4.4. Климатические контрольно-измерительные приборы

В настоящее время выпускается много приборов, позволяющих измерять температуру и влажность воздуха или оба параметра одно­временно. Модели приборов разнообразны и постоянно обновляются.

Применяемые в архивах приборы климатического контроля дол­жны быть надежными и долговечными, удобными в работе, прове­ренными по эталону. Конструкция приборов должна обеспечивать возможность их периодической проверки и настройки.

4.4.1.Термометры — приборы для измерения температуры среды (ртутные, спиртовые, электронные и т.п.). В архивах лучше приме­нять жидкостные термометры (ртутные, спиртовые). Термометр должен иметь удобную для наблюдения и отсчета шкалу с ценой деле­ния 0,2-0,5°С, а также подходящий температурный диапазон (от ну­ля до 40-50°С) и устройство, позволяющее вешать его на стену (стеллаж).

4.4.2. Психрометры — приборы для измерения температуры и влажности воздуха. В них используют физический принцип психро­метрии — свойство смоченных водой тел охлаждаться при испаре­нии влаги. Существуют две основные разновидности психрометров: с естественным и принудительным режимом испарения влаги.

Психрометр обычный (бытовой или Августа) — наиболее старая, известная модель, применяющаяся более ста лет, в том числе в архи­вах, музеях, библиотеках.

Прибор имеет два термометра, закрепленных на панели. Один из термометров, так называемый «влажный» обернут в один слой бати­стом, конец батиста свободен и опущен в резервуар с водой. При испарении воды с влажного батиста термометр охлаждается и показы­вает пониженную температуру. Второй, так называемый сухой тер­мометр показывает температуру воздуха. По разности показаний су­хого и влажного термометров с помощью прилагаемых к прибору таблиц определяют значение относительной влажности воздуха.

В настоящее время выпускают модели ВИТ-1 и ВИТ-2 (завод «Термоприбор», г. Клин), отличающиеся только температурным ди­апазоном: первый от 0 до 25°С, второй от 15 до 40°С, оба с ценой де­ления шкалы 0,2°С. Приборы стационарные, настенные.

Психрометр аспирационный (или Ассмана) — прибор, предна­значенный для измерения температуры и относительной влажности комнатного и наружного воздуха. Диапазон измерений: температуры от ~5°С до 50°С с точностью 0,2; относительной влажности — от 10 до 100%.

Два термометра прибора находятся в металлических трубках ко­рпуса, один из них, как и у бытового психрометра обернут батистом («влажный»), второй — нет. Находящийся в головке прибора венти­лятор с механическим, иногда электрическим заводом просасывает через трубки воздух, обдувая термометры с постоянной скоростью, т.е. в режиме аспирации (обдувания). По сухому термометру опре­деляют температуру воздуха, а по разности показаний сухого и влажного термометров с помощью таблиц (или номограммы) — от­носительную влажность воздуха.

Аспирационная модель более точный прибор, чем бытовой. В от­личие от аспирационного, бытовой психрометр не имеет принуди­тельного обдувания и работает в режимах естественного испарения влаги с батиста, разных в разных точках хранилища. Бытовой псих­рометр, как правило, показывает более высокую относительную вла­жность, чем есть на самом деле. При использовании бытовых пси­хрометров целесообразно сопоставить их показания с точным при­бором (аспирационным, электронным), оценив реальную разницу в их показаниях. Такое сравнение лучше делать дважды — зимой и летом, т.е. при низкой (20-30%) и более высокой (40-70%) относи­тельной влажности в помещениях.

Аспирационный психрометр обычно используют для проверок других приборов (бытовых психрометров, гигрометров и т.п.), а так­же для обслуживания нескольких помещений здания, особенно если климатический контроль осуществляют централизованно.

Долгое время в архивах применяли аспирационный психрометр МВ-4М, в настоящее время выпускается однотипный прибор М-34. При наличии разных моделей целесообразно выбирать приборы с механическим, а не с электрическим двигателем вентилятора. Стоймость аспирационных психрометров примерно в десять раз выше, чем бытовых.

Ошибочные показания при работе с психрометрами чаще всего связаны с неправильной их эксплуатацией. Наиболее типичные ошибки следующие:

• плохо сделан и неплотно надет на «влажный» термометр бати­стовый мешочек: происходит плохое охлаждение термометра с за­вышением показаний влажности; батист нужно привязывать над и под шариком ниткой, конец батиста должен свисать в воду, зеркало воды в баллоне должно находиться от шарика термометра на рас­ стоянии 1,5—2 см;

• нарушается режим смачивания батиста водой: в аспирацион­ных неправильно пользуются грушей, плохо, или наоборот, избы­точно увлажняют батист; в бытовых приборах батист иногда не по­гружен в воду, а в некоторых случаях в воду погружен не конец ба­тиста, а головка термометра; в результате этого бытовой прибор дает нестабильные показания или даже 100%-ую влажность (одинаковые показания сухого и влажного термометров);

• для увлажнения батиста применяют воду из случайных источ­ников, а не дистиллированную; в результате батист быстро покрыва­ется налетом солей, вплоть до образования корки; к сходному результату ведет очень длительное применение мешочка, его загрязне­ние и бактериальное ослизнение; такие приборы дают прогрессивно ухудшающиеся показания; примерно раз в год мешочки следует ме­нять, батист не должен иметь пропиток (крахмала и т.п.);

• вследствие падения, резкого сотрясения прибора разрывается столбик жидкости в термометрах или приборы начинают смещаться на панели: в таких случаях прибор следует отбраковывать.

