- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій метрологія, технологічні вимірювання та прилади
- •До виконання лабораторних робіт
- •Київ нухт 2010
- •Лабораторна робота № 1-т-р вимірювання тиску. Перетворювачі надлишкового тиску sitrans р серії z та zd
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Теоретичні відомості
- •3.1. Тиск. Основні поняття. Одиниці вимірювання тиску
- •3.2. Класифікація манометрів по виду вимірюваного тиску
- •3.3. Принцип дії вимірювального перетворювача надлишкового
- •3.3.1. Загальна теорія та конструкція тензометричних перетворювачів.
- •3.3.2. Загальна структурна схема та конструкція перетворювача
- •3.3.3. Загальна структурна схема та конструкція перетворювача
- •Основні технічні та метрологічні характеристики Sitrans p zd та z:
- •3.3.4. Цифровий реєстратор Sirec ds.
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Обробка результатів вимірювання.
- •Лабораторна робота № 2-т-дм деформаційні манометри
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальна теорія деформаційних та вагопоршневих манометрів
- •3.1. Деформаційні манометри
- •3.3. Диференціально-трансформаторні вимірювачі тиску.
- •3.4. Електроконтактний манометр типу екм
- •3.5. Пневмоелектричні перетворювачі.
- •3.6. Вагопоршневі манометри .
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •5.2. Перевірення трубчастого манометра з дтп у комплекті з рм1.
- •5.3. Перевірення електроконтактного мановакуумметра екмв.
- •6. Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота № 3 –т- ds вимірювання різниці тисків. Перетворювач диференціального тиску sitrans р ds III
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості.
- •3.1.Класифікація манометрів за принципом дії.
- •3.2. Рідинні манометри та дифманометри
- •3.3. Електропневматичний перетворювач та електричні манометри опору
- •3.4. Перетворювач Sitrans p ds III
- •3.5. Загальна методика вимірювання тиску
- •Властивості ланцюгу передачі тиску.
- •4. Методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання перевірення.
- •6. Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота № 4 - t – tf2 термометри опору. Перетворювач “ sitrans tf2 ”
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні теоретичні відомості про термометри опору
- •3.2. Теоретичні відомості про перетворювач Sitrans tf2
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5 - t – то 2/3 дослідження підключення термометрів опору до вторинних приладів за схемами в два та три проводи
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальна теорія мостових схем
- •3.2. Нормувальні перетворювачі для термометрів опору
- •3.3. Двоканальний мікропроцесорний вимірювач трм 200 Призначення:
- •Основні функціональні характеристики:
- •Технічні характеристики:
- •4. Опис лабораторної установки та перелік приладів лабораторного стенду
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •Контактні термоелектричні перетворювачі (термопари)
- •3.2. Компенсаційний метод вимірювання терс термопари.
- •3.3.Термоелектричний перетворювач “Ni - Cr/Ni ” з вимірювальним перетворювачем “sitrans tk/tk – h”
- •3.4.Манометричні термометри (мт)
- •4.Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 7 -т – л - д логометр та автоматичний реєструвальний прилад диск-250
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.3Агальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальна теорія приладів магнітоелектричної системи
- •3.2. Будова та робота мілівольтметра
- •3.3. Будова та робота промислового логометра
- •3.4. Принцип дії та склад приладу реєстрації вимірювань диск-250
- •4.Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювання.
- •Лабораторна робота № 8- р - lu ультразвукові рівнеміри “probe lu” та “Multi Ranger 100 “
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні поняття про ультразвук та його випромінювання
- •3.2 Загальна структурна схема ультразвукових рівнемірів (ехолотів)
- •3.3. Ультразвуковий рівнемір MultiRanger 100 з сенсором xrs – 10.
- •3.4. Ультразвуковий рівнемір Sitrans Probe lu
- •4.Методика і завдання до лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Радіохвильові методи вимірювання рівня
- •3.2.Радарний рівнемір sitrans lr 200
- •Особливі ознаки lr 200:
- •4.Методика і завдання до лабораторної роботи
- •5.Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Ємнісний метод вимірювання рівня.
