Informasi umum tentang pengukuran teknis dalam rekayasa panas. Pengukuran termal dan perangkat Sistem status perangkat (GSP). Alat ukur: konsep dan klasifikasi

2 PEMILIHAN METODE DAN SARANA PENGUKURAN PARAMETER TEKNOLOGI DAN KARAKTERISTIK PERBANDINGANNYA

2.1 Karakteristik komparatif dan pemilihan metode dan sarana pengukuran rekayasa panas

2.1.1 Pengukuran suhu

Salah satu parameter yang harus / 5 / tidak hanya memantau, tetapi juga sinyal nilai maksimum yang diijinkan adalah suhu. Suhu di dalam autoklaf akan diukur.

Kami akan membuat daftar metode utama untuk mengukur suhu dan memberikan karakteristik singkatnya. Untuk mengukur suhu, berikut ini digunakan: termometer ekspansi, termometer manometrik, termometer termoelektrik, termometer hambatan dan pirometer radiasi.

1) Termometer pemuaian didasarkan pada prinsip perubahan volume cairan (cair) atau dimensi linier padatan (bimetalik dan dilatometrik) dengan perubahan suhu. Termometer ekspansi cair digunakan untuk pengukuran suhu lokal mulai dari -150 hingga +600 0 C. Keuntungan utama termometer ini adalah kesederhanaan, biaya rendah, dan akurasi. Instrumen ini sering digunakan sebagai instrumen referensi. Kekurangan - ketidakmungkinan perbaikan, kurangnya perekaman otomatis dan kemungkinan mentransmisikan bacaan dari jarak jauh. Batas pengukuran termometer bimetalik dan dilatometrik adalah dari - 150 hingga +700 0 , kesalahan 1-2%. Paling sering mereka digunakan sebagai sensor untuk sistem kontrol otomatis.

2) Termometer pengukur. Prinsip pengoperasian termometer manometrik / 5 / didasarkan pada perubahan tekanan zat cair (cair), campuran uap-cair (pengembunan) atau gas (gas), yang berada dalam volume tertutup, ketika suhu berubah. . Mereka terdiri dari elemen penginderaan (bohlam termal), kapiler penghubung dan perangkat sekunder - pengukur tekanan. Kelas akurasi termometer manometrik adalah 1,6 - 4. Mereka digunakan untuk pengukuran suhu jarak jauh (hingga 60 meter) dalam kisaran dari - 160 hingga + 600 0 . Keuntungannya adalah kesederhanaan desain dan pemeliharaan, kemungkinan pengukuran jarak jauh dan perekaman otomatis pembacaan. Juga, keuntungannya termasuk keamanan ledakan dan ketidakpekaannya terhadap medan magnet dan listrik eksternal. Kekurangan - akurasi rendah, inersia yang signifikan dan jarak yang relatif pendek untuk transmisi pembacaan jarak jauh.

3) Termometer tahanan. Tindakan termometer resistansi didasarkan pada sifat logam dan semikonduktor untuk mengubah hambatan listriknya dengan perubahan suhu.

Termokopel resistansi: platinum (TSP) digunakan untuk pengukuran jangka panjang dalam kisaran dari 0 hingga +650 0 ; tembaga (TCM) untuk mengukur suhu dalam kisaran dari –200 hingga +200 0 .

Jembatan seimbang elektronik otomatis dengan kelas akurasi 0,25 hingga 0,5 digunakan sebagai perangkat sekunder. Termokopel resistansi, lengkap dengan jembatan keseimbangan elektronik otomatis, memungkinkan Anda mengukur dan mencatat suhu dengan akurasi tinggi, serta mengirimkan informasi jarak jauh.

4) pirometer radiasi. Pengoperasian pirometer radiasi didasarkan pada perubahan intensitas padatan yang dipanaskan dengan perubahan suhunya. Karena kenyataan bahwa intensitas radiasi termal menurun tajam dengan penurunan suhu benda, pirometer digunakan terutama untuk mengukur suhu dari 300 hingga 6000 0 dan lebih tinggi. Untuk mengukur suhu di atas 3000 0 , metode pirometri praktis adalah satu-satunya metode, karena non-kontak, yaitu, tidak memerlukan kontak langsung dari sensor perangkat dengan objek pengukuran. Secara teoritis, batas atas pengukuran suhu dengan pirometer radiasi tidak terbatas. Kesalahan pirometer radiasi adalah 0,5 - 2%. Kerugian dari pirometer radiasi adalah bahwa perlu untuk memperkenalkan koreksi untuk tingkat kegelapan tubuh yang suhunya sedang diukur.

5) Konverter termoelektrik. Prinsip pengoperasian konverter termoelektrik (termokopel) didasarkan pada efek termoelektrik: penampilan termo-ggl. dalam rangkaian tertutup yang terdiri dari dua konduktor yang berbeda, jika persimpangan mereka memiliki suhu yang berbeda. Transduser pengukur utama yang paling tersebar luas dari termometer tersebut saat ini diterima: transduser platinum-rhodium - platinum (TPP) dengan rentang pengukuran dari 0 hingga + 1300 0 ; konverter chromel-copel (TChK) dengan rentang pengukuran dari -50 hingga + 600 0 dan konverter chromel-alumel (ТХА) dengan rentang pengukuran dari -50 hingga + 1000 0 .200 0 , dan untuk konverter TPP dan TXA pada 300 0 Untuk mengukur suhu yang lebih tinggi, berikut ini digunakan: platinum-rhodium (TPR) dengan batas atas - 1800 0 ; tungsten (TBR) - 2500 0 konverter.

Sebagai perangkat sekunder untuk termometer termoelektrik, milivoltmeter dan potensiometer otomatis kelas akurasi 0,25-0,5 digunakan, yang menggunakan metode pengukuran kompensasi. Konverter termoelektrik, lengkap dengan potensiometer otomatis, memungkinkan Anda mengukur dan mendaftarkan suhu dengan akurasi tinggi dan mengirimkan pembacaan jarak jauh.

Mengacu pada karakteristik di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa tidak diinginkan untuk menggunakan pirometer radiasi untuk mengukur suhu. Pyrometer dirancang untuk mengukur suhu tinggi, tetapi dalam proses ini diperlukan untuk mengukur suhu yang relatif rendah. Karena itu, dalam hal ini, termometer resistansi paling cocok. Untuk mengukur suhu di dalam autoklaf, kita akan menggunakan termometer resistansi tipe TCM / 6 /, yang rentang pengukuran suhunya adalah dari –200 hingga +200 0 Mari kita berikan karakteristik utama dari termometer resistansi yang dipilih.

Tujuan: termokopel tahan tembaga TSM Metran 203 dan TSM Metran 204 dirancang untuk mengukur suhu media non-agresif kimia cair dan gas, serta bahan fitting pelindung yang agresif dan tidak merusak. Jumlah elemen penginderaan: 1, 2.

: 50М - untuk Metran 203; 100M - untuk TSM Metran 204.

Kelas toleransi: B atau C. Rentang suhu terukur: -50 ... 150 ° C (untuk kelas toleransi B), -50 ... 180 ° C (untuk kelas toleransi C).

Tingkat perlindungan terhadap debu dan air: IP65 sesuai dengan GOST 14254.

Berat: 0,2 hingga 1,3 kg tergantung pada panjang bagian pemasangan.

Modifikasi iklim: U1.1 sesuai dengan GOST 15150, tetapi untuk suhu sekitar dari -45 ° hingga 60 ° C; T3 sesuai dengan GOST 15150, tetapi untuk suhu sekitar dari -10 ° C hingga 45 ° C dengan kelembaban relatif hingga 98% pada suhu 35 ° C.

Sebagai perangkat sekunder, kami akan menggunakan / 10 / meter-regulator teknologi Metran-950, rentang pengukuran dari -50 hingga 200 o C. Batas dasar pengurangan kesalahan saluran pengukuran adalah ± 0,2%, konversi saluran adalah ± 0,4%

2.1.2 Pengukuran tekanan

Tergantung pada nilai yang diukur, alat pengukur tekanan dibagi menjadi: manometer (untuk mengukur tekanan berlebih sedang dan besar); pengukur vakum (untuk mengukur debit sedang dan besar); meter manovacuum; pengukur tekanan (untuk mengukur tekanan berlebih rendah (hingga 5000 Pa); meter traksi (untuk mengukur debit kecil (hingga ratusan Pa)); pengukur draf; pengukur tekanan diferensial (untuk mengukur perbedaan tekanan); barometer (untuk mengukur tekanan atmosfer).

Menurut prinsip operasi, alat pengukur tekanan dibagi menjadi cairan, pegas, piston, listrik dan radioaktif.

Dalam perangkat cair, tekanan atau vakum yang diukur diseimbangkan dengan tekanan kolom cairan (merkuri, air, alkohol, dll.). Ada beberapa jenis perangkat cair yang berbeda satu sama lain dalam desain. Mereka digunakan untuk kalibrasi, commissioning, dan pekerjaan penelitian. Varietas instrumen cair adalah float, bell dan ring gauge. Manometer cair modern memiliki rentang pengukuran dari 0,1 Pa hingga 0,25 MPa dan kelas akurasi dari 0,5 hingga 1,5.

Dalam perangkat pegas, tekanan atau vakum yang diukur diseimbangkan oleh kekuatan elemen elastis (pegas tubular, diafragma, bellow, dll.), Deformasi yang, sebanding dengan tekanan, ditransmisikan melalui tuas ke panah atau stylus perangkat. Ketika tekanan dilepaskan, elemen sensitif kembali ke posisi semula karena deformasi elastis. Pengukur tekanan ini diproduksi untuk tekanan hingga 1600 MPa, kelas akurasi dari 0,6 hingga 2,0. Karena kesederhanaan dan keandalan desain, dimensi kecil, akurasi tinggi, dan rentang pengukuran yang luas, mereka banyak digunakan.

Dalam pengukur tekanan piston, tekanan yang diukur ditentukan oleh besarnya beban yang bekerja pada piston dari area tertentu, yang dipindahkan dalam silinder yang diisi dengan oli. Manometer piston memiliki kelas akurasi tinggi 0,02; 0,05 dan 0,2, dan rentang pengukuran yang luas dari 0,1 MPa hingga 0,25 GPa, sehingga biasanya digunakan untuk memverifikasi jenis pengukur tekanan lainnya.

Tindakan alat ukur tekanan listrik didasarkan pada perubahan sifat listrik (resistansi, kapasitansi, induktansi) bahan tertentu ketika tekanan diterapkan pada mereka.

Dalam perangkat radioaktif, tekanan yang diukur ditentukan oleh perubahan derajat ionisasi yang dihasilkan oleh radiasi dan rekombinasi ion.

Dua kelompok perangkat terakhir digunakan untuk mengukur tekanan yang berubah dengan cepat, tekanan yang sangat tinggi. Keuntungan: inersia rendah, kemungkinan penempatan di tempat yang sulit dijangkau dan kesalahan yang cukup kecil (2%), kerugian: ketergantungan pada perubahan suhu.

Jadi, dalam proses ini, disarankan untuk menggunakan sensor tekanan berukuran kecil Metran-55. Sensor ini / 7 / memiliki rentang tekanan terukur: minimum 0-0,06 MPa dan maksimum 0-100 MPa. Memberikan akurasi yang dibutuhkan sebesar 0,25%. Sensor memiliki desain tahan ledakan, tingkat perlindungan terhadap debu dan air adalah IP55. Sinyal keluaran bersatu - 4 - 20 mA. Sensor memiliki keuntungan sebagai berikut: rentang penyesuaian ulang 10: 1, diagnostik mandiri berkelanjutan, filter interferensi radio internal, elektronik mikroprosesor, kemampuan untuk dengan mudah dan nyaman mengonfigurasi parameter dengan dua tombol.

Sensor terdiri dari transduser tekanan, unit pengukur dan transduser elektronik.

Tekanan terukur disuplai ke rongga kerja sensor dan bekerja langsung pada membran pengukur pengukur regangan, menyebabkannya menekuk.

Elemen penginderaan adalah pelat safir kristal tunggal dengan pengukur regangan film silikon, terhubung ke pelat logam pengukur regangan. Pengukur regangan dihubungkan dalam rangkaian jembatan. Deformasi diafragma pengukur menyebabkan perubahan proporsional dalam resistansi pengukur regangan dan ketidakseimbangan dalam rangkaian jembatan. Sinyal listrik dari output rangkaian jembatan sensor memasuki unit elektronik, di mana ia diubah menjadi sinyal arus terpadu.

Sensor memiliki dua mode operasi:

Mode pengukuran tekanan;

Pengaturan parameter pengukuran dan mode kontrol.

Sebagai perangkat sekunder, kami menggunakan "Disk-250DD" untuk mengukur, mendaftarkan, dan memberi sinyal deviasi tekanan dari nilai yang ditetapkan. Output sinyal terpadu 0-5mA, 4-20mA.

2.1.3 Pengukuran aliran

Jenis utama pengukur aliran meliputi: pengukur penurunan tekanan variabel, pengukur penurunan tekanan konstan, pengukur aliran kepala kecepatan, pengukur aliran elektromagnetik (induksi), pengukur akustik pusaran.

1) Flowmeters dengan tekanan diferensial variabel / 5 / banyak digunakan dalam industri kimia, karena memberikan kemampuan untuk beroperasi dalam berbagai laju aliran, mengukur aliran cairan, gas dan uap pada berbagai suhu dan tekanan, relatif tinggi akurasi pengukuran. Saat mengukur laju aliran dengan metode ini, hal-hal berikut diperlukan: zat, laju aliran yang diukur, harus menempati seluruh bagian pipa dan lubang, aliran dalam pipa harus stabil, fase keadaan tidak boleh berubah ketika zat melewati perangkat lubang. Instrumen jenis ini tidak dapat digunakan untuk mengukur aliran cairan kental. Diafragma, nozel dan nozel Venturi digunakan sebagai perangkat penyempitan. Diafragma adalah piringan tipis yang dipasang pada pipa sehingga lubang pada piringan konsentris dengan kontur bagian dalam penampang pipa. Ketika aliran melewati lubang, penurunan tekanan dibuat, yang dapat digunakan untuk menilai laju aliran. Penurunan tekanan tergantung pada laju aliran, tekanan medium, dan densitas zat.

Deskripsi Singkat

Bata silikat adalah produk ramah lingkungan. Dalam hal indikator teknis dan ekonomi, ini secara signifikan lebih unggul dari batu bata tanah liat. Produksinya memakan waktu 15 ... 18 jam, sedangkan produksi batu bata tanah liat - 5 ... 6 hari dan lebih. Intensitas tenaga kerja dan konsumsi bahan bakar dibelah dua, dan biaya berkurang 15 ... 40%.