• аспирационный психрометр долго не проверялся в мастерских гидрометеослужбы и дает неверные показания из-за плохой работы часового механизма и вентилятора; этот дефект устанавливают по замедленной скорости прохождения специальной риски в окошке головки прибора, отличающейся от паспортной скорости;

• встречаются также ошибки, связанные с неверным считывани­ем температуры с термометров прибора или цифр с таблиц и номо­грамм.

При правильной эксплуатации приборы можно долго использо­вать, получая достаточно надежные результаты.

4.4.3. Гигрометры — приборы для измерения относительной вла­жности воздуха. В них используют физический принцип гигрометрии: свойство гигроскопичных материалов, например волоса или спе­циальных нитей изменять длину в зависимости от влажности воздуха²¹. Гигрометры, работающие на таком механическом приводе, чаще всего бывают стрелочными.

Долгое время в отечественной практике применяли и до сих пор используют гигрометры М-68 (волосные, в круглой металлической оправе), а также менее надежные, открытого типа гигрометры во­лосные М-19.

Гигрометры М-68, М-19 и их стрелочные аналоги — приборы инерционные, работающие с запаздыванием показаний стрелки, мед­ленно реагирующие на резкие колебания влажности воздуха. Следу­ет подчеркнуть, что все гигрометры — приборы относительные и без предварительной настройки показывают любые произвольные циф­ры. Поэтому гигрометры, как и наши ручные часы, нужно предвари­тельно настроить по эталону (аспирационному психрометру и т.п.) и в дальнейшем периодически проверять и подстраивать. При отсутст­вии контрольного прибора (эталона) проверку и настройку гигромет­ра можно провести подручным способом. Нужна емкость на 3-4 лит­ра и герметичная прозрачная крышка для нее (делается из листа сте­кла, плекса). На дно емкости наливают насыщенный раствор пова­ренной соли с небольшим количеством твердой фазы. Глубина жид­кости — 2-3 см. В емкость ставят высокий держатель, на который можно положить прибор. При наличии герметичности через несколь­ко часов прибор должен показать 76%. Периодически вынимая и ре­гулируя прибор, повторяя акклиматизацию, можно достаточно точно настроить гигрометр. Раствор соли не должен попадать на прибор.

Гигрометры М-68, М-19, их аналоги — стационарные навесные приборы. Нужно, чтобы у любого гигрометра был вывод для его на­стройки — это важнейшее условие для выбора той или иной модели.

Периодически проверяя и настраивая гигрометры, можно долго и успешно применять их в архивной практике.

4.4.4. Стрелочные баротермогигрометры — приборы стационар­ные, с механическим приводом. Предназначены для измерения трех параметров воздуха: барометрического давления (мм рт. ст.), темпе­ратуры (градусы), относительной влажности воздуха (%). Это скорее бытовые, нежели профессиональные приборы. Серьезным недостат­ком большинства моделей (БМ-1, БМ-2 и т.п.) является отсутствие регулировочного устройства: их очень трудно проверять и настраи­вать. Шкалы термометра и гигрометра укороченные и мало пригод­ны для точных измерений. В работе приборы ненадежны, заводская настройка не точна и быстро сбивается.

4.4.5. Цифровые электронные приборы для климатического конт­роля постепенно вытесняют прежние механические модели. Разнови­дностей электронных приборов много: одни измеряют только темпе­ратуру (цифровые электронные термометры), другие — температуру и относительную влажность одновременно (термогигрометры), тре­тьи работают в режиме малых метеостанций, измеряя температуру и влажность в нескольких точках (например, в нужных помещениях и на улице). Стоимость разных моделей — от 10-15 до 150-300 у.е. Десятилетняя эксплуатация одного из таких приборов²² показывает:

• прибор, как и его современные аналоги, имеет батарейное пи­тание (многократно подзаряжаемые от сети аккумуляторы на 9 в);

• показания температуры и влажности высвечиваются на экране минидисплея; диапазон измерений температуры от -200 до +200°; от­носительной влажности — от 2 до 98%; не допускается эксплуата­ция в агрессивных средах и при 100%-ой влажности;

• измерительный термогигрометрический датчик связан с при­бором длинным шнуром (150 см); это позволяет осуществлять кон­троль в разных по высоте и глубине точках, в том числе в коробках с документами, на поверхности стен, коробок, стеллажей и т.п.;

• прибор малогабаритный (17x5x3 см), легкий, переносной.

Рациональнее всего такой прибор использовать как многофунк­циональное устройство для централизованного обслуживания всех хранилищ крупного архива; для контроля, настройки, проверки дру­гих приборов архива (стационарных); для оперативного контроля при частых, многократных измерениях в экстремальных ситуациях. При работе в разнотемпературных средах (например, в комнате, за­тем на улице) нужна температурная акклиматизация прибора.

Для автоматического контроля температуры и влажности приме­няют электронные системы — миниметеостанции [49]²³. Датчики, рас­положенные в удаленных местах (до 3 км), периодически опрашива­ются компьютером по заданной программе, позволяющей выводить данные отдатчиков на экран в табличной и графической форме, произ­водить регулярную автоматическую запись данных на жесткий диск компьютера, вести статистическую обработку информации за любой выбранный период. Разумеется, такая система требует профессио­нального монтажа, контроля, гарантированного обслуживания [49].

И, наконец, существует большое разнообразие бытовых цифро­вых приборов, которые чаще всего нельзя регулировать и трудно оце­нить до приобретения. Информация о приборах климатического кон­троля и других технических средствах публикуется ВНИИДАД в еже­годных перечнях, а также в рекламно-технической информации мно­гих фирм.