- •3.1. Ємнісний рівнемір Sitrans lc 300
- •3.3. Електричні сигналізатори рівня
- •4. Завдання та методика до виконання роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •Контрольні питання.
- •Лабораторна робота № 11 – p/г – гп
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Основні поняття про густину речовини і методи її вимірювання
- •3.2. Гідростатичний принцип вимірювання густини та рівня речовин
- •3.2.1 Гідростатичні рівнеміри та густиноміри.
- •3.2.2. П’єзометричні рівнеміри та густиноміри.
- •3.3. Перетворювач пнемо-електричний пте-4
- •Принцип роботи.
- •3.4. Перетворювачі тиску типу kpt-c.
- •Конструкція і робота крт-с
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •Лабораторна робота № 12 - в - fм магніто-індукційний витратомір sitrans fm mag 6000
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні відомості про вимірювання витрати та кількості речовини
- •3.2. Загальна теорія магніто-індукційного методу вимірювання витрати
- •3.3. Призначення, склад та структурна схема Sitrans fm mag 6000.
- •Основні функції та технічні характеристики.
- •3.4. Принцип дії водоміра схвк-1,5
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •Опис лабораторної установки та перелік приладів
- •6. Порядок проведення перевірення mag 6000
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 13 - b - c принципи вимірювання витрати та маси сипких матеріалів і визначення класу точності зв
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1.Принципи та методи вимірювання витрати і маси сипких матеріалів.
- •3.2. За принципом дії вимірювальні перетворювачі маси
- •3.3.Принцип дії магнітопружного ваговимірювального пристрою.
- •3.3.1. Структурна схема магнітопружного пристрою
- •3.3.3. Вторинний пристрій та робота його складових.
- •3.4. Загальна методика проведення метрологічної атестації зв
- •4. Опис лабораторної установки
- •5. Методика метрологічної атестації засобів вимірювання (пристрою для вимірювання ваги).
- •5.1. Умови проведення атестації
- •5.2. Операції та засоби атестації.
- •5.3. Перевірення працездатності пристрою
- •5.4. Визначення основної похибки в нормальних умовах
- •5.5. Обробка результатів вимірювань
- •5.6. Висновок
- •6. Оформлення графіків
- •Лабораторна робота № 14- b - р витратоміри змінного та постійного перепаду тиску (ротаметр f va Trogflux)
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості про витратоміри змінного та постійного перепаду тиску
- •3.1. Метод змінного перепаду тиску.
- •3.3. Комбіновані дросельні перетворювачі.
- •3.4. Призначення та конструкція витратоміра Sitrans f va Trogflux
- •3.5. Призначення та конструкція витратоміра рм1
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Опрацювання результатів проведених спостережень.
- •Контрольні запитання.
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Основні теоретичні відомості
- •3.2. Витратомір – густиномір Sitrans fc Massflo фірми «Siemens»
- •3.3. Вимірювальний мікропроцесорний перетворювач mass 6000 витратоміра Sitrans fc Massflo
- •4. Перелік приладів лабораторного стенду
- •5. Опис лабораторної установки
- •6. Порядок проведення перевірення mass 6000 по водоміру схвк—1,5
- •7. Опрацювання результатів проведених спостережень.
- •Контрольні запитання.
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Вологість та методи її вимірювання.
- •3.2. Ввимірювання вологості твердих та сипких матеріалів
- •3.4.Психрометричний метод вимірювання вологості в газових середовищах
- •3.4.1. Структурна схема первинного вимірювального
- •3.4.2. Електрична схема вторинного приладу автоматичного психрометра
- •3.4.3. Структурна схема та основні технічні характеристики вимірювача-регулятора «овен мпр51 щ4»
- •4. Перелік приладів і обладнання та їх технічна характеристика
- •5. Опис установки
- •6. Порядок виконання роботи
- •7. Обробка результатів вимірювання
- •Лабораторна робота № 17 – а. Аналізатори складу рідин та газів. Промисловий рН-метр pH -101п
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальна теорія
- •3.1. Класифікація та коротка характеристика аналізаторів складу рідин
- •3.2. Класифікація та коротка характеристика газоаналізаторів
- •3.3. Потенціометричний метод аналізу складу рідин.
