Білім және ғылым министрлігі

Зертханалық және өнеркәсіптік жұмыс жағдайында 800С жоғары температураларынды өлшеу үшін оптикалық пирометрлер кеңінен қолданылады. Оптикалық пирометрдің жұмыс істеу принципі екі дененің: эталондық дене және температурасы өлшенетін дененің монохромотикалық сәуле шығаруын салыстыруға негізделген. Эталондық дене ретінде жарықтылығы реттелетін қыздырылған шам қылы (нить) қолданылады. Осы топтағы ең көп таралған құрылғы монохроматиялық пирометр болып саналады. Пирометр ол обьектив және окуляр линзасында тұратын түтікше. Телескопиялық түтікше ішінде орналасқан обьектив фокус линзасында пирометриялық шам тік сызыққа ұқсаған қыл ретінде орналасқан.

Пирометриялық шам реостат арқылы батареямен қоректенеді. Пирометриялық шам қоректену тізбегінде шкаласы температура бірлігінде градусталған милливольтметр қосылған. Монохроматиялық сәуле алу үшін окуляр ұзындығы белгілі сәулені өткізетін қызыл жарық фильтрмен жабдықталған. Обьективте жұтып алу жарық фильтрі орналасқан. Ол шекті өлшеуді кеңейту үшін қолданылады, Қоректену негізін қосқаннан кейін, реостат қылдың жарықтығын ол қыздырылған дене фонынан жасалғанға дейін реттейді. Осы уақытта милливольтметр шкаласы көрсеткен температура мәні алынады.

Фотоэлементті оптикалың пирометр қылы жұтылатын оптикалық пирометрден артықшылығы, ол автоматтандырылған, өлшенген мәндерді жазып алу және оларды белгіленген арақашықтықта жіберу қабілеті бар. Фотоэлектрикалық пирометр (ФЭП) жұмыс істеу принципі бойынша 2 типке бөлінеді. 1-ші типке:

Прибор өзіне сәулені энергияны қабылдай, сезімтал элементке түсіп оның параметрлерін өзгертеді (фототок, кедергі). Ал 2-ші типті приборларда сәулені энергияның өлшеніу өтем әдісімен орындалады. Мұнда сезімтал элемент нөлдік құрылғы режимінде өлшенетін дене сәуле шығару қарқындылығы мен сәуле шығарудың тұрақты негізі – қыздырылған шамның қарқындылығын салыстыра жұмыс істейді.

Вакумдық сурьмяно-цезистік фотоэлемент қолдану кезіндегі температураны өлшеу шектілігі 800-тан 4000 дейін фотэлектрикалық пирометрлердің негізгі қателіктері 1%, жоғары текті 2000С 1,5%.

Фотоэлектрикалық пирометрлерге жарық ағынына сезімтал басқа элементтерді қолданған кезде, төменгі шек өлшемін төмендетеді, ал сернистік-свинц фотокедергісін қабылдағыштың қолданған кезде пирометрдің төменгі шекті өлшемі 200С тең. 550С-ға дейін қыздырылған дененің сәулеленуі қызыл түсті сәулелерден құралған. Температураның жоғарылауына байланысты дененің түсі қара-қоңыр қызылдан ашық қызылға, сарғыш сары ақ түске өзгереді. Осы қасиет қыздырылған дененің түсі бойынша температурасын анықтауға мүмкіндік береді. Автоматтандырылған түсті пирометрдің әрекеті мынаған негізделген: Екі спектрлік участкіде қызыл және көк, екі спектрлік жарықтарының логорифмдік қатынасын өлшеуге. Түсті пирометрдің мынадай түрлері болады: ЦЭП-2М, ЦЕП-3, ЦЕП-3М, «ПИРСО».

Түсті пирометрдің өлшеу диапазоны 1400-2800С ол 5-6 диапазон шамаларға бөлінеді. Дискіні жарық фильтрімен айырбастап, бір диапазоннан 2-ші диапазонға өтуге болады, пирометрдің дәлдік класы 1,0 тең.

Қыздырылған дененің толық сәулеленуін өлшеу үшін – радиациялық пирометрлер қолданылады. Нақты дененің радиациялық температурасы деп қара дененің сәулеленетін нақты дененің Т температурасында сәулеленудің толық қуаты толық энергиясына тең температураны атайды.