Isi

Pendahuluan ……………………………………………………………………… .... 6
1. Analisis proses teknologi ……………………………………….… 7
1.1 Proses fisikokimia untuk produksi batu bata pasir-kapur ... 7
1.1.1 Proses fisika dan kimia pengapuran kapur ... .. ……… .. ... 7
1.1.2 Proses autoklaf …………………. …………. delapan
1.1.3 Proses pengerasan batu bata silikat ………………… ... 10
1.2 Deskripsi proses teknologi produksi batu bata pasir-kapur ……………………………………………………………………… .... 12
1.3 Peralatan produksi utama ……………………… .. …… .. 13
1.3.1 Silo ………………………………………………………… ..13
1.3.2 Pabrik bola ………………………………………… .... 14
1.3.3 Tekan ………………………………………………………… ... 15
1.3.4 Autoklaf ……………………………………………………… 15
1.4 Pemilihan dan pembenaran parameter teknologi normal
modus ………………………………………………………. ……………………. enambelas
2. Pilihan metode dan sarana untuk mengukur parameter teknologi dan karakteristik komparatifnya ……………………… .. ………………………. delapan belas
2.1 Karakteristik komparatif dan pilihan metode dan cara pengukuran teknik panas …………………………………………………. delapan belas
2.1.1 Pengukuran suhu ……………………………………… .. 18
2.1.2 Pengukuran tekanan .. ……………………………………… …… 21
2.1.3 Pengukuran aliran ………… .. …………………………………. 24
2.1.4 Pengukuran level ……………………………………………… 27
2.1.5 Pengukuran kelembaban ………………………………………… .. 31
2.1.6 Pengukuran berat badan ………………………………………………. 34
2.1.7 Sensor posisi ………………………………………… ..35
3. Deskripsi skema kontrol otomatis parameter teknologi ………………………………………………………………… ... 39
4. Perhitungan alat ukur dan penentuan utamanya
karakteristik ……………………………………………………………… ... 42
5. Pemasangan sistem kendali pada objek pengukuran ………………………… 44
Kesimpulan ……………………………………………………………………… 45
Daftar Pustaka …………………………………………………………

Metode pengukuran

Metode pengukuran dipahami sebagai seperangkat teknik untuk menggunakan prinsip dan alat ukur.

Prinsip pengukuran dipahami sebagai serangkaian fenomena fisik yang menjadi dasar pengukuran, misalnya, pengukuran suhu menggunakan efek termoelektrik, pengukuran laju aliran cairan dengan penurunan tekanan di perangkat orifice.

Proses pengukuran, metode pelaksanaannya, dan alat pengukuran yang digunakannya bergantung pada nilai yang diukur, metode yang ada, dan kondisi pengukuran.

Dalam praktik metrologi, selain jenis pengukuran yang dipertimbangkan, jenis pengukuran kumulatif dan gabungan digunakan.

Tergantung pada tujuan dan akurasi yang diperlukan untuk mereka, pengukuran dibagi menjadi laboratorium (tepat) dan teknis.

Saat melakukan pengukuran termal, metode penilaian langsung, metode perbandingan dengan ukuran dan metode nol banyak digunakan.

Metode penilaian langsung dipahami sebagai metode pengukuran di mana nilai besaran terukur ditentukan langsung dari alat baca alat ukur kerja langsung, misalnya pengukuran tekanan dengan manometer, pengukuran suhu dengan termometer, dll. Ini adalah yang paling umum, terutama di lingkungan industri.

Metode perbandingan dengan ukuran - metode di mana nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai ukuran yang dapat direproduksi, misalnya, pengukuran e. dll dengan. termometer termoelektrik atau tegangan DC pada kompensator dengan perbandingan e. dll dengan. barang biasa. Hal ini sering disebut kompensasi.

Nol adalah metode di mana pengaruh besaran yang diukur sepenuhnya seimbang dengan pengaruh besaran yang diketahui, sehingga sebagai akibatnya, aksi timbal baliknya dikurangi menjadi nol. Perangkat yang digunakan dalam kasus ini hanya berfungsi untuk menetapkan fakta bahwa keseimbangan telah tercapai, dan pada saat ini pembacaan perangkat menjadi sama dengan nol. Perangkat yang digunakan dalam metode nol tidak mengukur apa pun dengan sendirinya dan oleh karena itu biasanya disebut nol. Metode nol memiliki akurasi pengukuran yang tinggi. Perangkat null yang digunakan untuk menerapkan metode ini harus memiliki sensitivitas tinggi. Konsep presisi tidak berlaku untuk instrumen nol. Keakuratan hasil pengukuran, yang dihasilkan oleh metode nol, terutama ditentukan oleh keakuratan ukuran teladan yang digunakan dan sensitivitas perangkat nol.

Informasi umum tentang alat ukur

Alat ukur adalah alat teknis yang digunakan dalam pengukuran dan mempunyai sifat kemetrologian yang dinormalisasi – ciri-ciri sifat alat ukur yang mempengaruhi hasil dan kesalahan pengukuran.

Jenis alat ukur

Jenis utama alat ukur adalah alat ukur, alat ukur, transduser ukur dan alat ukur.

Ukur - alat ukur yang dirancang untuk mereproduksi kuantitas fisik dari ukuran tertentu. Misalnya, berat adalah ukuran massa; mengukur resistor - ukuran hambatan listrik; suhu lampu adalah ukuran kecerahan atau suhu warna.

Alat ukur adalah alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang dapat diakses untuk persepsi langsung oleh pengamat.

Alat ukur yang bacaannya merupakan fungsi kontinu dari perubahan nilai terukur disebut alat ukur analog. Jika pembacaan perangkat yang secara otomatis menghasilkan sinyal diskrit dari informasi pengukuran disajikan dalam bentuk digital, maka perangkat semacam itu disebut digital.

Alat pengukur penunjuk adalah alat yang hanya memungkinkan pembacaan indikasi. Jika alat pengukur menyediakan pendaftaran bacaan, maka itu disebut mendaftar.

Alat ukur self-recording adalah alat perekam di mana pembacaan dicatat dalam bentuk diagram. Alat perekam, yang menyediakan pencetakan bacaan dalam bentuk digital, disebut printer.

Perangkat pengukur kerja langsung adalah perangkat di mana satu atau lebih konversi sinyal informasi pengukuran disediakan dalam satu arah, mis. tanpa menggunakan umpan balik, misalnya, penunjuk tekanan, termometer air raksa.

Sebuah meter di mana nilai input terintegrasi dari waktu ke waktu atau variabel independen lain disebut meter terintegrasi.

Transduser pengukur adalah alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang nyaman untuk transmisi, transformasi lebih lanjut, pemrosesan dan (atau) penyimpanan, tetapi tidak dapat diterima oleh persepsi langsung oleh pengamat. Transduser pengukur, tergantung pada tujuan dan fungsinya, dapat dibagi lagi menjadi primer, perantara, transmisi, skala besar, dan lainnya.

Transduser primer disebut transduser pengukur yang dihubungkan dengan nilai terukur, mis. pertama dalam rantai pengukuran. Contohnya termasuk termometer termoelektrik, termometer resistansi, orifice flow meter. Transduser pengukur, yang terjadi di sirkuit pengukur setelah primer, disebut perantara.

Mengirimkan transduser pengukur disebut transduser pengukur yang dirancang untuk transmisi jarak jauh dari sinyal informasi pengukuran.

Transduser pengukur skala mengacu pada transduser pengukur yang dirancang untuk mengubah nilai dengan jumlah yang telah ditentukan sebelumnya, misalnya, transformator arus pengukur, pembagi tegangan, penguat pengukur, dll.

Alat ukur disebut alat ukur, terdiri dari alat ukur dan transduser ukur. Alat ukur, tergantung pada tujuan dan fungsinya, dapat dibagi lagi menjadi alat ukur (perangkat) primer dan perantara.

Alat ukur utama (primary device) dipahami sebagai alat ukur yang dihubungkan dengan nilai terukur. Alat pengukur perantara (perangkat perantara) adalah alat pengukur yang menghubungkan sinyal keluaran transduser utama (misalnya, penurunan tekanan yang dibuat oleh perangkat pembatasan). Perangkat primer dan perantara yang dilengkapi dengan konverter transmisi dapat dibuat dengan atau tanpa perangkat pembaca.

Alat ukur sekunder (secondary devices) disebut alat ukur yang dirancang untuk bekerja bersama dengan perangkat primer atau perantara, serta dengan beberapa jenis konverter primer dan menengah.

Selain alat ukur yang dipertimbangkan, alat ukur otomatis yang lebih kompleks, yang disebut sistem informasi pengukuran, digunakan. Sistem seperti itu dipahami sebagai perangkat dengan pengukuran multisaluran otomatis (di banyak titik) dan, dalam beberapa kasus, pemrosesan informasi menurut beberapa algoritme yang diberikan.

Perlu dicatat bahwa salah satu fitur penting dari perkembangan baru alat ukur dan elemen untuk perangkat otomasi (pemantauan, regulasi, dan kontrol otomatis) adalah penyatuan sinyal keluaran dan masukan dari konverter, perangkat primer, menengah dan sekunder. Penyatuan sinyal keluaran dan masukan memastikan pertukaran alat ukur, dan mengurangi variasi alat ukur sekunder. Selain itu, perangkat dan elemen terpadu secara signifikan meningkatkan keandalan pengoperasian perangkat otomasi dan membuka prospek luas untuk penggunaan komputer informasi.

Jenis besaran rekayasa panas. Jenis alat ukur besaran rekayasa panas.

Terminologi dalam bidang pengukuran suhu. Klasifikasi alat ukur suhu. Jenis dan metode pengukuran suhu. Kesalahan pengukuran. Pilihan alat ukur untuk memastikan akurasi pengukuran yang diperlukan.

Memastikan keseragaman pengukuran suhu

Konsep umum verifikasi alat ukur suhu: persiapan verifikasi, operasi verifikasi dan registrasi hasil verifikasi. Persyaratan tempat untuk verifikasi instrumen pengukuran suhu.

Alat untuk mengukur komposisi fisik dan kimia dan sifat zat

Terminologi dalam bidang pengukuran komposisi fisika dan kimia serta sifat-sifat zat. Satuan pengukuran. Metode analisis teknis: kimia, fisik, fisikokimia, elektrokimia, optik. Inti dari metode pengukuran langsung dan tidak langsung. Klasifikasi instrumen dan peralatan bantu untuk pengukuran fisik dan kimia.

Memastikan keseragaman pengukuran komposisi fisik dan kimia serta sifat-sifat zat

Konsep umum verifikasi alat ukur komposisi fisik dan kimia dan sifat zat: persiapan verifikasi, operasi verifikasi dan registrasi hasil verifikasi. Persyaratan tempat untuk verifikasi alat ukur untuk komposisi fisik dan kimia dan sifat zat.

PERTANYAAN UJIAN NEGARA TERHADAP DISIPLIN "METODE DAN PERALATAN PENGUKURAN, PENGUJIAN DAN PENGENDALIAN" UNTUK KHUSUS 27.03.02 "MANAJEMEN MUTU"

pengukuran

Konsep pengukuran.

Klasifikasi pengukuran: sesuai dengan karakteristik akurasi; dengan jumlah pengukuran dalam serangkaian pengukuran; sehubungan dengan perubahan nilai terukur; dengan ekspresi hasil pengukuran; dengan cara memperoleh informasi; tergantung pada tujuan metrologi.

Konsep area pengukuran. Klasifikasi pengukuran berdasarkan area pengukuran.

Alat ukur: konsep dan klasifikasi

Jenis alat ukur : takar, alat ukur, transduser ukur, instalasi ukur, sistem ukur, alat ukur bantu.

Klasifikasi tindakan: bernilai tunggal, multinilai, seperangkat tindakan. Klasifikasi alat ukur berdasarkan perangkat: komparatif, menunjukkan, merekam sendiri, mengintegrasikan. Klasifikasi transduser pengukur: primer, menengah, transmisi, skala. Klasifikasi alat ukur menurut tujuannya: standar kerja awal, standar kerja, alat ukur kerja.

Kesalahan dan keakuratan alat ukur. Karakteristik metrologi dari alat ukur

Kesalahan alat ukur: dasar dan tambahan, statistik dan dinamis. Cara mengungkapkan batas kesalahan yang diizinkan. Kelas ketelitian alat ukur dan kategori standar kerja.

Karakteristik metrologi alat ukur: konsep dan jenisnya; standarisasi karakteristik metrologi.

Pengujian

Konsep tes. Klasifikasi tes. Fasilitas tes. Dukungan metrologi dari proses pengujian.

Kontrol

Konsep kontrol. Klasifikasi kontrol. Kontrol. Dukungan metrologi dari proses kontrol.

Prinsip pengukuran. Teknik pengukuran (metode)

Prinsip pengukuran: konsep dan klasifikasi.

Metode pengukuran: konsep dan klasifikasi.

Konsep teknik pengukuran, struktur, dukungan regulasi. Tujuan, metode, prosedur dan isi sertifikasi metrologi prosedur pengukuran.

Alat ukur besaran geometris

Terminologi dalam bidang pengukuran besaran geometri. Klasifikasi alat ukur besaran geometri. Jenis dan metode pengukuran besaran geometris. Kesalahan pengukuran. Pilihan alat ukur untuk memastikan akurasi pengukuran yang diperlukan.

Memastikan keseragaman pengukuran besaran geometris

Konsep umum verifikasi alat ukur besaran geometrik: persiapan verifikasi, operasi verifikasi dan registrasi hasil verifikasi. Persyaratan tempat untuk verifikasi alat ukur nilai geometris.

Pengukuran termal

1. Konsep pengukuran

Pengukuran adalah proses memperoleh secara empiris rasio numerik antara nilai yang diukur dan beberapa nilainya, yang diambil sebagai unit perbandingan.

Nilai numerik dari nilai yang diukur

Angka yang menyatakan rasio besaran yang diukur dengan satuan pengukuran disebut nilai numerik dari besaran yang diukur; itu bisa utuh atau pecahan, tetapi itu adalah angka abstrak. Nilai suatu besaran yang diambil sebagai satuan ukuran disebut besaran satuan ini.

Semakin kecil unit yang dipilih, semakin besar nilai numerik untuk nilai terukur yang diberikan. Hasil dari setiap pengukuran adalah nomor bernama. Akibatnya, untuk kepastian penulisan hasil pengukuran, singkatan dari satuan yang diterima ditempatkan di sebelah nilai numerik dari nilai yang diukur. Saat memilih unit pengukuran, perlu mempertimbangkan faktor "kenyamanan" - hasil pengukuran, jika mungkin, harus dinyatakan dengan angka "nyaman": tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil.

