達(dá)記時最初位置時（通常為1 min),指針都停止轉(zhuǎn)動。風(fēng)速測定指針?biāo)�指示的�?shù)值稱為指示風(fēng)速；根據(jù)指示風(fēng)速從風(fēng)速校正曲線上找出現(xiàn)場實(shí)際風(fēng)速。實(shí)際風(fēng)速是測定時間范圍內(nèi)的平均風(fēng)速。

測定完畢后，將小套管向左轉(zhuǎn)動一定角度，恢復(fù)原位，固定方向盤，放回盒內(nèi)。

（二)翼狀風(fēng)速計(jì)測定法

翼狀風(fēng)速計(jì)不能測定風(fēng)向，只能測定風(fēng)速。它的風(fēng)速感應(yīng)器是由輕質(zhì)鋁片制造的翼片構(gòu)成（圖3-6)。其構(gòu)造原理和風(fēng)速測定方法與杯狀風(fēng)速表相似。測風(fēng)靈敏度高，測量范圍為0.5～10 m/s，因輕質(zhì)鋁翼容易變形，不能測定大于10 m/s的風(fēng)速。

（三)熱球式電風(fēng)速計(jì)測定法

國產(chǎn)熱球式電風(fēng)速計(jì)測定風(fēng)速范圍為0.05～10 m/s，可以測定低風(fēng)速，以普通干電池為電源，使用方便，適用于室外測定。

1．儀器結(jié)構(gòu)和原理  該儀器由熱球式測桿探頭和測量儀表兩部分組成（圖3-7)。測桿探頭的頭部有一個直徑約0.6 mm的玻璃球，球體內(nèi)繞有鎳鉻絲線圈，電流通過時發(fā)熱，加熱球體。球體內(nèi)有兩個串聯(lián)的熱電偶，它的工作端與發(fā)熱線圈相連，冷端連接在磷銅質(zhì)的支柱上，暴露于現(xiàn)場空氣中。

該儀器利用被加熱物體的散熱速率與周圍空氣流速有關(guān)的原理來測量現(xiàn)場風(fēng)速。測定中，用一定大小的電流通過線圈，玻璃球受熱升溫。由于該球體暴露在測定現(xiàn)場的空氣中，球體與周圍空氣進(jìn)行熱交換，現(xiàn)場風(fēng)速越大，熱交換越多，球體溫度升高程度越小。反之，溫度升高程度越大。球體升溫程度的大小體現(xiàn)為熱電偶兩端溫度差的大小，由電表反映出一定大小的讀數(shù)，再通過校正曲線求得風(fēng)速的大小。

2．測定方法

（1)機(jī)械調(diào)零：調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零螺絲，使指針回零。

（2)校正儀器：先將“校正開關(guān)”置于“斷”的位置；將測桿插頭插入插座后，向上垂直放置測桿，螺塞壓緊使探頭密封。再將“校正開關(guān)”置于“滿度”位置，調(diào)節(jié)“滿度調(diào)節(jié)”旋鈕，使電表指針指在滿刻度位置。然后將“校正開關(guān)”置于“零位”位置，調(diào)節(jié)“粗調(diào)、細(xì)調(diào)”，使電表指針校正在零點(diǎn)位置。