Радиациялық пирометрде сезімтал элемент орнына термобатареяны қолданады. Термоэлектрикалық құрастырушы термобатареясы жұмыс дәнекерінде температура бойынша жылу ағыны фокусталады. Бұрынғы кезде ең көп таралған пирометрдің радиациялық түрі «РАПИР» болған. Қазіргі кезде олар агрегаттық жиын стационарлық пирометр құрастырушылары мен сәулелену пирометрлері АПИР-С, Raynger-ST (схема РАПИР) түрлеріне ауыстырылған. Олар толық сәулелену термоэлектрикалық (ППТ) және бөлшектеп сәулелену пирометрлеріне бөлінеді. Біріншісінде батарея термопар, екіншісінде германдық немесе кремнилық фотодиод қолданылады.

Нақты дене пирометрінің толықтай сәулеленбейтіндіктен сәулеленудің нақты температурасы емес Т, жарық температурасы деп аталатын Т немесе радиациялық Т(рапир) температурасы өлшенеді. Нақты температура мен прибормен өлшенген температура қатынасы:
(1/Т)-(1/Т)=(λ/P)·ln(1/ε);
Радиациялық әдіске Т=T·√ ε
мұндағы Т нақты температура; К.

Т, Т радиациялық және жарық температурасы; К.

С=const=1,43·10, м·К;

λ=0.65·10,м;

ε, ε-жылу сәулеленудің коэфициенті.

Олардың мәндері 1-ші кестеде келтірілген.

Материал	Температура С	Қара жолақ сызығының спектрлік дәреже-сі λ=650м	Қара жолақ сызығының интегралдық дәрежесі.
Көміртекті сұйық болат	1450-1550	0,30-0,40	0,38
Қышқылданбаған
Сұйық қышқылданған хромникельдік, хромдық болат	1500-1600	0,70-0,80	0,70-0,80
Қышқылданбаған сұйық шойын	>1375	0,40-0,45	0,28
Қышқылданған сұйық шойын	>1380	0,87-0,95	0,87-0,95
Пештен шыққанда н/е ковшке құйылғандағы шойын мен болаттың ағымы	>1400	0,50-0,55	0,60
Қышқылданбаған балқытылған мыс	1075-1275	0,10-0,15	0,65-0,80
Отқа төзімді басқа материалдар	1000	0,83-0,87	0,83-0,87

Бақылау сұрақтары:

2. Оптикалық пирометрдің жұмыс істеу принципі және құрылымын көрсетіңдер?

3. Дененің жарық температурасы деп нені айтады? Оны өлшеу үшін қолданылатын пирометрдің қандай түрлерін білесіңдер?

4. Оптикалық және фотоэлектрикалық құрылғыларының шекті өлшеу температурасын атаңыздар?

5. Радиациялық температура дегеніміз не? РАПИР құрылғысының құрлымын түсіндіріңдер?

6. Дене түсінің температурасы дегеніміз не Түс пирометрінің құрлымын түсіндіріңіздер?

1. Фарзане Н.Г Технологиялық аспаптар мен өлешулер:Кітап жоғары оқу орны үшін /Л. В. Ильясов, А. Ю. Азим-заде.Москва:Высшая школа,1989-456б.

2. Котов К. И. Автоматтық технологиялық процесс және бақылау,өлшеу құралы. Шағынпроцессорлық және есептеуіш техника/М.А. Шершевер.-М.:Металлургия,1989.-496б.

3. Гольцман В.А Автоматтық жылулық процесі және бақылау аспаптары. –М: Высшая школа,1980.-240б.

4. Топерверх Н.И Жылу техникасы мен реттеу аспабы/М.Я Шерман. -М.:Металлургия,1976.-510б.
СӨЖ бақылау тапсырмалары:

Реферат: Оптикалық пирометрдің әсер принципі, құрылымы, қолдану аймағы.

Реферат: Фотоэлектірлік пирометр, жұмыс жасау принціпі, құрылғысы және пайдалану облысы.

Реферат:ЦЭП және РАПИРА жұмыс жасау принціпі, құрылғысы және пайдалану облысы.

Тақырып 6. Қысым және зарядты өлшеуге арналған құрал.(4 сағат).

Дәрiс жоспары.

1. 
   Басты мағұлматпен классификация.
   
2. 
   Сұйытқыш құралдар.
   
3. 
   Ергіш және сақиналы құралдар.
   
4. 
   Арнайы қарастырылған құралдар.
   

Сұйықтын қысымы, газдың және будың қысымы ең керекті параметрлер болып табылады, көптеген технологиялық процестерге жол мінездемелейді. Қысым күшпен мінезделеді, тепе-тең беттің үстінен орналасқан.

Абсолюттік Р_абс және артық Р_арт қысым айырады. Абсолюттік қысым жағдай параметрі болып табылады және абсолюттік нөлден алынып тасталынады, яғни қысымның мүлдем жоқ кезінде.