Jika suatu unit pengukuran disajikan dalam bentuk sampel tertentu, yang disebut ukuran, maka proses pengukuran direduksi menjadi perbandingan langsung antara nilai yang diukur dengan ukuran, sebagai ekspresi material dari unit pengukuran.

Dalam kasus-kasus ketika perbandingan langsung tidak mungkin atau sulit dilakukan, nilai terukur diubah menjadi beberapa nilai fisik lain, yang secara unik terkait dengan nilai terukur dan lebih nyaman untuk pengukuran. Misalnya, mengukur suhu dengan termometer kaca cair direduksi untuk menentukan panjang kolom cairan, dinyatakan dalam pembagian skala, dan mengukur suhu menggunakan termometer hambatan untuk menentukan hambatan listrik, dll.

Pengukuran langsung

Menurut metode untuk memperoleh nilai numerik dari nilai yang diinginkan, pengukuran dapat dibagi menjadi dua jenis: langsung dan tidak langsung.

Pengukuran langsung meliputi pengukuran yang hasilnya diperoleh langsung dari data eksperimen. Dalam hal ini, nilai besaran yang diinginkan diperoleh baik dengan perbandingan langsung dengan ukuran, atau dengan alat ukur, dikalibrasi dalam satuan yang sesuai. Dalam pengukuran langsung, hasilnya dinyatakan langsung dalam satuan yang sama dengan nilai yang diukur. Pengukuran langsung adalah bentuk pengukuran teknis yang sangat umum. Ini termasuk pengukuran panjang - dengan meteran, suhu - dengan termometer, tekanan - dengan manometer, dll.

Pengukuran tidak langsung

Pengukuran tidak langsung meliputi pengukuran yang hasilnya diperoleh berdasarkan pengukuran langsung beberapa besaran lain yang terkait dengan nilai yang diinginkan dengan ketergantungan tertentu.

Pengukuran tidak langsung termasuk penentuan laju aliran cairan, gas dan uap dari penurunan tekanan di perangkat lubang, dll.

Pengukuran tidak langsung digunakan dalam teknologi dan penelitian ilmiah dalam kasus di mana nilai yang diinginkan tidak mungkin atau sulit diukur secara langsung dengan pengukuran langsung, atau ketika pengukuran tidak langsung memungkinkan diperoleh hasil yang lebih akurat.

Metode pengukuran

Metode pengukuran dipahami sebagai seperangkat teknik untuk menggunakan prinsip dan alat ukur.

Prinsip pengukuran dipahami sebagai serangkaian fenomena fisik yang menjadi dasar pengukuran, misalnya, pengukuran suhu menggunakan efek termoelektrik, pengukuran laju aliran cairan dengan penurunan tekanan di perangkat orifice.

Proses pengukuran, metode pelaksanaannya, dan alat pengukuran yang digunakannya bergantung pada nilai yang diukur, metode yang ada, dan kondisi pengukuran.

Dalam praktik metrologi, selain jenis pengukuran yang dipertimbangkan, jenis pengukuran kumulatif dan gabungan digunakan.

Tergantung pada tujuan dan akurasi yang diperlukan untuk mereka, pengukuran dibagi menjadi laboratorium (tepat) dan teknis.

Saat melakukan pengukuran termal, metode penilaian langsung, metode perbandingan dengan ukuran dan metode nol banyak digunakan.

Metode penilaian langsung dipahami sebagai metode pengukuran di mana nilai besaran terukur ditentukan langsung dari alat baca alat ukur kerja langsung, misalnya pengukuran tekanan dengan manometer, pengukuran suhu dengan termometer, dll. Ini adalah yang paling umum, terutama di lingkungan industri.

Metode perbandingan dengan ukuran - metode di mana nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai ukuran yang dapat direproduksi, misalnya, pengukuran e. dll dengan. termometer termoelektrik atau tegangan DC pada kompensator dengan perbandingan e. dll dengan. barang biasa. Hal ini sering disebut kompensasi.

Nol adalah metode di mana pengaruh besaran yang diukur sepenuhnya seimbang dengan pengaruh besaran yang diketahui, sehingga sebagai akibatnya, aksi timbal baliknya dikurangi menjadi nol. Perangkat yang digunakan dalam kasus ini hanya berfungsi untuk menetapkan fakta bahwa keseimbangan telah tercapai, dan pada saat ini pembacaan perangkat menjadi sama dengan nol. Perangkat yang digunakan dalam metode nol tidak mengukur apa pun dengan sendirinya dan oleh karena itu biasanya disebut nol. Metode nol memiliki akurasi pengukuran yang tinggi. Perangkat null yang digunakan untuk menerapkan metode ini harus memiliki sensitivitas tinggi. Konsep presisi tidak berlaku untuk instrumen nol. Keakuratan hasil pengukuran, yang dihasilkan oleh metode nol, terutama ditentukan oleh keakuratan ukuran teladan yang digunakan dan sensitivitas perangkat nol.

Informasi umum tentang alat ukur

Alat ukur adalah alat teknis yang digunakan dalam pengukuran dan mempunyai sifat kemetrologian yang dinormalisasi – ciri-ciri sifat alat ukur yang mempengaruhi hasil dan kesalahan pengukuran.

Jenis alat ukur

Jenis utama alat ukur adalah alat ukur, alat ukur, transduser ukur dan alat ukur.

Ukur - alat ukur yang dirancang untuk mereproduksi kuantitas fisik dari ukuran tertentu. Misalnya, berat adalah ukuran massa; mengukur resistor - ukuran hambatan listrik; suhu lampu adalah ukuran kecerahan atau suhu warna.

Alat ukur adalah alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang dapat diakses untuk persepsi langsung oleh pengamat.

Alat ukur yang bacaannya merupakan fungsi kontinu dari perubahan nilai terukur disebut alat ukur analog. Jika pembacaan perangkat yang secara otomatis menghasilkan sinyal diskrit dari informasi pengukuran disajikan dalam bentuk digital, maka perangkat semacam itu disebut digital.

Alat pengukur penunjuk adalah alat yang hanya memungkinkan pembacaan indikasi. Jika alat pengukur menyediakan pendaftaran bacaan, maka itu disebut mendaftar.

Alat ukur self-recording adalah alat perekam di mana pembacaan dicatat dalam bentuk diagram. Alat perekam, yang menyediakan pencetakan bacaan dalam bentuk digital, disebut printer.

Perangkat pengukur kerja langsung adalah perangkat di mana satu atau lebih konversi sinyal informasi pengukuran disediakan dalam satu arah, mis. tanpa menggunakan umpan balik, misalnya, penunjuk tekanan, termometer air raksa.

Sebuah meter di mana nilai input terintegrasi dari waktu ke waktu atau variabel independen lain disebut meter terintegrasi.

Transduser pengukur adalah alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang nyaman untuk transmisi, transformasi lebih lanjut, pemrosesan dan (atau) penyimpanan, tetapi tidak dapat diterima oleh persepsi langsung oleh pengamat. Transduser pengukur, tergantung pada tujuan dan fungsinya, dapat dibagi lagi menjadi primer, perantara, transmisi, skala besar, dan lainnya.

Transduser primer disebut transduser pengukur yang dihubungkan dengan nilai terukur, mis. pertama dalam rantai pengukuran. Contohnya termasuk termometer termoelektrik, termometer resistansi, orifice flow meter. Transduser pengukur, yang terjadi di sirkuit pengukur setelah primer, disebut perantara.

Mengirimkan transduser pengukur disebut transduser pengukur yang dirancang untuk transmisi jarak jauh dari sinyal informasi pengukuran.

Transduser pengukur skala mengacu pada transduser pengukur yang dirancang untuk mengubah nilai dengan jumlah yang telah ditentukan sebelumnya, misalnya, transformator arus pengukur, pembagi tegangan, penguat pengukur, dll.

Alat ukur disebut alat ukur, terdiri dari alat ukur dan transduser ukur. Alat ukur, tergantung pada tujuan dan fungsinya, dapat dibagi lagi menjadi alat ukur (perangkat) primer dan perantara.

Alat ukur utama (primary device) dipahami sebagai alat ukur yang dihubungkan dengan nilai terukur. Alat pengukur perantara (perangkat perantara) adalah alat pengukur yang menghubungkan sinyal keluaran transduser utama (misalnya, penurunan tekanan yang dibuat oleh perangkat pembatasan). Perangkat primer dan perantara yang dilengkapi dengan konverter transmisi dapat dibuat dengan atau tanpa perangkat pembaca.

Alat ukur sekunder (secondary devices) disebut alat ukur yang dirancang untuk bekerja bersama dengan perangkat primer atau perantara, serta dengan beberapa jenis konverter primer dan menengah.

Selain alat ukur yang dipertimbangkan, alat ukur otomatis yang lebih kompleks, yang disebut sistem informasi pengukuran, digunakan. Sistem seperti itu dipahami sebagai perangkat dengan pengukuran multisaluran otomatis (di banyak titik) dan, dalam beberapa kasus, pemrosesan informasi menurut beberapa algoritme yang diberikan.

Perlu dicatat bahwa salah satu fitur penting dari perkembangan baru alat ukur dan elemen untuk perangkat otomasi (pemantauan, regulasi, dan kontrol otomatis) adalah penyatuan sinyal keluaran dan masukan dari konverter, perangkat primer, menengah dan sekunder. Penyatuan sinyal keluaran dan masukan memastikan pertukaran alat ukur, dan mengurangi variasi alat ukur sekunder. Selain itu, perangkat dan elemen terpadu secara signifikan meningkatkan keandalan pengoperasian perangkat otomasi dan membuka prospek luas untuk penggunaan komputer informasi.

Tergantung pada tujuannya, dan pada saat yang sama pada peran berbagai alat ukur (pengukur, alat ukur dan transduser) bermain dalam proses pengukuran, mereka dibagi menjadi tiga kategori:

1) ukuran kerja, alat ukur dan transduser;

2) langkah-langkah teladan, alat ukur dan transduser;

3) standar.

Alat ukur kerja adalah semua alat ukur, alat dan transduser yang dimaksudkan untuk pengukuran praktis sehari-hari di semua sektor ekonomi nasional. Mereka dibagi lagi menjadi instrumen pengukuran presisi tinggi (laboratorium) dan teknis.

Pengukuran, instrumen, dan konverter primer (misalnya, termometer termoelektrik, termometer resistansi) yang dirancang untuk verifikasi dan kalibrasi pengukuran kerja, instrumen pengukuran dan transduser disebut teladan. Batas atas pengukuran perangkat referensi harus sama atau lebih dari batas atas pengukuran perangkat yang diuji. Kesalahan yang diizinkan dari instrumen atau alat ukur teladan dalam kasus ketika koreksi pembacaannya tidak diperhitungkan harus secara signifikan lebih kecil (4-5 kali) daripada kesalahan yang diizinkan dari instrumen yang diuji.

Pengukuran kerja, alat ukur dan transduser diverifikasi di lembaga pengukuran dan alat ukur dan di laboratorium kontrol sistem Komite Negara untuk Standar, Pengukuran dan Alat Ukur.

Langkah-langkah teladan, instrumen pengukuran dan konverter utama yang dimaksudkan untuk verifikasi pekerja diverifikasi di Institut Pengukuran dan Instrumen Pengukuran Negara Bagian dan di Laboratorium Kontrol Negara kategori 1 untuk langkah-langkah, instrumen, dan transduser teladan yang lebih akurat, mis. alat ukur teladan dari debit yang lebih tinggi (misalnya, alat teladan dari kelas 2 diverifikasi dengan metode perbandingan dengan instrumen teladan dari kelas 1). Langkah-langkah teladan, instrumen dan transduser yang tertinggi di bidang pengukuran debit ini (kategori 1) diverifikasi di Institut Pengukuran dan Instrumen Negara sesuai dengan standar kerja yang relevan,

Ukuran, alat ukur dan konverter utama yang digunakan untuk mereproduksi dan menyimpan unit pengukuran dengan akurasi (metrologis) tertinggi yang dapat dicapai pada tingkat ilmu pengetahuan dan teknologi tertentu, serta untuk verifikasi ukuran, instrumen dan konverter dari kategori tertinggi, disebut standar.

Kesalahan pengukuran

Ketika mengukur kuantitas apapun, tidak peduli seberapa hati-hati kita melakukan pengukuran, tidak mungkin mendapatkan hasil yang bebas dari distorsi. Alasan distorsi ini bisa berbeda. Distorsi dapat disebabkan oleh ketidaksempurnaan metode pengukuran yang diterapkan, alat ukur, kondisi pengukuran yang tidak konstan dan sejumlah alasan lainnya. Distorsi, yang diperoleh dengan pengukuran apa pun, menentukan kesalahan pengukuran - penyimpangan hasil pengukuran dari nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur.

Kesalahan pengukuran dapat dinyatakan dalam satuan nilai yang diukur, yaitu berupa kesalahan mutlak, yaitu selisih antara nilai yang diperoleh selama pengukuran dengan nilai sebenarnya dari nilai yang diukur. Kesalahan pengukuran juga dapat dinyatakan sebagai kesalahan pengukuran relatif, yang merupakan rasio terhadap nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur. Sebenarnya, nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur selalu tetap tidak diketahui; hanya perkiraan perkiraan kesalahan pengukuran yang dapat ditemukan.

Kesalahan hasil pengukuran memberikan gambaran angka-angka mana dalam nilai numerik kuantitas yang diperoleh sebagai hasil pengukuran diragukan. Nilai numerik hasil pengukuran perlu dibulatkan sesuai dengan angka numerik dari angka penting kesalahan, yaitu. nilai numerik hasil pengukuran harus diakhiri dengan satu digit angka yang sama dengan nilai kesalahan. Disarankan untuk menggunakan aturan perkiraan saat pembulatan.

Jenis kesalahan pengukuran

Kesalahan pengukuran, tergantung pada sifat penyebab kemunculannya, biasanya dibagi menjadi: acak, sistematis, dan kasar.

Kesalahan acak dipahami sebagai kesalahan pengukuran yang berubah secara acak ketika pengukuran berulang dengan jumlah yang sama. Mereka disebabkan oleh sebab-sebab yang tidak dapat ditentukan dengan pengukuran dan tidak dapat dipengaruhi. Kehadiran kesalahan acak hanya dapat dideteksi dengan mengulangi pengukuran kuantitas yang sama dengan perhatian yang sama.