（3)測量風(fēng)速：輕輕拉動螺塞，露出測桿探頭，并使探頭上的紅點(diǎn)面對風(fēng)向測量風(fēng)速。

記錄儀器讀數(shù)，從校正曲線找出現(xiàn)場風(fēng)速（m/s)。

（4)關(guān)閉儀器：測量完畢后，將“校正開關(guān)”置于“斷”的位置，切斷電源。

3．方法說明

（1)熱球式電風(fēng)速計(jì)屬于精密儀器，要避免震動和碰撞；有腐蝕性氣體、含塵較多的現(xiàn)場都不能使用。

（2)測定時間較長時，每隔一段時間（10 min)要進(jìn)行一次“零位”、“滿位”的校正。

（3)校正儀器時，若指針不能指到“零位”或“滿位”，應(yīng)更換電池。

第六節(jié)  新風(fēng)量的測定

一、新風(fēng)量

新風(fēng)量（air change flow)是指在門窗關(guān)閉的狀態(tài)下，單位時間內(nèi)由空調(diào)系統(tǒng)通道、房間的縫隙進(jìn)入室內(nèi)的空氣總量，單位：m³/h。室內(nèi)氣流對室內(nèi)污染物具有稀釋和擴(kuò)散作用，直接影響對室內(nèi)空氣中微生物和其他污染物的有效清除。隨著現(xiàn)代建筑門窗材料質(zhì)量和密封程度的不斷提高，室內(nèi)的自然換氣次數(shù)大幅下降，已經(jīng)從平房的每小時2～3次降到每小時0.3～0.5次，進(jìn)入室內(nèi)的新鮮空氣量減少，室內(nèi)空氣污染程度增加，空氣質(zhì)量下降，影響人體健康。新風(fēng)量的測定已成為空氣理化檢驗(yàn)工作的一個重要項(xiàng)目。

新風(fēng)量不足是產(chǎn)生“不良建筑物綜合征”的一個重要原因。一般來說，從健康角度出發(fā)，新風(fēng)量越多，越有利于人體健康，但新風(fēng)量超過一定限度時也必然伴隨冷、熱負(fù)荷的過多消耗，帶來不利的影響。《室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定新風(fēng)量為30[m³/（h·人)]，也就是說，空間為30 m³的房子中僅有一個人時，每小時要換氣一次。

二、室內(nèi)新風(fēng)量的測定方法

（一)風(fēng)口風(fēng)速和風(fēng)量的測定方法

1．原理  通風(fēng)口的通風(fēng)量等于通風(fēng)口的風(fēng)速與面積的乘積。

式中，L為每小時總風(fēng)量，m³/h；V為通風(fēng)口有效截面上的平均風(fēng)速，m/s；A為通風(fēng)口的有效截面積，m²。

測定了通風(fēng)口的面積和風(fēng)速，由上式計(jì)算室內(nèi)通風(fēng)量。當(dāng)進(jìn)入室內(nèi)的空氣完全是新風(fēng)時，計(jì)算的總風(fēng)量就是進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)量。

2．測定步驟

（1)風(fēng)速測定點(diǎn)的分布：通風(fēng)口可能是機(jī)械通風(fēng)的送風(fēng)口、新風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口，也可能是自然通風(fēng)的窗口。氣體流經(jīng)一個通道的通風(fēng)口時，不同位點(diǎn)上的風(fēng)速不同，接近管壁處的風(fēng)速小，遠(yuǎn)離管壁處的風(fēng)速大。因此，測定風(fēng)速前應(yīng)根據(jù)通風(fēng)口橫截面的特點(diǎn)，選擇好風(fēng)速的測定點(diǎn)。

1)機(jī)械通風(fēng)送風(fēng)口的布點(diǎn)：這種送風(fēng)口一般是矩形和圓形。矩形送風(fēng)口按圖3-8布點(diǎn)。將風(fēng)口截面分為若干個小矩形，最好呈正方形，邊長為150 mm，每個小矩形的中央布置一個風(fēng)速測定點(diǎn)。

圓形送風(fēng)口按圖3-9布點(diǎn)測定風(fēng)速。在截面上劃出兩條通過圓心的正交線，

按下式計(jì)算各圓半徑，劃出若干個同心圓。在圓周與正交線的每個相交處安排風(fēng)速測定點(diǎn)。

式中，R_i為第i號測定點(diǎn)的半徑；R為送風(fēng)口截面的半徑；i為自截面中心引出的半徑號；n為同心圓數(shù)。R≤150 mm時，n＝3；R≤300 mm時，n＝4；R≤500 mm時，n＝5；R≤700 mm時，n＝6；R≥750 mm時，R值每增加250 mm，n值增加1。

2)外界進(jìn)風(fēng)口的布點(diǎn)：布點(diǎn)方法與矩形截面風(fēng)口的方法相同。

3)自然通風(fēng)口的布點(diǎn)：可根據(jù)現(xiàn)場情況參照矩形截面風(fēng)口布點(diǎn)。

（2)通風(fēng)口風(fēng)速的測定：按照氣流測定方法測定各分布點(diǎn)的風(fēng)速。

測定時要確保氣流暢通；每個測定點(diǎn)的測定時間不得少于2 min，待風(fēng)速計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)。