Артық қысым абсолюттік қысымның арасындағы айырмашылығы болып табылады, қоршаған ортаның үлкен абсолюттік қысымы және қоршаған ортаның абсолюттік қысымы.

Абсолюттік қысым қоршаған ортаның Р_атм атмосфералық қысым болып табылады, сондықтан
Р_арт = Р_абс- Р_атм
Қоршаған ортаның абсолюттік қысымның арасындағы айырмашылығы және тұйық көлемде зарядталған деп аталатын кішігірім абсолюттік қысым, немесе вакуум деп Р_вак:
Р_вак= Р_атм- Р_абс

Кесте 2. Қысымның бірлік өлшемі.

Қысымды өлшеуге арналған құрал және зарятталу негізінде жұмыс жасау принціпінде классифицирланады және өлшемнің өлшенуі арқылы.

Жұмыс жасау құралы негізінде қысым өлшеу арқылы, зарятталады және қысымның төмендеуі келесі негізгі группаларға бөлінеді.

1.Сұйытқыш.

2.Ауырпорштық.

3.Деформациялдық құралдар.

4.Электірлік құралдар.

5.Құралдар, қысымның өлшемін негізінде арнайы қолданылатын (жылулы, электрозарядты, қоюлы және басқалар)

Өлшемді өлшеу құралы негізінен бөлінеді.

А)Абсолюттік және артық өлшемнің монометр құралына арналған және де қысымның айырмашылығы.

Б) Вакууметр- құралы зарядты (вакуум) өлшеу үшін.

В) Мановакууметр- құралы артық қысым өлшеу үшін, және де вакуумда.

Г)Қысымөлшегіш(микроманометр) –құралы қысымның кіші өлшемі үшін (40кПа-ға дейін)

Д) Тартукүшінөлшегіш (микромонометр) – құралызарядтың кіші өлшемі үшін (40кПа-ға дейін)

Е)Тартуқысымын өлшегіш (микромонометр)-құралы қысымның және зарядтың кіші өлшемі үшін. (20кПа-ға дейін)

Ж) Дифференциалды монометр- құралы, қысымның төмендеуінің өлшемі үшін арналған (екі қысымның айырмашылығы)

З) Барометр –құралы, атмосфералық қысымның өлшеуі үшін.
Сұйытқыш құралы өзінің қарапайым құрылғысымен ерекшелінеді, пайдалану және жоғарғы дәлділік және зерттқаналық ретінде қолданылады, техникалық және тексерілген жұмысшы зат ретінде әртүрлі жасырын сұйықтар қолданылады: сынап, су, спірт, трансформаторлы май және де т.б.

Екіқұбырлы құрал. Екіқұбырлы (U-тәрізді) монометр және мановакууметр кең таралым алды және шыны трубкадан құралған,плата шегінде орналастырылған (сызбада)

Олардың іс-әрекеті ыдыстың ақппаратты заңына негізделген. Трубканың бір колені көлеммен қосылған, сондағы артық қысымның өлшенуі Р₂, егер Р, тең Р_атм –ға. Жүйенің тепе-теңдігі мына моментте басталады, егер гидростатикалық қысым сұйық бағаналы қысымды теңестіреді Р_абс . Осы бойынша былай жазуға болады:

Р_атм –атмосфералық қысым, Па;

Ғ-трубканың алаңы, м²

Һ- деңгейдің айырмашылығы (бағана биіктігі), м;

ρ-сұйықтын тығыздығы,кг/м³

g- еркін құлаудың лездігі, м/с²

теңдіктен кейін Р_абс= Р_атм- hgρ, н/с
Р_арт = Р_абс- Р_атм =hgρ,
Деңгейдің айырмашылығы шектің оң жақ және сол жақ коленнің шешімі сияқты анықталады.

Өлшеу кезінде қысымның айырмашылығын сұйық дифференциялын екіқұбырлы мономермен үлкендеу (оң) қысым трубканың бір коленіне құлайды, кішірек (теріс) –екіншісіне. Сұйықтың деңгей айырмашылығы оң болған кезде және теріс болған кезде колен пропорционал болады, өлшенген қысымның төмендеуіне:

Артық қысымның іс-әрекеті үшін ыдыста сұйықтын деңгейі төмендейді, а трубкада жоғарлайды.Ол жағдай үшін:

Трубканың иілгіштігінен , сұйықтын биіктік бағанасы, қысымның бірқалыпты өлшенді,

Ыдыс, қысым көп түсетін, оң деп аталатын ыдыс қысым аз түсетін- теріс. Оң жаққа әкелгенде ыдыс қысымы Р₁>Р₂, онда деңгей төмендейді, ал терісте үлкейеді.