Kesalahan pengukuran acak adalah variabel dalam nilai dan tanda. Mereka tidak dapat ditentukan secara individual dan menyebabkan hasil pengukuran yang tidak akurat. Namun, dengan bantuan teori probabilitas dan metode statistik, kesalahan pengukuran acak dapat dikuantifikasi dan dikarakterisasi dalam totalitasnya, dan semakin andal, semakin besar jumlah pengamatan yang dilakukan.

Kesalahan sistematis dipahami sebagai kesalahan pengukuran yang tetap atau berubah secara teratur dengan pengukuran berulang dengan jumlah yang sama. Jika kesalahan sistematis diketahui, mis. memiliki arti tertentu dan tanda tertentu, mereka dapat dihapus dengan amandemen.

Biasanya, jenis kesalahan sistematis berikut dibedakan: instrumental, metode pengukuran, subjektif, instalasi, metodis.

Kesalahan instrumental dipahami sebagai kesalahan pengukuran yang tergantung pada kesalahan alat ukur yang digunakan.

Kesalahan metode pengukuran dipahami sebagai kesalahan yang timbul dari ketidaksempurnaan metode pengukuran.

Kesalahan subyektif (terjadi selama pengukuran non-otomatis) disebabkan oleh karakteristik individu pengamat, misalnya, keterlambatan atau kemajuan dalam merekam momen sinyal apa pun, interpolasi yang salah saat membaca bacaan dalam satu divisi skala, dari paralaks, dll.

Kesalahan pemasangan timbul karena pemasangan penunjuk alat ukur yang tidak tepat ke tanda awal timbangan atau pemasangan alat ukur yang tidak hati-hati, misalnya tidak di sepanjang garis tegak lurus atau ketinggian, dll.

Kesalahan pengukuran metodologis adalah kesalahan yang ditentukan oleh kondisi (atau metodologi) pengukuran nilai (tekanan, suhu, dll. dari objek yang diberikan) dan tidak bergantung pada keakuratan alat ukur yang digunakan. Kesalahan metodologi dapat disebabkan, misalnya, oleh tekanan tambahan kolom cairan di saluran penghubung, jika alat pengukur tekanan dipasang di bawah atau di atas titik sadap tekanan. Saat melakukan pengukuran, terutama yang akurat, harus diingat bahwa kesalahan sistematis dapat secara signifikan merusak hasil pengukuran. Oleh karena itu, sebelum melanjutkan dengan pengukuran, perlu untuk mengetahui semua kemungkinan sumber kesalahan sistematis dan mengambil tindakan untuk menghilangkan atau menentukannya. Dengan pengukuran non-otomatis, banyak tergantung pada pengetahuan dan pengalaman eksperimen.

Untuk menghilangkan kesalahan pemasangan baik dalam pengukuran yang tepat maupun teknis, diperlukan pemasangan alat ukur yang cermat dan benar.

12. Akurasi pengukuran

Tergantung pada tujuan dan persyaratan untuk keakuratan pengukuran, pengukuran dibagi menjadi presisi (laboratorium) dan teknis. Pengukuran yang akurat biasanya dilakukan berulang-ulang dan menggunakan alat ukur presisi tinggi. Dengan mengulangi pengukuran, pengaruh kesalahan acak pada hasil mereka dapat dilemahkan, dan, akibatnya, akurasi pengukuran dapat ditingkatkan. Harus diingat bahwa bahkan dalam kondisi yang menguntungkan, akurasi pengukuran tidak boleh lebih tinggi dari akurasi verifikasi alat ukur yang digunakan.

Saat melakukan pengukuran teknis, yang banyak digunakan dalam industri, dan kadang-kadang dalam kondisi laboratorium, alat ukur kerja digunakan, yang tidak dilengkapi dengan amandemen selama verifikasi.

Saat melakukan pengukuran yang akurat, mereka menggunakan alat ukur dengan akurasi yang meningkat, dan pada saat yang sama, metode pengukuran yang lebih maju digunakan. Namun, meskipun demikian, karena adanya kesalahan acak yang tak terhindarkan dalam pengukuran apa pun, nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur tetap tidak diketahui dan sebagai gantinya kami mengambil beberapa nilai rata-rata aritmatika, yang relatif terhadapnya, dengan sejumlah besar pengukuran, sebagai teori probabilitas dan statistik matematika menunjukkan, kami memiliki keyakinan yang masuk akal mempertimbangkan bahwa itu adalah pendekatan terbaik untuk nilai sebenarnya. Pengukuran teknis dari kuantitas yang praktis konstan, banyak digunakan dalam industri dan dalam kondisi laboratorium, adalah pengukuran yang dilakukan sekali dengan bantuan alat ukur kerja (teknis atau peningkatan akurasi) yang dikalibrasi dalam unit yang sesuai. Saat melakukan pengukuran teknis langsung, pembacaan tunggal pada skala atau diagram alat pengukur diambil sebagai hasil akhir pengukuran besaran ini. Keakuratan hasil pengukuran langsung saat menggunakan alat penunjuk pengukuran kerja langsung dapat diperkirakan dengan perkiraan kesalahan maksimum (atau pembatas),

Saat melakukan pengukuran teknis, kesalahan acak dalam banyak kasus tidak menentukan akurasi pengukuran dan oleh karena itu tidak perlu untuk beberapa pengukuran dan menghitung rata-rata aritmatika dari nilai yang diukur, karena dalam kesalahan yang diizinkan dari alat ukur yang berfungsi, hasil pengukuran individu akan bertepatan. Perlu juga dicatat bahwa pengukuran teknis memungkinkan untuk mengukur berbagai jumlah dengan pengeluaran dana dan upaya paling sedikit, dalam waktu sesingkat mungkin dan dengan akurasi yang memadai.

13. Informasi umum tentang suhu

Suhu adalah salah satu parameter terpenting dari proses teknologi. Ini memiliki beberapa fitur mendasar, yang mengharuskan penggunaan sejumlah besar metode dan sarana teknis untuk pengukurannya.

Suhu dapat didefinisikan sebagai parameter keadaan termal. Nilai parameter ini ditentukan oleh energi kinetik rata-rata dari gerakan translasi molekul-molekul benda tertentu. Ketika dua benda bersentuhan, misalnya benda gas, perpindahan panas dari satu benda ke benda lain akan terjadi hingga nilai energi kinetik rata-rata dari gerak translasi molekul-molekul benda tersebut sama. Dengan perubahan energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul-molekul tubuh, tingkat pemanasannya berubah, dan pada saat yang sama, sifat-sifat fisik tubuh juga berubah. Pada suhu tertentu, energi kinetik setiap molekul individu tubuh dapat berbeda secara signifikan dari energi kinetik rata-ratanya. Oleh karena itu, konsep suhu bersifat statistik dan hanya dapat diterapkan pada benda yang terdiri dari sejumlah molekul yang cukup besar; itu tidak ada artinya bila diterapkan pada satu molekul.

Diketahui bahwa dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, konsep "suhu" semakin berkembang. Misalnya, dalam studi plasma suhu tinggi, konsep "suhu elektron" diperkenalkan, yang mencirikan aliran elektron dalam plasma.

Skala suhu

Kemampuan mengukur suhu dengan termometer didasarkan pada fenomena pertukaran panas antara benda dengan derajat pemanasan yang berbeda dan pada perubahan sifat termometrik (fisik) zat ketika dipanaskan. Oleh karena itu, untuk membuat termometer dan membuat skala suhu, tampaknya mungkin untuk memilih properti termometrik yang mencirikan keadaan suatu zat dan, berdasarkan perubahannya, membangun skala suhu. Namun, tidak mudah untuk membuat pilihan seperti itu, karena properti termometrik harus jelas berubah dengan perubahan suhu, tidak bergantung pada faktor lain, dan memungkinkan kemungkinan untuk mengukur perubahannya dengan cara yang relatif sederhana dan nyaman. Faktanya, tidak ada satu pun properti termometrik yang akan sepenuhnya memenuhi persyaratan ini di seluruh rentang suhu yang diukur.

Mari kita gunakan, misalnya, untuk mengukur suhu dengan ekspansi volumetrik benda selama pemanasan dan mengambil termometer merkuri dan alkohol dari jenis yang biasa. Jika skala mereka antara titik-titik yang sesuai dengan titik didih air dan lelehan es pada tekanan atmosfer normal dibagi menjadi 100 bagian yang sama (menghitung titik leleh es sebagai 0), maka jelas bahwa pembacaan kedua termometer - merkuri dan alkohol - akan sama pada titik 0 dan 100 karena titik suhu ini diambil sebagai titik acuan untuk mendapatkan interval skala utama. Jika dengan termometer ini kita mengukur suhu yang sama dari media apa pun yang tidak pada titik-titik ini, maka pembacaannya akan berbeda, karena koefisien ekspansi termal volumetrik merkuri dan alkohol secara berbeda bergantung pada suhu.

Dalam termometer kaca cair yang digunakan saat ini, seseorang tidak harus menghadapi perbedaan pembacaan seperti itu, karena semua termometer modern memiliki Skala Suhu Praktis Internasional tunggal, yang dibangun di atas prinsip yang sama sekali berbeda (metode pembuatan skala ini dijelaskan di bawah ini. ).

Kami akan menemui kesulitan yang sama jika kami mencoba menerapkan skala suhu berdasarkan beberapa kuantitas fisik lainnya, misalnya, hambatan listrik logam, dll.

Jadi, dengan mengukur suhu pada skala yang dibangun di atas asumsi sewenang-wenang tentang hubungan linier antara sifat benda termometrik dan suhu, kita masih belum mencapai pengukuran suhu numerik yang jelas. Oleh karena itu, suhu yang diukur dengan cara ini (yaitu, dengan ekspansi volumetrik beberapa cairan, oleh hambatan listrik logam, dll.) biasanya disebut bersyarat, dan skala yang digunakan untuk mengukurnya. - skala konvensional.

Perlu dicatat bahwa dari skala suhu konvensional lama, yang paling luas adalah skala suhu Celcius Celcius, yang derajatnya sama dengan seperseratus dari kisaran suhu utama. Titik utama skala ini adalah titik leleh es (0) dan titik didih air (100) pada tekanan atmosfer normal.

Untuk lebih meningkatkan skala suhu bersyarat, pekerjaan dilakukan untuk mempelajari kemungkinan menggunakan termometer gas untuk mengukur suhu. Untuk pembuatan termometer gas, mereka menggunakan gas nyata (hidrogen, helium, dan lainnya) dan, pada saat yang sama, gas-gas tersebut, yang sifatnya relatif sedikit berbeda dari ideal.

Cara untuk membuat skala suhu terpadu yang tidak terkait dengan sifat termometrik tertentu dan cocok dalam rentang suhu yang luas ditemukan dalam penggunaan hukum termodinamika. Skala berdasarkan hukum kedua termodinamika tidak tergantung pada sifat-sifat zat termometrik. Itu diusulkan pada pertengahan abad terakhir oleh Kelvin dan menerima nama skala suhu termodinamika.

Skala suhu termodinamika Kelvin adalah skala awal untuk membangun skala suhu independen dari sifat-sifat zat termometrik. Pada skala ini, interval antara titik leleh es dan titik didih air (untuk menjaga kontinuitas dengan skala suhu Celcius Celcius) dibagi menjadi 100 bagian yang sama.

DI. Mendeleev pada tahun 1874 adalah orang pertama yang secara ilmiah membuktikan kelayakan membangun skala suhu termodinamika tidak menggunakan dua titik referensi, tetapi satu per satu. Skala ini memiliki keuntungan yang signifikan dan memungkinkan Anda untuk menentukan suhu termodinamika lebih akurat daripada skala dengan dua titik referensi.

Namun, skala suhu termodinamika, yang murni teoritis, tidak membuka jalan untuk penggunaan praktisnya bahkan pada awalnya. Untuk tujuan ini, perlu untuk membuat hubungan antara skala termodinamika dan perangkat nyata untuk mengukur suhu. Dari pengukur suhu, termometer gas paling layak mendapat perhatian, pembacaan yang dapat dikaitkan dengan skala suhu termodinamika dengan memperkenalkan konsep skala gas ideal. Skala termodinamika, seperti yang Anda tahu, bertepatan dengan skala gas ideal, jika kita mengambil titik leleh es sebagai 0 dan titik didih air sebagai 100 pada tekanan atmosfer normal.Skala ini dinamai skala suhu termodinamika celcius.

Namun, termometer gas dapat digunakan untuk mereproduksi skala suhu Celcius termodinamika hanya hingga suhu tidak melebihi 1200 ° C, yang tidak dapat memenuhi persyaratan sains dan teknologi modern. Penggunaan termometer gas untuk suhu yang lebih tinggi menemui kesulitan teknis yang besar, yang saat ini tidak dapat diatasi. Selain itu, termometer gas adalah perangkat yang agak besar dan rumit serta sangat tidak nyaman untuk keperluan praktis sehari-hari. Akibatnya, untuk reproduksi skala suhu Celcius termodinamika yang lebih nyaman, skala praktis diadopsi pada tahun 1927, yang disebut Skala Suhu Internasional 1927 (ITSH-27).

Regulasi ITS-27, yang diadopsi oleh Seventh General Conference on Weights and Measures sebagai sementara, setelah beberapa klarifikasi akhirnya diadopsi pada tahun 1933 oleh Eighth General Conference on Weights and Measures. Di Uni Soviet, MTSh-27 diperkenalkan pada 1 Oktober 1934 oleh All-Union Standard (OST VKS 6954).

Pada tahun-tahun berikutnya, pekerjaan dilakukan untuk merevisi ITS-27 untuk mencapai kesepakatan yang lebih akurat dengan skala termodinamika seperti yang diadopsi, tetapi dengan pengenalan beberapa perbaikan berdasarkan data eksperimen yang disempurnakan dan baru diperoleh. Sebagai hasil dari pekerjaan yang dilakukan, Komite Penasihat Termometri mengembangkan rancangan Peraturan tentang Skala Suhu Praktis Internasional tahun 1948 (IPTS-48), disetujui oleh Konferensi Umum Kesembilan tentang Berat dan Ukuran.

Untuk skala dengan satu titik referensi, perlu untuk menetapkan nilai numerik tertentu ke satu-satunya titik yang dapat direalisasikan secara eksperimental. Batas bawah kisaran suhu kemudian akan menjadi titik nol mutlak.

Batas kesalahan mereproduksi titik didih air adalah 0,01 ° , titik leleh es adalah 0,001 ° . Titik tripel air, yang merupakan titik kesetimbangan air dalam fase padat, cair dan gas, dapat direproduksi dalam bejana khusus dengan kesalahan maksimum tidak lebih dari 0,0001 ° C.