3．結(jié)果計(jì)算　根據(jù)風(fēng)速計(jì)的校正系數(shù)，先校正各測定點(diǎn)的風(fēng)速，計(jì)算通風(fēng)口的平均風(fēng)速（V，m/s)，然后按公式計(jì)算總風(fēng)量或新風(fēng)量（L)。

（二)示蹤氣體法

在空氣運(yùn)動研究工作中，示蹤氣體（tracer gas)是指能與空氣混合，但本身不發(fā)生任何改變，并且在很低的濃度時就能被測出的氣體的總稱。示蹤氣體必須是無色、無味，使用濃度無毒、安全，環(huán)境本底值低，易采樣、易分析。常用的示蹤氣體有CO、CO₂、SF₆（六氟化硫)、八氟環(huán)丁烷和三氟溴甲烷。

“公共場所室內(nèi)新風(fēng)量測定方法”（GB/T18204·18－2000)采用的是示蹤氣體濃度衰減法測定新風(fēng)量。

1．原理  在待測室內(nèi)通入適量示蹤氣體，由于室內(nèi)、外空氣交換，示蹤氣體濃度呈指數(shù)衰減，根據(jù)其濃度隨時間的變化值，計(jì)算室內(nèi)的新風(fēng)量。

2．測定步驟

（1)測定室內(nèi)空氣總量：分別測定室內(nèi)容積（V₁，m³)和室內(nèi)物品（如桌、床、柜等)的總體積（V₂，m³)，按下式計(jì)算室內(nèi)空氣體積（V，m³)。

（2)調(diào)試儀器：按照儀器說明書校正示蹤氣體濃度測定儀，并在清凈的環(huán)境中對儀器進(jìn)行歸零調(diào)整和感應(yīng)確認(rèn)。

（3)采樣與測定：

1)示蹤氣體濃度的發(fā)生和測定：關(guān)閉門窗，在室內(nèi)通入適量示蹤氣體后，將氣源移至室外；用搖擺風(fēng)扇攪動空氣3～5 min，使示蹤氣體分布均勻。

按對角線或梅花狀布點(diǎn)采集空氣樣品，同時在現(xiàn)場測定、記錄示蹤氣體的濃度。

2)計(jì)算空氣交換率（air changerate)：單位時間內(nèi)由室外進(jìn)入室內(nèi)的空氣總量與該室室內(nèi)空氣總量之比稱為空氣交換率，單位：h^－1�？梢杂闷骄�法或回歸方程法計(jì)算空氣交換率。

平均法比較簡便。在室內(nèi)通入示蹤氣體，濃度均勻時采樣、測定開始時示蹤氣體的濃度；15 min或30 min時，再次采樣、測定最終示蹤氣體的濃度。前后濃度自然對數(shù)之差除以測定時間就是平均空氣交換率。

式中，A為平均空氣交換率，h^-1；c₀為測量開始時示蹤氣體濃度，mg/m³；c_t是時間為t時示蹤氣體濃度，mg/m³；t為測定時間，h。

回歸方程法較平均法復(fù)雜。當(dāng)示蹤氣體濃度均勻時，在30 min內(nèi)按一定的時間（t)間隔測量示蹤氣體濃度（c)，測量頻次不少于5次。用濃度的自然對數(shù)與對應(yīng)的時間作lnc-t圖。用最小二乘法進(jìn)行回歸計(jì)算�；貧w方程式的斜率即為空氣交換率。

當(dāng)室內(nèi)空氣示蹤氣體本底濃度不為0時，前兩個公式中的c_t、c₀要先減去本底濃度，然后再取自然對數(shù)計(jì)算A值。

（4)結(jié)果計(jì)算：按下式計(jì)算新風(fēng)量。

式中，Q為新風(fēng)量，m³/h；A為空氣交換率，h^-1；V為室內(nèi)空氣容積，m³。

復(fù)習(xí)思考題

1．什么叫氣象參數(shù)？它包括哪些因素？

2．空氣理化檢驗(yàn)工作中測定氣象參數(shù)有何意義？

3．簡述動槽式水銀氣壓計(jì)測定氣壓的方法。

4．什么叫相對濕度？

5．什么叫新風(fēng)量？簡述示蹤氣體法測定新風(fēng)量的主要步驟。

（鄧學(xué)良)