Тепе-теңдік жүйе шарттары:
∆P=P₁-Р₂ =h*(ρ-ρ₁)*g,
мұндағы , d және D-оң және теріс ыдыстың диаметрі,м;

Һ₂-Қалқыманың ауысуы,м;

Т₁=0,8-3 с;

Т₂=0,2-1 с;

Сақиналы дифманометр. Қысымның төмендеуін өлшеу үшін арналған, және үлкен емес қысым және заряд алынуды. Бұл құралдардың жұмыс істеу негізі «сақиналы таразылар» (сызба).
M_в=∆P*R*F
мұндағы, ∆P- қысым әртүрлілігі, Па;

R-сақиналы орташа радиусы,М;

F-қарама-қарсы сақина қиылысудың ауданы, м².

Кері әсер ететін жүгінің моментін φ бұрышына сақинаны бұрған кезде.

a-G ауырлығының центрлігінің арақашықтығы, сақинаның көмекші нүктесінен,м.

Тепе-теңдік қалпында:
M_в=M_Г, және яғни,
∆P*R*F=mga*sinφ, және sinφ=(∆P*R*F) mga.
Алынған функция, сақиналы дифманометрдің мынадай түрі бар:
W_(p)=k/(T₂²P²+T_1P+1),
мұндағы, k=(2-6)*10^-3,B*м²/Н;

Т₁=0.7-1.5,c;

Т₂=0.4/0.6,c.

Сақиналы дифманометр қысымның төмендеуі 250 Па –дан 1,6 кПа және қысым ортасы 25 кПа және 0,1 мПа-ға дейін шығарады, нақтылығы құралдың 1 және 1,5.

Барлық өндірісті практикада және зертханаларда кеңінен қолданады, өндірісте деформациялық құралдар алған. Сезімтал құралдар ретінде құбырлық құралдар (сызба) серітпесі.

Құбырлы-серіппе құралдарының жұмыс істеу принціпінің негізі өлшенетін қысымның бірқалыптылығы қатаң күш деформация бір манометрлік серіппе.

Алынған функция құбырлық серіппе құралының теңдеуі көрсетіледі.
W_(p)=k/(T₂²P²+T_1P+1).
Тапоөлшем туралы К коэффициентке тәуелділігі, статикалық мінездеме мнездейтін, К=(0,11,0)*10^-3B*м²/Н, шешімін қабылдайды, тұрақты уақыт Т₁және Т₂ , солайда типоөлшем құралына тіуелді және Т₁=(0,01-0,5)*10 ^-2c; шегінде өлшенеді Т₂=(0,8-3,2)*10 ^-2,c..

Тағы кең гаммада құбырлық-серіппе құралдарын шығарады, унифициралық жүйені шығару, ол пневматикалық және электірлік ауыстыру ГСП дачигінде және екінші текті құралдардың жиындығында қолданылатын арнайы құрылғылармен, стандартты пневатикалық немесе бұл құралдардың көпшілігі зкрттеу, тексеру жұмыстарына арналған, бұл жұмыстарды жүргізгенде қысымды кең диапазонда және жоғары дәлдікпен өлшеу қажет.

Бақылау сұрақтар.

1.СИ жүйесінде қысым бірлігі деген не?

2.15,5 кгс/см² қысымда Па көрсетіндер?

3.Атрық қысым абсолюттік қысымнан қалай ерекшелінеді?

4.Жұмыс принціпі мен пайдалануына байланысты қандай мономерді білесіздер?

1. Фарзане Н.Г Технологиялық аспаптар мен өлешулер:Кітап жоғары оқу орны үшін /Л. В. Ильясов, А. Ю. Азим-заде.Москва:Высшая школа,1989-456б.

2. Котов К. И. Автоматтық технологиялық процесс және бақылау,өлшеу құралы. Шағынпроцессорлық және есептеуіш техника/М.А. Шершевер.-М.:Металлургия,1989.-496б.

3. Гольцман В.А Автоматтық жылулық процесі және бақылау аспаптары. –М: Высшая школа,1980.-240б.

4. Топерверх Н.И Жылу техникасы мен реттеу аспабы/М.Я Шерман. -М.:Металлургия,1976.-510б.

СДЖ-ға арналған бақылау тапсырмалар (тақырып 6) [1,4]

Реферат: Қалқымалық, дөңгелек, деформацияланған құралдар, ерекше міндеттегі құралдар, жұмыс принціпі, құрылысы және пайдаланатын орталары.