Mempertimbangkan semua ini dan dengan hati-hati mempertimbangkan semua hasil numerik yang diperoleh di berbagai laboratorium metrologi di sejumlah negara, Komite Penasihat Termometri mengakui bahwa nilai terbaik untuk suhu titik rangkap air yang terletak 0,01 ° C di atas es titik leleh adalah 273,16 K. Konferensi Umum Kesepuluh tentang Berat dan Ukuran pada tahun 1954 berdasarkan ini menetapkan skala suhu termodinamika dengan satu titik referensi - titik rangkap tiga air.

Definisi baru skala suhu termodinamika tercermin dalam "Peraturan tentang MPTSH-48. Revisi 1960", diadopsi oleh Konferensi Umum Kesebelas tentang Berat dan Ukuran. Skala ini menyediakan penggunaan dua skala suhu: skala suhu termodinamika dan skala suhu praktis. Suhu pada masing-masing skala ini dapat dinyatakan dalam dua cara: dalam derajat Kelvin (K) dan dalam derajat Celcius (° C), tergantung pada asal (posisi nol) pada skala.

Dalam literatur asing, bersama dengan ekspresi suhu dalam Kelvin (K) dan derajat Celcius (° C), terkadang Fahrenheit (° P) dan Rankine (° Ka) digunakan. Harus diingat bahwa sebelumnya derajat Fahrenheit adalah karakteristik untuk skala termometer air raksa-kaca, dan saat ini, seperti derajat Celcius, itu berarti bahwa suhu dinyatakan dalam MPTS, tetapi dengan perbedaan nilai numerik.

Satuan kelvin didefinisikan sebagai 1/273,16 suhu termodinamika jejak titik air. Derajat Celcius sama dengan Kelvin. Perbedaan suhu (interval) dinyatakan dalam Kelvin, tetapi juga dapat dinyatakan dalam derajat Celcius, bukan derajat yang digunakan sebelumnya.

Termometer kaca cair

Informasi dasar. Termometer kaca cair digunakan untuk mengukur suhu dalam kisaran dari -200 hingga +750 C C. Terlepas dari kenyataan bahwa, selain termometer kaca cair, ada sejumlah alat pengukur suhu lain yang sebagian besar memenuhi persyaratan teknologi modern untuk mengendalikan proses teknologi, termometer kaca diam telah tersebar luas baik di laboratorium maupun dalam praktik industri karena kemudahan penanganan, akurasi pengukuran yang cukup tinggi dan biaya rendah.

Prinsip pengoperasian termometer kaca cair didasarkan pada ekspansi termal cairan termometrik yang terkandung dalam termometer. Dalam hal ini, tentu saja, pembacaan termometer cairan tidak hanya bergantung pada perubahan volume cairan termometrik, tetapi juga pada perubahan volume wadah kaca tempat cairan ini berada. Dengan demikian, perubahan volume cairan yang diamati (terlihat) diremehkan oleh ukurannya, sama dengan peningkatan volume reservoir (dan sebagian kapiler).

Merkuri, toluena, etil alkohol, minyak tanah, petroleum eter, pentana, dll digunakan untuk mengisi termometer cair. Area penerapannya, serta nilai koefisien ekspansi cairan yang nyata dan terlihat diberikan pada Tabel 3-1-1.

Dari termometer cair, yang paling banyak digunakan adalah air raksa. Mereka memiliki sejumlah keunggulan karena keuntungan yang signifikan dari merkuri, yang tidak membasahi kaca, relatif mudah diperoleh dalam bentuk kimia murni, dan tetap cair pada tekanan atmosfer normal dalam kisaran suhu yang luas (dari -38,87 hingga + 356,58 °C). Perlu juga dicatat bahwa tekanan uap jenuh merkuri pada suhu melebihi 356,58 ° C kecil dibandingkan dengan tekanan uap jenuh cairan lainnya. Hal ini memungkinkan peningkatan tekanan yang relatif kecil pada merkuri di kapiler untuk secara signifikan meningkatkan titik didihnya, dan pada saat yang sama untuk memperluas kisaran suhu menggunakan termometer air raksa.

Kerugian merkuri dari sudut pandang termometri termasuk koefisien ekspansi yang relatif rendah (lihat tabel).

Saat mengukur suhu dengan termometer yang diisi dengan cairan organik, harus diingat bahwa mereka membasahi kaca, dan akibatnya, akurasi pembacaan menurun.

Termometer, tergantung pada tujuan dan rentang pengukuran suhu, terbuat dari kaca dari berbagai merek.

cairan termometrik

Catatan:

Koefisien muai raksa dalam gelas boron-silikat termometrik adalah 0,000164 K - 1, dan dalam gelas kuarsa adalah 0,00018 K -1.

Koefisien muai panas yang tampak dipahami sebagai perbedaan antara koefisien muai panas dari cairan termometrik dan kaca.

Pengukuran tingkat cairan. Alat untuk mengukur ketinggian cairan.

Pengukuran level cairan memainkan peran penting dalam otomatisasi proses teknologi di banyak industri. Pengukuran ini sangat penting dalam kasus di mana mempertahankan tingkat konstan tertentu, misalnya, tingkat air dalam drum generator uap, tingkat cairan dalam tangki, peralatan dan perangkat lainnya, dikaitkan dengan kondisi operasi yang aman dari perlengkapan. Alat teknis yang digunakan untuk mengukur level cairan disebut pengukur level. Perangkat yang dirancang untuk memberi sinyal batas level cairan disebut sakelar level. Pengukur level juga banyak digunakan di berbagai industri untuk mengukur level jumlah cairan dalam tangki, tangki, dan perangkat lainnya.

Pengukur level yang dirancang untuk mengukur level cairan agar tetap konstan memiliki skala dua sisi. Timbangan dan kertas grafik dari pengukur level ini dibuat dalam sentimeter atau meter, dan instrumen yang digunakan untuk mengukur level air dalam drum generator uap - dalam milimeter.

Pengukur level yang digunakan untuk mengukur level jumlah cairan dalam tangki, tangki, dan perangkat lain memiliki skala satu sisi. Timbangan dan kertas grafik dari pengukur level ini diluluskan dalam sentimeter dan meter, dan terkadang dalam persen.

Pengukur level yang digunakan untuk mengukur level cairan agar tetap konstan dalam batas tertentu dilengkapi dengan perangkat untuk memberi sinyal penyimpangan batas level dari nilai yang ditetapkan.

Untuk alarm level cairan, perangkat kontak dipicu pada nilai level tertentu yang ditetapkan untuk objek tertentu.

Bergantung pada persyaratan untuk otomatisasi proses teknologi, berbagai metode pengukuran level cairan digunakan. Jika tidak diperlukan transmisi pembacaan jarak jauh, ketinggian cairan dapat diukur dengan akurasi dan keandalan yang memadai menggunakan kacamata indikator atau menunjukkan diferensial. pengukur tekanan-pengukur tingkat.

Pengukuran ketinggian cairan dengan kaca indikator didasarkan pada prinsip bejana komunikasi. Desain alat kelengkapan dan bahan gelas indikator tergantung pada tekanan dan suhu cairan yang akan dikontrol.

Untuk pengukuran jarak jauh tingkat cairan di bawah tekanan atmosfer, vakum atau pengukur, metode pengukuran tekanan diferensial digunakan menggunakan tekanan diferensial. pengukur tekanan. Banyak industri juga menggunakan metode pelampung (atau pemindah) untuk mengontrol tingkat cairan.

Dalam kimia, petrokimia dan sejumlah industri lainnya, selain metode di atas untuk mengukur tingkat cairan, pengukur tingkat kapasitif, ultrasonik, akustik dan radioisotop digunakan. Untuk mengukur tingkat cairan kristalisasi agresif dan bubur dalam wadah terbuka, pengukur tingkat piezometrik digunakan.

Mengukur ketinggian air dalam drum pembangkit uap. Jenis pengukur level.

Pengoperasian normal generator uap drum hanya dapat dilakukan dalam kondisi menjaga tingkat air di dalam drum secara ketat dalam batas-batas tertentu yang diizinkan. Oleh karena itu, mengukur ketinggian air dalam drum, terutama pembangkit uap bertenaga modern dengan pasokan air yang sangat terbatas, merupakan tugas penting dan bertanggung jawab selama pengoperasiannya.

Kontrol ketinggian air di dalam drum pembangkit uap dengan kapasitas uap rendah dan tekanan uap rendah di dalam drum dilakukan dengan mengamati ketinggian secara langsung menggunakan meteran air yang disuplai bersama dengan pembangkit uap. Dalam beberapa kasus, untuk keandalan yang lebih besar, indikator ketinggian air yang dikurangi di dalam drum juga dipasang langsung di pembangkit uap. Dalam hal ini, diferensial menunjukkan digunakan. pengukur tekanan-pengukur level atau indikator level yang diturunkan "Igema".

Pembangkit uap dengan produktivitas 35 t / jam ke atas, bersama dengan perangkat penunjuk air pada drum, yang disuplai bersamanya, juga dilengkapi dengan diff. pengukur tekanan-pengukur tingkat. Pengukur level indikasi dan perekaman diri sekunder dipasang pada panel kontrol generator uap, atau blok. Perangkat ini biasanya dilengkapi dengan perangkat kontak untuk menandakan perubahan ketinggian air yang tidak diizinkan di drum generator uap.

Pada generator uap TPP modern yang kuat, selain pengukur level untuk mengukur level air di drum, diferensial tambahan dipasang. pengukur tekanan pengukur tingkat dengan perangkat penunjuk sekunder yang dilengkapi dengan perangkat kontak. Dengan bantuan pengukur level ini, perlindungan teknologi dilakukan ketika generator uap meluap dengan air dan ketika level di drumnya terlewatkan. Dalam hal ini, kontak perangkat sekunder pengukur level termasuk dalam perangkat perlindungan sesuai dengan skema "dua dari dua" atau "dua dari tiga".

Pengukur tekanan diferensial banyak digunakan sebagai pengukur level. pengukur tekanan diafragma tipe DM lengkap dengan perangkat sekunder dari sistem transformator diferensial atau pengukur tekanan diferensial-pengukur level tipe DME dengan sinyal keluaran DC, bekerja bersama dengan perangkat sekunder tipe KSU,

KPU, dll., serta dengan pengatur otomatis, informasi - mesin komputasi dan kontrol.

Beras. 19-2-1. Skema untuk mengukur ketinggian air dalam drum dengan pengukur tekanan diferensial menggunakan bejana penyeimbang dua ruang.

Untuk menghubungkan dif. pengukur tingkat pengukur tekanan, bejana pemerataan khusus dari berbagai desain digunakan untuk drum generator uap. Perhitungan perbedaan. pengukur tekanan pengukur level atau perangkat sekundernya biasanya diproduksi pada tekanan uap yang bekerja (nominal) di dalam drum, dengan mempertimbangkan jenis bejana pemerataan.

dalam gambar. 19-2-1 menunjukkan diagram pengukuran ketinggian air di drum pembangkit uap diff. pengukur tekanan menggunakan bejana keseimbangan dua kompartemen standar (isolasi termal pada permukaan luar bejana tidak diperlihatkan). Di bagian lebar bejana yang terhubung ke ruang uap drum, level air (kondensat) dijaga konstan. Di pipa 2, terhubung ke ruang air drum, ketinggian air berubah ketika ketinggian air di drum berubah. Saat memasang katup penutup pada pipa yang menghubungkan ruang uap drum dengan bejana penyeimbang, spindel harus dalam posisi horizontal. Jika tidak, penyumbatan air dapat terbentuk, yang dapat menyebabkan pengoperasian diff yang tidak stabil. pengukur tekanan.

Semua jenis kapal leveling digunakan untuk mengukur ketinggian air di drum pembangkit uap menggunakan diff. pengukur tekanan, memungkinkan untuk memastikan kontrol yang andal dalam rentang yang luas (dari +315 hingga - 315 mm) hanya pada nilai nominal tekanan uap dalam kondisi tertentu. Pengukur level yang beroperasi dengan bejana keseimbangan ini pada tekanan uap yang bervariasi dalam drum generator uap dalam rentang yang luas (dari nilai nominal hingga 0,2 MPa) memiliki kesalahan terbatas hanya di wilayah satu nilai level tetap.

Pengukuran ketinggian air di kondensor turbin uap

Mengukur tingkat kondensat (air) di kondensor turbin sangat penting selama operasi mereka. Kenaikan level air di kondensor menyebabkan baris bawah pipa pendingin banjir, menyebabkan kondensat menjadi terlalu dingin. Penurunan level kondensat yang signifikan akan mengganggu operasi pompa kondensat karena penurunan head di sisi pipa hisap pompa.

Untuk keandalan yang lebih besar, ketinggian air di kondensor turbin dipantau secara lokal dan jarak jauh. Kontrol level di tempat dilakukan menggunakan gelas penunjuk air atau pengukur level penunjuk, dipasang di kasing pertama langsung di kondensor, dan di yang kedua - di dekatnya. Untuk pengukuran jarak jauh ketinggian air di kondensor, pengukur ketinggian diferensial digunakan. pengukur tekanan dilengkapi dengan konverter dengan sinyal keluaran listrik. Perangkat penunjuk tingkat sekunder dipasang pada panel kontrol turbin atau unit. Perangkat penunjuk harus dilengkapi dengan perangkat kontak untuk menandakan kenaikan dan penurunan level di kondensor.

Penyimpangan parameter dari nilai nominal yang skala diferensialnya dihitung. pengukur tekanan, menyebabkan perubahan dalam pembacaan pengukur level, serta saat mengukur level air di drum generator uap.

Pengukuran level cairan dalam tangki, peralatan dan reservoir.

Untuk mengukur tingkat cairan dalam tangki, peralatan dan reservoir, metode pengukuran perbedaan tekanan menggunakan tekanan diferensial banyak digunakan. pengukur tekanan. Bergantung pada persyaratan untuk otomatisasi proses teknologi, berbagai jenis diferensial digunakan. pengukur tekanan. Jika tidak perlu transmisi jarak jauh dari pembacaan level, maka disarankan untuk menggunakan diferensial. pengukur tekanan dengan alat baca. perbedaan ini. manometer dapat dilengkapi dengan perangkat kontak untuk memberi sinyal nilai batas level. Untuk pengukuran level jarak jauh, diferensial dapat digunakan. pengukur tekanan dengan sinyal keluaran listrik atau pneumatik lengkap dengan instrumen sekunder yang sesuai.