- •3.4. Промисловий рН-метр фірми «Діліс»
- •Бвс виконує функції:
- •Бувс виконує функції:
- •3.5. Промисловий газоаналізатор «окси-5м»
- •4. Методика виконання лабораторної роботи та прилади
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Література
3.2. Класифікація та коротка характеристика газоаналізаторів
Газоаналізатори – це ЗВ, що призначені для отримання інформації про значення концентрації вимірюваного компоненту або суміші компонентів в досліджуємій газовій суміші. За їх допомогою можна аналізувати склад і рідких
чи твердих речовин, доводячи їх до газового стану.
Принципи, відповідно до яких побудовані прилади газового аналізу, ділять на наступні групи: ■хімічні, ■теплові, ■магнітні, ■радіоізотопні, ■електричні, ■оптичні, ■сорбційні та інші.
■ До хімічних відносяться газоаналізатори, що грунтуються на використовуванні хімічних реакцій, при яких із визначеної порції газової суміші видаляють (наприклад, випалюванням) неохідний компонент і його вміст визначається по зменшенню об’єму аналізованої порції.
■ До теплових відносяться газоаналізатори, що грунтуються на
вимірювання теплопровідності газової суміші або корисного теплового ефекту
реакції каталітичного окислення. Відповідно розрізняють теплові аналізатори:
● теплопровідності (термокондуктометричні);
● теплового ефекту каталітичної реакції (термохімічні).
● Термокондуктометричні газоаналізатори використовують процес тепло- перенесення в газах під дією градієнта температур і використовуються для аналізу бінарних газових сумішей, в яких всі компоненти, крім досліджуємого, мають одинакову теплопровідність, наприклад, відносна теплопровідність у % для деяких газів складає: повітря -100; водяна пара – 97; СО – 96; О2 – 102; N2 – 100, а SO2 – 34; СO2 – 61; H2 - 713. Так як теплопровідність СO2 майже в два рази менша теплопровідності повітря, СО, О2 та N2, то термокондуктометри і використовуються, наприклад, для аналізу СO2 в димових газах.
ДЖС
А
а) б)
Рис. 1. Спрощені схеми: а) - термокондуктометричного та б) - термомагнітного газоаналізаторів (А.с. – аналізована суміш).
В основу принципу дії положено вимірювання опору нагрітого електричним струмом терморезистора, виготовленого із платинового дроту, що перебуває в атмосфері газу, температура якої (а, отже, і опір терморезистора) у результаті теплообміну між терморезистором і газом визначаються концентрацією вимірюваного газу (чим більша концентрація газу, тим більшою є його теплопровідність і тим більше нагрітий терморезистор віддає газу свого тепла).
Газоаналізатор (рис.1,а) вміщує чотири елементи теплопровідності у вигляді
циліндричних капсул: R1 та R3 , з незмінним еталонним (порівняльним) газом, та R2 і R4, через які безперервно пропускається аналізована робоча газова суміш, температуру та витрати якої стабілізують. Коли теплопровідність (концентрація) аналізованого та еталонного газів одинакова, міст зрівнова-жують резистором R0. Зміна теплопровідності (концентрації) робочої суміші приводить до розбалансування мостової схеми. Сигнал розбалансу, що про-
порційний концентрації робочої суміші, вимірюється вторинним приладом 5. ●
Термохімічні газоаналізатори мають аналогічну мостову схему. Аналізо-
ваний газ спалюється у колонці з каталітичною насадкою, а двома ТО вимі-
рюється різниця температур газу до та після його спалювання, яка є мірою вимірюваної концентрації.
■ В основу принципу дії магнітних газоаналізаторів покладено взаємодію аналізованого компонента газової суміші з магнітним полем, характер якої залежить від магнітних властивостей компонента.
