Даний прилад являє собою особливий спиртовий термометр зі шкалою або 33-40 ° С. Спочатку кататермометр був сконструйований для виміру охолоджуючого впливу температури повітря на тіло людини. Надалі було показано, що кататермометр не чути втрати тепла з поверхні шкіри людини, не враховує впливу теплового випромінювання, яке надає значний вплив на тепловий обмін організму. В даний час застосовується практично виключно для вимірювання малих швидкостей руху повітря, хоча, користуючись кататермометром, можна орієнтовно визначити, з якими його показаннями при різних умовах виробничої діяльності збігається оптимальне самопочуття людей, і оцінити охолоджуючу здатність метеорологічних факторів (температури і швидкості руху повітря).
Принцип роботи кататермометра кульового полягає в тому, що швидкість зниження температури приладів залежить крім температури повітря від швидкості його руху. При роботі з кататермометром вимірюють час зниження температури з 38 до 35 ° С, 39 до 34 ° С, 40 до 33 ° С. Більш точні результати вимірювання забезпечує діапазон температур 40 до 33 ° С. Неважко помітити, що середньо значення зазначених температурних перепадів завжди одно 36,5 ° С, тобто середній температурі людини. Це дозволяло при початковому призначенні приладу в якійсь мірі імітувати охолоджуючу дію повітря на організм людини ( «охолоджуюча здатність повітря»).
У процесі охолодження з 1 см 2 поверхні резервуара кататермометра втрачається постійне кількість тепла. Ця величина (катафактор) є константою (сталою величиною) приладу і позначається на кожному кататермометра у вигляді його постійного фактора, вираженого в Мкал / см 2.
У верхній частині приладу над стовпчиком з пофарбованим спиртом є розширена порожнину ( «торічеллева порожнеча»).
У нижній частині приладу розташований резервуар зі спиртом.
Перед вимірюванням кататермометр опускають у воду при температурі 65-80 ° С і тримають, поки спирт заповнить не менше половини розширення капіляра. Після цього кататермометр ретельно витирають (дуже важливо, так як випаровування вологи призведе до додаткового збільшення швидкості подальшого зниження температури, а значить до спотворення результатів), вішають на штатив в точці вимірювання і за секундоміром встановлюють час охолодження в зазначених вище інтервалах температур. Дуже важливо, щоб кататермометр в період спостереження знаходився в нерухомому стані, в іншому випадку імітуватиметься додатковий рух повітря. Вимірювання в одній точці повторюють кілька разів, відкидають перший результат, а з наступних виводять середнє значення величини охолодження (Н). Обчислення величини охолодження по кататермометра виробляє за формулою:
Н - шукана величина охолодження, Мкал;
- константа, Мкал / см 2'град.);
Т1 - Т2 - інтервали температур в ° С (40-33 або 39-34);
а - число секунд, протягом яких стовпчик спирту опустився в відповідних температурних інтервалах;
За величиною охолодження (Н) і значенням температури повітря в період дослідження швидкість руху повітря обчислюють за формулами:
для швидкості руху повітря <1 м/с ( до 0,6)
для швидкості руху повітря> 1 м / с (> 0,6)
У наведених формулах прийняті такі умовні позначення:
V - шукана швидкість руху повітря, м / с;
Н - величина охолодження сухого кататермометра, Мкал;
Q - різниця між середньою температурою тіла (36,5 ° С) і температурою навколишнього повітря, ° С;
0,20 і 0,40; 0,13 і 0,47 - емпіричні коефіцієнти.
Приклад визначення швидкості руху повітря за допомогою кульового кататермометра. Дослідником проводилося визначення швидкості руху повітря в навчальній кімнаті 302 навчального корпусу № 4 ГОУ ВПО «ВГМУ Мінздоровсоцрозвитку Росії» за допомогою кульового кататермометра при температурі повітря в період спостереження 20 ° С. катафактор (F) приладу - 573 Мкал / см 2. Перший результат вимірювання часу падіння температури приладу з 40 до 33 ° С, як зазначалося вище, був відкинутий. Наступні три виміри показали відповідно час 210, 221 і 205 секунд. При розрахунку середнього часу виходить результат: (210 + 221 + 205). 3 = 636. 3 = 212 с.
Далі, знаходимо величину охолодження Н, підставляючи в формулу відповідні значення:
Знаходимо величину. яка буде дорівнює:
Швидкість руху повітря в навчальній аудиторії <1 м/с, так как H/Q <0,6. Подставляем найденные величины в соответствующую, указанную выше формулу, и рассчитываем скорость движения воздуха:
Для прискорених і наближених розрахунків швидкості руху повітря можна користуватися спеціальними таблицями (таблиці 2 і 3). Якщо дослідження проводилися в умовах, представлених в попередньому прикладі, де величина H / Q була рівною 0,38, то на перетині горизонтальної прямої, що відповідає зазначеній величині, з колонкою, відповідної 20 ° С, знаходимо результат по таблиці - 0,239 м / с.