Karena cairan, tingkat yang harus diukur, dapat berada di bawah tekanan atmosfer, vakum atau pengukur, ini harus diperhitungkan ketika memilih jenis dan model tekanan diferensial. pengukur tekanan, karena diproduksi pada tekanan berlebih operasi maksimum yang diizinkan. Membatasi tekanan diferensial nominal pengukur tekanan dipilih tergantung pada rentang pengukuran level.

Untuk menghubungkan dif. pengukur tekanan ke tangki atau perangkat lain, berbagai jenis bejana keseimbangan digunakan. Kapal ini harus berukuran sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk mengabaikan kesalahan tambahan diff. pengukur tekanan.

Metode pengukuran level cairan netral dan tidak kental dalam tangki, reservoir atau peralatan di bawah tekanan berlebih, pada prinsipnya, mirip dengan metode pengukuran level air dalam drum pembangkit uap. Untuk menghubungkan pengukur tekanan diferensial ke tangki atau ke perangkat lain, biasanya digunakan bejana pemerataan bilik tunggal dan, lebih jarang, bejana jenis lain. Jika dalam hal ini perlu menggunakan kapal pembagi, maka mereka dipasang tambahan di jalur yang berbeda. pengukur tekanan pada tanda level bawah.

Jika, ketika mengukur tingkat cairan, kepadatannya dapat bervariasi dalam batas-batas kecil, maka perhitungan skala berbeda. disarankan untuk menghasilkan manometer atau perangkat sekundernya untuk nilai rata-rata densitas cairan ini.

Jika sifat-sifat cairan, tingkat yang akan diukur, tidak memungkinkan sambungan diferensial. pengukur tekanan, perlu untuk menggunakan bejana pemisah atau jenis perangkat pemisah lainnya daripada bejana pemerataan, yang harus ditempatkan di jalur penghubung sedekat mungkin dengan tangki atau reservoir.

Dimensi bejana pemerataan dan pemisah biasanya dipilih tergantung pada volume ruang plus dan minus diff. pengukur tekanan. Saat menggunakan perangkat pemisah dari jenis yang berbeda, perlu untuk mempertimbangkan kemungkinan perubahan dalam pembacaan pengukur level.

Pengukuran level dalam cairan dengan perangkat float dan displacer

Cara teknis paling sederhana untuk mengukur level cairan dalam tangki adalah indikator level pelampung. Dalam hal ini, level dinilai berdasarkan posisi penunjuk yang terpasang pada penyeimbang, terhubung ke pelampung melalui kabel yang dilemparkan ke atas balok. Metode pengukuran ini memungkinkan untuk mengontrol tingkat cairan dalam tangki di bawah tekanan atmosfer, dalam kasus ketika objek terletak relatif dekat dengan pos pengamatan.

Untuk pengukuran jarak jauh level cairan di bawah tekanan atmosfer, vakum atau pengukur, pemancar level displacer dengan sinyal keluaran terpadu arus searah 0-5 banyak digunakan di berbagai industri; 0-20 mA tipe UB-E atau pneumatik dengan tekanan 0.2-1 kgf/cm2 (0.02-0.1 MPa) tipe UB-P. Tindakan pemancar level UB-E dan UB-P, masing-masing, didasarkan pada prinsip kompensasi gaya listrik atau pneumatik dari gaya yang dikembangkan oleh elemen penginderaan (pemindah) dari unit pengukur pengukur level yang direndam dalam cairan , tingkat yang sedang diukur. Pada pengukur level UB-E, konverter linier dengan kompensasi daya listrik PLE digunakan, dan pada pengukur level UB-P, konverter dengan kompensasi daya pneumatik digunakan.

Beras. 19-4-1. Diagram perangkat pengukur level buikorvoy.

Selain pemancar level UB-E dan UB-P yang dipertimbangkan, jenis pengukur level displacer lainnya dengan sinyal output pneumatik dan indikator level dengan konverter trafo diferensial kelas akurasi digunakan.

Pengukur level apung dengan perangkat tambahan digunakan untuk pengukuran jarak jauh ketinggian air di reservoir terbuka, tekanan yang diciptakan oleh perbedaan ketinggian kolam hulu dan hilir, dan posisi berbagai jenis gerbang. Dalam pengukur level jenis ini dan di perangkat sekunder untuknya, selsyn digunakan sebagai transduser pengukur.

Untuk menandakan nilai batas level cairan dalam tangki atau tangki, sakelar level float dari berbagai jenis digunakan.

Pengukur level kapasitif

Pemancar tingkat kapasitif banyak digunakan untuk pensinyalan dan pengukuran jarak jauh dari tingkat cairan homogen di berbagai objek di industri kimia, petrokimia, dan lainnya. Pengukur level kapasitif dapat digunakan untuk mengukur level cairan di bawah tekanan hingga 25-60 kgf / cm 2 (2,5-6,0 MPa) dan memiliki suhu dari -40 hingga 200 C C. Keterbatasan ini disebabkan oleh keandalan isolasi yang digunakan untuk pembuatan konverter primer industri umum dari pengukur level kapasitif.

Pengukur level kapasitif tidak dapat digunakan untuk mengukur level kekentalan (lebih dari 0,980 Pa-s), cairan pembentuk film, kristalisasi dan pengendap, serta lingkungan eksplosif.

Tindakan pengukur level yang dipertimbangkan didasarkan pada pengukuran kapasitas listrik transduser utama, yang berubah secara proporsional dengan perubahan level cairan yang dipantau di dalam tangki. Transduser utama, yang mengubah perubahan level cairan menjadi perubahan kapasitansi yang proporsional, adalah, misalnya, kapasitor silinder, yang elektrodanya disusun secara koaksial. Untuk setiap nilai level cairan dalam tangki, kapasitansi transduser primer ditentukan sebagai kapasitansi dari dua kapasitor yang terhubung paralel, salah satunya dibentuk oleh bagian dari elektroda transduser dan cairan yang levelnya sedang diukur, dan yang kedua - oleh sisa elektroda transduser dan uap udara atau cair.

Saat menggunakan pemancar level kapasitif, harus diingat bahwa level cairan yang diukur secara fungsional terkait dengan konstanta dielektrik zat. Oleh karena itu, ketika mengukur level cairan dengan pengukur level kapasitif, harus diingat bahwa nilai konstanta dielektrik suatu cairan berubah dengan perubahan suhunya.

Tergantung pada karakteristik listrik cairan, tingkat yang diukur dengan metode kapasitif, mereka dibagi menjadi non-konduktif dan konduktif listrik. Pembagian dielektrik cair memiliki beberapa konvensi, tetapi praktis bijaksana.

Beberapa jenis pengukur level kapasitif digunakan untuk memberi sinyal dan pengukuran jarak jauh dari level padatan curah dengan kelembaban konstan.

Pemancar tingkat kapasitif terbuat dari tipe silinder dan pelat, serta dalam bentuk batang atau kabel yang kaku. Dalam kasus terakhir, dinding logam reservoir berfungsi sebagai elektroda kedua. Untuk memastikan keteguhan karakteristik transduser dan meningkatkan akurasi pengukuran level, disarankan untuk menggunakan transduser dengan batang atau kabel yang terletak di pipa baja, yang merupakan elektroda kedua transduser.

Pengukur level akustik dan ultrasonik

Dalam pengukur level akustik dan ultrasonik, sebuah metode diimplementasikan berdasarkan penggunaan efek pantulan getaran ultrasonik dari antarmuka antara dua media dengan impedansi akustik yang berbeda.

Pengukur level, yang disebut akustik, menggunakan metode untuk menemukan level cairan melalui media gas. Keuntungan dari metode ini adalah bahwa energi akustik yang dikirim ke objek untuk mengukur tingkat cairan menyebar melalui media gas. Ini memberikan keserbagunaan sehubungan dengan berbagai cairan yang akan diukur, serta keandalan yang tinggi dari transduser primer yang tidak bersentuhan dengan cairan.

Pengukur level, yang disebut ultrasonik, menggunakan metode yang didasarkan pada pantulan getaran ultrasonik dari antarmuka di sisi cair.

Tergantung pada parameter gelombang suara yang digunakan untuk mengukur level cairan, ada metode frekuensi, fase dan pulsa untuk mengukur level, serta beberapa kombinasinya, seperti frekuensi pulsa, dll. Masing-masing metode ini memiliki umum untuk metode akustik (ultrasonik) mengukur kelebihan, memiliki kelebihan dan kekurangan.

Pengukur level akustik banyak digunakan untuk pengukuran jarak jauh level cairan di berbagai objek di industri kimia, kertas, makanan, dan lainnya. Pengukur level jenis ini dapat digunakan untuk mengukur level berbagai cairan (homogen dan tidak homogen, kental, agresif, mengkristal, diendapkan) di bawah tekanan hingga 40 kgf / cm2 (4 MPa) dan memiliki suhu 5 hingga 80 ° C Pengukur level akustik tidak dapat digunakan untuk mengukur level cairan di bawah pengukur tinggi dan tekanan vakum. Jika cairan, level yang harus diukur, akan berada di bawah tekanan vakum hingga 0,5 kgf / cm2 (0,05 MPa), maka pengukur level akustik dapat digunakan.

Pengukur level ultrasonik hanya dapat digunakan untuk mengukur level cairan homogen dan tidak banyak digunakan dalam industri. Namun, pengukur level ultrasonik dapat mengukur level cairan homogen di bawah tekanan berlebih yang tinggi.

Dalam pengukur level akustik ECHO-1, generator 9 menghasilkan impuls listrik dengan tingkat pengulangan tertentu, yang diubah menjadi ultrasonik menggunakan transduser akustik 1 yang dipasang pada tutup tangki. Menyebar di sepanjang jalur akustik, pulsa ultrasonik dipantulkan dari bidang antarmuka antara media dan jatuh pada transduser yang sama 1.

Beras. 19-6-1. Skema pengukur level akustik ECHO-1.

Pengukur level ultrasonik. Pengukur level ultrasonik menggunakan metode berdenyut untuk mengukur level dengan memantulkan getaran ultrasonik dari antarmuka di sisi cair. Ukuran level cairan dalam hal ini juga merupakan waktu transit getaran ultrasonik dari transduser piezometrik (emitor) ke bidang antarmuka antara media (cair - gas) dan kembali ke penerima. Kesalahan dasar yang diizinkan dari pengukur level ultrasonik tidak melebihi 2,5% dari rentang pengukuran level cairan,

23. Pengukuran level padatan curah

Mengukur tingkat padatan curah di bunker dan perangkat lain berbeda secara signifikan dari mengukur tingkat cairan, karena sifat lokasi material dalam suatu objek tidak memungkinkan kita untuk berbicara tentang levelnya sebagai permukaan horizontal. Berbagai macam bahan yang perlu diukur di sektor energi dan industri memerlukan berbagai teknik dan desain pengukur.

Di TPP, pengukur ketinggian diperlukan untuk mengukur tingkat gumpalan (mentah) batubara dan debu batubara di bunker. Di industri, pengukur level digunakan untuk mengukur level muatan, batu bara, batuan, dan berbagai bahan tepung. Dalam mengukur kadar padatan curah, khususnya bahan bakar padat, perlu diketahui sifat pergerakan material pada benda (bunker) dan bentuk benda. Saat memilih sarana teknis untuk kontrol level otomatis, perlu untuk mempertimbangkan kemungkinan bahaya ledakan material, yang levelnya akan diukur.

Bunker untuk bahan bakar kental dan bubuk di TPP dalam banyak kasus memiliki bentuk piramida terpotong dengan bagian atas mengarah ke bawah. Mereka terbuat dari beton bertulang atau baja. Bentuk bunker ini memiliki efek tertentu pada sifat pergerakan bahan bakar. Pada ketinggian bunker 8-10 m, lapisan bahan bakar di dalamnya mengalami kompresi horizontal yang cukup besar, yang menyebabkan penurunan nyata dari sifat curahnya. Dalam hal ini, dalam bunker dengan kapasitas apa pun di zona tekanan maksimum, melayang dan menjembatani dapat terjadi. Karena kemungkinan fenomena ini, pada permukaan bagian dalam bunker (terutama di zona tekanan maksimum) tidak boleh ada tonjolan yang dapat merusak sifat pergerakan bahan bakar.

Biasanya, di dalam bunker, bahan bakar sebagian terletak di dinding bagian dalam dalam bentuk lapisan dengan berbagai ketebalan. Saat lapisan tengah bahan bakar ditembakkan, ketebalan lapisan di dinding bunker juga berkurang. Akibatnya, kapasitas sebenarnya dari bunker berkurang 20-25% dibandingkan dengan nominal. Ukuran lapisan bahan bakar di dinding tergantung pada sudut kemiringan dinding bunker, kadar air bahan bakar dan koefisien gesekan internal. Berbagai perangkat caving digunakan untuk menghilangkan pembekuan bahan bakar di bunker.

Dalam bunker dengan bahan bakar kental, ketinggian biasanya diambil sebagai titik terendah dari corong di sisi penutup bunker. Karena fluiditasnya yang tinggi, debu batu bara terletak dalam bentuk lapisan horizontal yang kurang lebih merata, namun, ketika debu batu bara kehilangan sifat fluida dan kuenya, levelnya menurun dengan distorsi, disertai dengan pembentukan corong, "sumur" dan menempelnya lapisan debu pada dinding bunker.

Untuk mengotomatiskan pemuatan tempat sampah atau benda lain, setidaknya perlu menyediakan bantuan pengukur level sinyal, kontrol otomatis ketersediaan material di dua bagian sepanjang ketinggian di bagian bawah setiap bunker - untuk menerima sinyal untuk berbelok pada perangkat pemuatan dan di bagian atas - untuk menerima sinyal untuk mematikan perangkat pemuatan.

Untuk memastikan keandalan yang lebih besar dari proses teknologi, seringkali perlu untuk terus memantau level di bunker atau objek lain. Dalam hal ini, untuk pengukuran jarak jauh dari tingkat padatan curah dalam objek teknologi, pengukur level digunakan, dilengkapi dengan perangkat sekunder, yang harus memiliki perangkat kontak untuk menandakan nilai batas level. Perangkat kontak perangkat sekunder juga dapat digunakan untuk mengotomatiskan pemuatan sampah atau objek lain.,

Sarana teknis yang dimaksudkan untuk mengukur dan memberi sinyal tingkat padatan curah dibagi menjadi elektromekanis, listrik, elektronik, pneumatik, radioaktif, dan penimbangan. Saat ini, jangkauan alarm dan pengukur ketinggian yang diproduksi secara komersial untuk digunakan di pembangkit listrik termal terbatas, beberapa jenis telah diperkenalkan secara eksperimental, tetapi tidak diproduksi secara massal. Pengukur level radioaktif, pneumatik, dan penimbangan di TPP belum tersebar luas.