Кількісно магнітні властивості газів характеризуються значеннями магніт-ної сприйнятливості: об’ємної ( κ) та (масової) питомої (χ), між якими існує наступна залежність: χ = κ/ρ, де ρ – густина газу. Відповідно всі гази за ха-рактером і абсолютним значенням магнітних властивостей ділять на парамаг-нітні (парамагнетики), в яких κ > 0 і які втягуються у магнітне поле, та діамаг-нітні (діамегнетики), в яких κ < 0 і вони виштовхуються з магнітного поля.
Майже всі гази є діамагнетиками або дуже слабими парамагнетиками, і лише кисень є сильним парамагнетиком. Тому для непереривного вимірювання об’ємної частки кисню в двокомпонентних газових сумішах (кисень-азот, кисень-аргон, кисень-гелій, кисень-метан, кисень-водень і т.ін.) використовуються магнітні аналізатори. Останні в свою чергу поділяють на:
● термомагнітні, в яких використовується ефект зміни значення κ для
кисню від κ > 0 до значення κ < 0 (перехід парамагнетика у діамагнетик) у
разі переходу його температури через точку Кюрі (≈80 °С);
● магнітомеханічні – використовується ефект виникнення виштовхуваль-ної сили, яка діє на тіло, що розміщене у нерівномірному магнітному полі, і яка пропорційна різниці магнітних сприйнятностей цього тіла та аналізованої газової суміші, що вміщує кисень, і оточує тіло.
ПВП термомагнітного газоаналізатора (рис.1,б) виконано у вигляді тороподібної порожнистої проточної камери 1 з поперечною трубчастою перемичкою 3, в середині якої розташовані (або намотані на неї ззовні) підіг-рівні ідентичні резистори R1 і R2 (виготовлені із платинового дроту), темпера-тура яких залежить від швидкості омивання їх аналізованою сумішшю і які ввімнені у незрівноважену мостову схему. Витрати аналізованої суміші (А.с.) через ПВП стабілізують, а сам ПВП термостатується за температури 45°С.
Якщо в газовій суміші є кисень, то вона втягується у в магнітне поле
постійного магніту 2, розміщеного у лівого кінця трубки 3. Там кисень розігрівається резистором R1 до температури, що вище за точку Кюрі, переходить із стану парамагнетика в стан діамагнетика і виштовхується із магнітного поля, утворюючи так званий «магнітний вітер» - потік газової суміші зліва на право. Витрати потоку газової суміші через трубку 3 пропорційні концентрації кисню в суміші. Під дією потоку газової суміші через трубку 3 резистор R1 дещо охолоджується за рахунок постійного надходження не розігрітого газу, а резистор R2 навпаки – додатково нагрівається розігрітим газом, що виштовхується, в наслідок чого виникає різниця між значеннями цих опорів, яка приводить в свою чергу до розбалансування мостової схеми, а величина напруги розбалансу пропорційна концентрації кисню і вимірюється
вторинним приладом. ПВП
Під час пропускання через ПВП контрольного газу, в якому немає кисню,
схема моста зрівноважується змінним резистором. Діапазон концентрації
вимірювання таких газоаналізаторів становить від 0÷100% , класи точності – 2,5÷5,0 (залежно від діапазону вимірювань), час реагування - 40÷120 с.
■ Абсорбційні газоаналізатори – принцип роботи грунтується на селективній здатності газів до поглинання електромагнітних хвиль певної довжини. Для вимірювання концентрацій використовується випромінювання майже всього спектра електромагнітних коливань: видимої (фотоколориметри), інфрачервоної (оптикоакустичні) та ультрафіолетового частин спектра.
■ П’єзоелектричні газоаналізатори - принцип роботи грунтується на
вимірюванні зменшення резонансної частоти коливань кварцового кристала (власна частота 9 МГц, діаметр 10÷16 мм, товщиною-0,2мм) при збільшенні адсорбції на його поверхню, що покрита сорбентом, сорбату.