Alarm level untuk padatan massal

Untuk menandakan tingkat batas padatan curah dan mengotomatiskan pemuatan sampah dan wadah lainnya, berbagai jenis perangkat sinyal digunakan.

Dalam industri kimia, sakelar level digunakan dengan transduser sensitif yang merasakan tekanan padatan curah, yang levelnya dipantau. Kelompok perangkat elektromekanis ini mencakup sakelar level membran dan pendulum. Dalam industri makanan, sakelar level membran digunakan, yang diproduksi secara serial dan digunakan dalam sistem kontrol untuk pasokan tepung, biji-bijian, dan bahan curah lainnya untuk mencegah akumulasi darurat bahan dalam umpan gravitasi masuk dan keluar dari mesin pengolah biji-bijian .

Pengalaman pengoperasian di TPP perangkat pensinyalan membran untuk tingkat debu batubara di bunker telah menunjukkan bahwa mereka tidak memberikan kontrol level yang andal karena pembentukan lapisan debu di dinding. Untuk alasan yang sama, alarm pendulum tidak dapat direkomendasikan untuk memantau debu batubara.

Perlu dicatat bahwa untuk memastikan kontrol yang andal dan otomatisasi pemuatan bunker dengan batubara dan debu di TPP, indikator tingkat yang lebih maju harus dibuat.

Instrumen untuk mengukur tingkat padatan curah

Untuk pengukuran jarak jauh yang berkelanjutan dari tingkat padatan curah, pengukur tingkat yang dilengkapi dengan perangkat sekunder digunakan. Dari perangkat yang dipertimbangkan di atas, indikator level kapasitif elektronik EIU-2 digunakan untuk pengukuran jarak jauh dari level padatan curah dengan kelembaban konstan. Untuk mengukur tingkat padatan curah, jenis pengukur tingkat kapasitif lainnya juga diproduksi. Perhatikan bahwa perangkat kapasitif di TPP tidak memberikan keandalan yang diperlukan untuk mengukur tingkat batubara dan debu di bunker dan belum banyak digunakan.

Di beberapa industri, khususnya di industri kimia, digunakan pengukur berat untuk tingkat atau massa bahan curah di bunker. Sebagai transduser dalam pengukur level ini, dosis mess digunakan, yang merupakan penyangga untuk salah satu kaki hopper. Mesdoza memiliki bodi baja dengan piston yang disegel dengan diafragma logam. Mesdose, garis penghubung dan rongga bagian dalam pegas tabung pengukur tekanan diisi dengan cairan. Tekanan yang diukur dalam dosis massa oleh manometer sama dengan gravitasi hopper dengan bahan di dalamnya, dibagi dengan luas piston.

Selain dosis massa, dalam pengukur level penimbangan, transduser magnetoelastik yang lebih canggih juga digunakan, yang memberikan akurasi pengukuran yang lebih tinggi. Untuk mengubah gravitasi bunker dengan bahan pengisinya menjadi sinyal listrik, konverter magnetoelastik dipasang di bawah penyangganya. Tindakan transduser ini didasarkan pada perubahan permeabilitas magnetik pelat baja transduser di bawah deformasi mekanis elastis.

kesalahan pengukur tingkat pengukuran termoteknik

Diagram skema alat pengukur level penimbangan untuk mengukur massa material dalam wadah menggunakan transduser magnetoelastik ditunjukkan pada Gambar. 20-3-1.

Alat ukur komposisi gas

Alat ukur yang dirancang untuk mengukur komposisi gas disebut penganalisis gas dan kromatografi gas. Sarana teknis ini, tergantung pada tujuannya, dibagi lagi menjadi portabel dan otomatis. Alat analisis gas portabel dan kromatografi digunakan dalam kondisi laboratorium untuk secara kuantitatif menentukan komposisi gas selama pekerjaan penelitian, serta selama pemeriksaan khusus, pengujian dan commissioning berbagai instalasi teknik panas industri (pembangkit uap, tungku, dll.). Perangkat jenis ini banyak digunakan untuk menguji penganalisis gas otomatis.

Penganalisis gas otomatis yang dirancang untuk pengukuran otomatis terus menerus dari persentase volume satu analit dalam campuran gas banyak digunakan di berbagai industri, khususnya di industri tenaga. Penganalisis gas otomatis modern memungkinkan untuk menentukan kandungan karbon dioksida (CO,), oksigen (0 2), karbon monoksida dan hidrogen (CO + H 2), CO, H 2, metana (CH 4) dan gas lainnya dalam campuran gas.

Penganalisis gas otomatis banyak digunakan untuk mengontrol proses pembakaran di tungku pembangkit uap, tungku dan unit lainnya, untuk menganalisis campuran gas teknologi, untuk menentukan kandungan hidrogen dalam sistem pendingin hidrogen dari belitan generator turbin, dll.

Untuk melakukan mode pembakaran yang benar, perlu untuk mempertahankan rasio tertentu antara jumlah bahan bakar dan udara yang dipasok ke tungku pembangkit uap (atau tungku). Jumlah udara yang tidak mencukupi menyebabkan pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna dan masuknya produk yang tidak terbakar ke dalam cerobong asap. Jumlah udara berlebih memastikan pembakaran sempurna, tetapi membutuhkan banyak bahan bakar untuk memanaskan volume udara tambahan. Dalam kedua kasus, keluaran panas yang berguna dari tungku pembangkit uap berkurang. Rasio bahan bakar-udara yang dibutuhkan tergantung pada berbagai faktor dan terutama pada jenis bahan bakar. Untuk berbagai jenis bahan bakar, nilai optimal dari rasio udara berlebih ditetapkan, di mana pengoperasian instalasi yang ekonomis dipastikan.

Pemantauan terus menerus dari mode pembakaran dalam kondisi operasi di pembangkit listrik termal modern dilakukan menggunakan penganalisis gas otomatis untuk kandungan 0 2 dalam produk pembakaran (gas buang). Dalam industri dan pembangkit uap berdaya rendah, proses pembakaran terkadang dipantau dengan menganalisis produk pembakaran untuk kandungan CO2. Kandungan CO2 dalam produk pembakaran sempurna adalah fungsi yang jelas dari udara berlebih hanya untuk jenis bahan bakar tertentu dengan komposisi konstan.

Dalam kasus pembakaran tidak sempurna, kandungan CO2 dalam produk pembakaran bukanlah fungsi yang jelas bahkan dengan komposisi bahan bakar yang konstan. Saat membakar campuran dua jenis bahan bakar, kontrol produk pembakaran oleh CO2 tidak dapat dilakukan, karena perubahan kecil dalam rasio campuran bahan bakar ini menyebabkan perubahan nilai optimal CO2.

Ketika mengontrol proses pembakaran menurut 0 2, perubahan komposisi bahan bakar atau rasio kuantitatif campuran berbagai jenis bahan bakar praktis tidak berpengaruh pada kandungan 0 2 dalam produk pembakaran. Untuk mengontrol mode pembakaran saat membakar bahan bakar minyak dan gas dengan udara berlebih yang kecil, perlu menggunakan penganalisis gas otomatis dengan rentang pengukuran dari 0 hingga 2% 0 2.

Untuk keandalan yang lebih besar, bersama dengan kandungan 0 2 dalam produk pembakaran, disarankan untuk juga mengontrol kandungan CO, H 2 dan CH 4; disarankan untuk mengontrol kepadatan asap tambahan menggunakan pengukur asap. Kontrol kepadatan asap juga diperlukan untuk alasan sanitasi untuk memastikan kebersihan udara ambien. Namun, saat ini smoke meter belum diproduksi secara massal.

Penganalisis gas biasanya dinilai dalam persen volume. Metode kalibrasi skala penganalisis gas ini nyaman, karena persentase masing-masing komponen dalam volume total tetap tidak berubah ketika tekanan dan suhu campuran gas berubah.

Penganalisis gas kimia

Penganalisis gas kimia yang termasuk dalam kelompok perangkat mekanis didasarkan pada pengukuran pengurangan volume sampel gas yang diambil setelah pelepasan komponen yang dianalisis. Komponen dihilangkan dengan penyerapan selektif atau afterburning terpisah.

Jadi, misalnya, karbon dioksida diserap dari sampel gas yang diambil oleh larutan berair kalium hidroksida, yang memiliki kemampuan untuk menyerap CO2 secara selektif:

KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 0.

Residu yang tidak diserap dari gas yang dianalisis memasuki alat pengukur gas, di mana penurunan volume yang sesuai dengan CO2 yang diserap diukur.

Metode ini digunakan baik dalam penganalisis gas portabel yang dioperasikan dengan tangan dari tipe GKhP2 dan GKhPZ (GOST 6329-52), sering disebut perangkat Ors, dan dalam penganalisis gas otomatis.

Metode penyerapan selektif dalam kombinasi dengan metode pembakaran terpisah dari komponen yang mudah terbakar dari sampel gas yang dianalisis memungkinkan untuk menentukan persentase komponen berikut dari campuran gas C0 2 (S0 2), 0 2, CO, H 2 , C m H n (jumlah hidrokarbon tak jenuh), jumlah metana CH 4 dan hidrokarbon jenuh lainnya. Metode ini digunakan dalam penganalisis gas portabel tipe VTI-2 (GOST 7018-54).

Penganalisis gas kimia otomatis saat ini tidak digunakan di TPP. Kerugian utama dari penganalisis gas ini adalah bahwa mereka adalah perangkat tipe batch, memberikan 20-30 analisis per jam.

Penganalisis gas optik

Penganalisis gas optik didasarkan pada penggunaan ketergantungan perubahan dalam satu atau lain sifat optik dari campuran gas yang dianalisis pada perubahan konsentrasi komponen yang diukur.

Gas analyzer berbasis penyerapan sinar inframerah banyak digunakan di berbagai industri dan digunakan untuk menentukan konsentrasi karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), metana (CH4), amonia (CH3) dalam campuran gas kompleks, dan juga gas lainnya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa di wilayah spektrum inframerah, gas-gas tersebut memiliki intensitas yang sangat tinggi dan berbeda satu sama lain berdasarkan posisi pita serapan dalam spektrum.

Penganalisis gas fotokolorimetri berdasarkan penyerapan sinar di wilayah spektrum yang terlihat dibagi menjadi cairan dan pita. Penganalisis gas cair adalah perangkat dengan penyerapan radiasi langsung (langsung) oleh komponen yang ditentukan ketika komponen yang dianalisis berinteraksi dengan reagen cair. Dalam penganalisis gas jenis kedua, penyerapan cahaya diukur dengan permukaan kertas atau pita tekstil yang telah diresapi atau dibasahi dengan reagen yang sesuai. Penganalisis gas fotokolorimetri banyak digunakan untuk mengukur mikrokonsentrasi berbagai gas di udara dan dalam campuran gas kompleks. Alat analisa gas ini juga banyak digunakan untuk menentukan konsentrasi racun dari berbagai gas dan uap di udara yang berbahaya bagi manusia. Penganalisis gas fotokolorimetri tidak digunakan untuk menentukan konsentrasi tinggi. Perlu dicatat bahwa metode fotokolorimetri banyak digunakan untuk analisis cairan, khususnya untuk analisis air di pembangkit listrik termal.

Alat analisis gas spektrofotometri berdasarkan metode analisis spektral emisi dari campuran gas digunakan untuk analisis argon, helium, nitrogen, hidrogen dan oksigen.

Alat analisa gas berdasarkan penyerapan sinar ultraviolet digunakan dalam industri kimia, minyak dan makanan. Karena sensitivitasnya yang tinggi, mereka banyak digunakan untuk menentukan konsentrasi beracun dan eksplosif dari berbagai gas di udara perusahaan industri. Penganalisis gas jenis ini memungkinkan untuk menentukan kandungan uap merkuri, klorin dan gas dan uap lainnya baik di udara maupun dalam campuran gas proses.

Kromatografi gas

Kromatografi gas yang dirancang untuk analisis kuantitatif campuran gas banyak digunakan sebagai instrumen laboratorium di berbagai industri (kimia, gas, petrokimia, energi, dll.). Dalam beberapa tahun terakhir, di negara kita dan di luar negeri, perhatian besar telah diberikan pada pembuatan kromatografi gas industri. Penggunaan perangkat ini dalam industri kimia dan petrokimia untuk kontrol dan otomatisasi proses teknologi memungkinkan untuk meningkatkan kualitas produk dan mencapai efisiensi ekonomi yang lebih besar.

Dalam teknik tenaga, kromatografi tipe laboratorium digunakan untuk analisis berkala produk pembakaran berbagai jenis bahan bakar, untuk meneliti proses pembakaran di tungku dan menguji generator uap; kromatografi dengan perangkat tambahan digunakan untuk menentukan jumlah hidrogen terlarut dalam air dan uap, serta kelembaban hidrogen dalam sistem pendingin belitan generator turbin.

Kromatografi digunakan untuk analisis berkala produk pembakaran berbagai jenis bahan bakar di pembangkit uap industri, tungku dan instalasi lainnya. Selain itu, kromatografi dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi pengotor berbahaya (CO, CH 4, dll.) di udara tempat industri. Di sini kromatografi digunakan untuk memisahkan campuran gas dengan metode fisik berdasarkan distribusi satu atau lebih komponen campuran antara dua fase. Salah satu fase ini, dipasang pada adsorben (permukaan padatan atau lapisan tipis cairan), dicuci oleh fase gerak (gas pembawa bersama dengan gas yang dianalisis) yang bergerak di ruang bebas yang tidak ditempati oleh fase diam. Dalam hal ini, ada pengulangan beberapa tindakan dasar adsorpsi dan desorpsi. Karena komponen individu dari campuran gas diserap dan ditahan oleh adsorben ini secara berbeda, distribusi komponen antara dua fase, dan pada saat yang sama pergerakannya relatif satu sama lain, dilakukan dalam urutan tertentu pada karakteristik laju. dari masing-masing komponen. Hal ini memungkinkan penentuan sekuensial konsentrasi setiap komponen campuran gas.

Metode pemisahan kromatografi zat menggunakan adsorben pertama kali ditemukan pada tahun 1903 oleh ilmuwan Rusia M.S. Warna dan digunakan olehnya dalam studi pigmen yang terlibat dalam fotosintesis tanaman. Selama penelitian M.S. Warna berhubungan dengan zat berwarna dan karena itu ia menyebut metode pemisahan ia menggunakan kromatografi. Saat ini, metode kromatografi digunakan untuk pemisahan zat tidak berwarna, tetapi nama metodenya tetap sama.

Kromatografi gas sebagai metode analisis kualitatif dan kuantitatif berbagai zat telah dikenal luas dalam beberapa tahun terakhir. Perkembangan kromatografi gas sebagian besar dipromosikan oleh metode kromatografi gas-cair yang diusulkan pada tahun 1952 oleh A. Martin dan A. James.

Kromatografi gas dibagi menjadi kromatografi gas-adsorpsi dan kromatografi gas-cair.

Metode adsorpsi gas untuk memisahkan komponen campuran gas didasarkan pada daya serap yang berbeda dari komponen oleh adsorben padat, yang merupakan zat berpori dengan permukaan yang besar. Adsorben yang banyak digunakan dalam kromatografi adsorpsi gas adalah karbon aktif, silika gel, alumogel, ayakan molekul (zeolit). Adsorben lain juga digunakan, seperti kaca berpori halus.

Dalam kromatografi gas-cair, pemisahan campuran kompleks zat didasarkan pada perbedaan kelarutan komponen campuran yang dianalisis dalam lapisan tipis cairan yang diendapkan pada permukaan pembawa inert kimia padat. Dukungan padat tidak berpartisipasi secara langsung dalam proses adsorpsi, tetapi hanya berfungsi untuk menciptakan permukaan pelarut yang diperlukan. Pemilihan zat cair (fase diam) ditentukan oleh sifat zat yang akan dipisahkan. Berbagai cairan digunakan untuk pemisahan zat, misalnya minyak vaselin (campuran parafin cair kemurnian tinggi), minyak silikon (DS-200, DS-703), minyak penerbangan dengan titik didih tinggi, polietilen glikol dari berbagai merek, dll. Kromatografi gas kapiler adalah jenis kromatografi gas-cair, diusulkan pada tahun 1957. M. Go-lei. Dalam kromatografi kapiler, tabung kapiler panjang digunakan sebagai pendukung padat untuk fase diam, permukaan bagian dalamnya ditutupi dengan lapisan seragam tipis cairan non-volatil. Kromatografi kapiler memberikan pemisahan yang lebih jelas dari komponen campuran gas.

Perlu dicatat bahwa adsorben yang dimodifikasi baru-baru ini mulai digunakan dalam kromatografi gas. Dalam hal ini, fase gerak adalah gas, dan fase diam adalah adsorben padat yang dimodifikasi dengan sedikit cairan. Saat menggunakan adsorben seperti itu, pemisahan komponen campuran gas terjadi baik karena adsorpsi pada pembawa padat dan karena kelarutan dalam cairan. Ini menggunakan metode adsorpsi gas dan gas-cair pada saat yang bersamaan.

Proses kromatografi dapat dilakukan dengan salah satu metode berikut: pengembangan, frontal atau perpindahan. Dalam pengembangan metode adsorpsi gas dan kromatografi gas-cair, gas pembawa non-penyerap terus mengalir sepanjang lapisan penyerap, dan dosis campuran gas yang dianalisis secara berkala dimasukkan ke dalam aliran. Metode ini banyak digunakan untuk tujuan analitis. Metode frontal dan perpindahan belum menemukan aplikasi luas untuk tujuan analitis dan tidak akan dipertimbangkan.

Selain metode yang ditunjukkan untuk melakukan proses kromatografi, metode pengembangan analisis dengan peningkatan suhu terprogram di sepanjang kolom pemisahan digunakan. Untuk analisis jejak kotoran dalam gas inert sehubungan dengan adsorben, metode termodinamika dapat digunakan.

Kromatografi gas biasanya menggunakan helium, argon, hidrogen, nitrogen, udara, dan gas lainnya sebagai gas pembawa.

Kromatografi adsorpsi gas yang sedang berkembang banyak digunakan dalam rekayasa tenaga dan industri lainnya untuk memisahkan campuran zat-zat dengan titik didih rendah yang merupakan bagian dari produk pembakaran (H2, 02, CO, CH4, N2, dll.); metode kromatografi gas-cair tidak memberikan pemisahan yang baik dari zat-zat ini karena kelarutannya yang buruk dalam fase cair. Baru-baru ini, metode adsorpsi gas juga telah digunakan untuk analisis zat dengan titik didih tinggi dan gas hidrokarbon ringan.

Kromatografi gas-cair digunakan untuk pemisahan zat bertitik didih tinggi, yang mencakup sebagian besar hidrokarbon. Metode kromatografi memungkinkan untuk menganalisis campuran gas, zat cair, serta zat padat yang tidak larut dalam cairan. Dalam kasus terakhir, kolom pemisah kromatografi dilengkapi dengan alat untuk menguapkan cairan yang dianalisis.

Metode dan sarana teknis pengendalian kualitas air, uap, kondensat dan konsentrasi larutan

Pengenalan yang luas ke dalam industri tenaga unit daya yang kuat dengan parameter tinggi dan superkritis telah menyebabkan kebutuhan untuk mengatur kontrol kimia kontinu dan periodik otomatis yang andal atas rezim air pembangkit listrik dan pengoperasian instalasi pengolahan air dan kondensat. Pentingnya masalah otomatisasi proses persiapan air juga meningkat.

Metode manual kontrol kimia dari beberapa indikator kualitas yang digunakan di banyak pembangkit listrik tidak memenuhi persyaratan peningkatan modern. Metode-metode ini memakan waktu, memiliki akurasi hasil analisis yang tidak memadai dan tidak cocok untuk kontrol operasional atas rezim air dan otomatisasi proses persiapan air.

Penggunaan alat ukur otomatis (penganalisis cair) di pembangkit listrik meningkatkan keandalan kontrol kimia atas indikator kualitas air umpan generator uap, uap dan kondensat dan proses desalinasi kimia air tambahan dan pemurnian kondensat turbin.

Untuk mengontrol rezim air pembangkit listrik dan pengoperasian instalasi pemurnian air dan kondensat, perlu untuk mengukur berbagai indikator kualitas media yang berbeda dalam komposisi kimia. Media ini berada di bawah tekanan berlebih yang berbeda, memiliki suhu yang berbeda, berbeda dalam jumlah kotoran mekanis dan lainnya. Akibatnya, dalam banyak kasus, untuk mengurangi tekanan dan suhu, serta untuk menghilangkan kotoran mekanis atau gas terlarut dari sampel lingkungan yang dikontrol, perlu untuk memasang perangkat tambahan khusus di depan konverter utama. Berbagai perangkat sampling digunakan untuk mengambil sampel yang representatif dari media. Penggunaan perangkat tambahan ini memungkinkan terciptanya kondisi operasi normal yang sama untuk transduser pengukur utama, dan pada saat yang sama untuk meningkatkan akurasi pengukuran.

Pengukuran konduktivitas listrik larutan berair

Pengukuran konduktivitas listrik spesifik dari larutan berair telah tersebar luas dalam praktik laboratorium, dengan kontrol kimia otomatis dari rezim air pembangkit listrik tenaga uap, efisiensi pabrik pengolahan air dan pertukaran panas industri dan instalasi lainnya, serta berbagai indikator kualitas yang mencirikan proses teknologi kimia.

Sarana teknis yang dirancang untuk mengukur konduktivitas spesifik larutan berair biasanya disebut penganalisis cairan konduktometri. Skala instrumen sekunder konduktometer untuk cairan (laboratorium dan industri) untuk mengukur konduktivitas listrik spesifik dikalibrasi dalam satuan Siemens per sentimeter (S-cm-1) atau mikrosiemen per sentimeter (μS-cm-1). Konduktometer cair, yang digunakan dalam kondisi industri untuk mengukur indikator kualitas yang mencirikan kandungan garam dalam uap, kondensat, dan air umpan generator uap, biasanya disebut salinometer. Skala instrumen sekunder meter garam dikalibrasi (untuk kandungan bersyarat dari garam-garam ini dalam larutan) dalam satuan berikut: miligram per kilogram (mg / kg), mikrogram per kilogram (μg / kg) atau miligram per liter (mg / l) dan mikrogram per liter (μg) / l). Konduktometer cair yang digunakan untuk mengukur konsentrasi larutan garam, asam, alkali, dll., sering disebut konsentrator. Skala instrumen sekunder konsentrator dikalibrasi sebagai persentase dari nilai konsentrasi massa. Penganalisis konduktivitas untuk cairan juga digunakan sebagai perangkat pensinyalan.

Dengan meningkatnya persyaratan untuk indikator kualitas air umpan, uap dan kondensat, perlu untuk mengukur nilai konduktivitas listrik yang kecil, tidak melebihi 5-6 S-cm-1

Dalam kondensat uap dan air umpan generator uap, selain sejumlah kecil garam, biasanya ada gas terlarut - amonia (CH 3) dan karbon dioksida (CO 2) - dan hidrazin. Kehadiran gas terlarut dan hidrazin mengubah konduktivitas listrik kondensat dan air umpan, dan pembacaan konduktometer cairan (salinometer) tidak secara jelas sesuai dengan kandungan garam konvensional, mis. nilai residu kering yang diperoleh dengan penguapan kondensat atau air umpan. Hal ini menyebabkan kebutuhan untuk mengubah pembacaan instrumen atau menggunakan perangkat tambahan untuk menghilangkan gas terlarut dan hidrazin dari sampel.

Perangkat tambahan dalam bentuk degasser untuk menghilangkan gas terlarut dari sampel tidak mengecualikan pengaruh hidrazin pada pembacaan penganalisis konduktometri. Filter yang digunakan saat ini diisi dengan penukar kation KU-2 memungkinkan untuk mengecualikan pengaruh amonia dan hidrazin pada pembacaan instrumen.

Konverter konduktometri elektroda. Transduser elektroda yang digunakan untuk mengukur konduktivitas listrik larutan dibuat untuk penelitian laboratorium dari berbagai larutan dan untuk pengukuran teknis. Pengukuran dalam kondisi laboratorium dilakukan dengan arus bolak-balik. Perlu dicatat bahwa metode pengukuran konduktometri dalam arus bolak-balik tetap diterima secara umum dalam praktik laboratorium sehari-hari. Pengukuran teknis konduktivitas listrik larutan menggunakan transduser elektroda biasanya dilakukan pada arus bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz.

Perangkat, dimensi, dan, akibatnya, konstanta transduser elektroda sangat bergantung pada nilai terukur dari konduktivitas larutan. Dalam pengukuran teknis, transduser yang paling umum adalah koaksial silinder dan, pada tingkat lebih rendah, elektroda datar. Desain transduser dengan elektroda koaksial silinder secara skematis ditunjukkan pada Gambar. 22-2-2. Untuk transduser yang ditunjukkan pada Gambar. 22-2-2, a, elektroda silinder luar pada saat yang sama tubuhnya. Konverter kedua (Gbr. 22-2-2, b) juga memiliki silinder 1 dan elektroda koaksial logam, tetapi mereka terletak di kasing baja, di mana satu elektroda dilas.

Sesuai dengan GOST 12997-76, GSP didefinisikan sebagai "... satu set produk yang dimaksudkan untuk digunakan dalam industri sebagai sarana teknis sistem kontrol otomatis dan otomatis, pengukuran, regulasi dan kontrol proses teknologi (APCS), informasi dan pengukuran sistem (IIS ), serta untuk memantau, mengukur, dan mengatur parameter individu ... ". GSP didasarkan pada pendekatan sistematis yang memungkinkan Anda meminimalkan biaya baik pada tahap desain maupun pada pengoperasian berbagai cara teknis.

Dasar metodologi SHG adalah sistem standar negara (ada sekitar 200 di antaranya) yang menetapkan persyaratan teknis umum, persyaratan untuk sinyal keluaran dan masukan, aturan untuk antarmuka dan desain informasi.

Dasar teknis GSP adalah kompleks agregat, yang masing-masing merupakan seperangkat sarana teknis, diurutkan berdasarkan fungsi dan parameter. Semua sarana teknis yang termasuk dalam satu kompleks agregat dicirikan oleh:

kompatibilitas sistem- sistem apa pun dapat dirakit dari mereka, misalnya, IMS atau APCS, tanpa menggunakan sarana antarmuka tambahan;

kompatibilitas informasi- penyatuan sinyal input dan output menggunakan antarmuka standar. Antarmuka adalah sistem koneksi dan sinyal terpadu - konstruktif, logis, fisik, di mana sarana teknis terhubung satu sama lain dan bertukar informasi.

kompatibilitas konstruktif- penyatuan konstruksi standar.

Kompleks agregat yang termasuk dalam GSP dibagi menjadi:

kompleks penggunaan luas- ASVT (kompleks agregat peralatan komputer), ASET (kompleks agregat peralatan pengukuran listrik), KTS LIUS (kompleks sarana teknis untuk sistem informasi dan kontrol lokal), AKESR (kompleks gabungan perangkat kontrol listrik analog), dll.

khusus- ASAT (kompleks agregat untuk peralatan analitik), ASIM (kompleks agregat untuk pengukuran dan penimbangan massa), dll. Nomenklatur total sarana teknis yang termasuk dalam GSP saat ini melebihi 2000 item.

Pengukuran suhu

Suhu- salah satu parameter terpenting dari proses teknologi pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN). Saat merancang dan mengoperasikan pembangkit listrik tenaga nuklir lanjutkan dari nilai optimal dua parameter: suhu dan efisiensi. Di satu sisi, semakin tinggi suhu, semakin tinggi daya yang akan dihapus dan semakin tinggi efisiensinya. Di sisi lain, pada suhu tinggi, masa pakai peralatan berkurang, peralatan harus lebih sering diganti, yang mengarah pada biaya ekonomi. Oleh karena itu, kontrol suhu merupakan prasyarat untuk operasi pembangkit listrik tenaga nuklir yang andal dan ekonomis.

Suhu- nilai yang mencirikan tingkat pemanasan tubuh. Suhu, yang merupakan kuantitas intens, tidak memiliki sifat aditif, yaitu, untuk sistem dalam kesetimbangan termal, setiap bagian mikroskopis dari sistem memiliki suhu yang sama. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk membuat standar suhu. Suhu hanya dapat diukur secara tidak langsung, berdasarkan ketergantungan suhu dari sifat-sifat fisik benda yang dapat diukur secara langsung, misalnya, hambatan listrik, gaya gerak termoelektrik, panjang, volume, dll. Sifat-sifat benda ini disebut termometrik.

Satuan suhu adalah Kelvin (K) - 1 / 273,16 suhu termodinamika titik tripel air. Diperbolehkan menggunakan satuan derajat Celcius (° ).