VŠB TUO Ostrava. Program 3. Kontrola manometru

Transkript

1 SB 272 VŠB TUO Ostrava Program 3. Kontrola manometru Vypracoval: Crlík Zdeněk Spolupracoval: Jaromír Zavadil Datum měření:

2 Zadání 1. Seznámit se s konstrukcí a zařízením pro cejchování. 2. Zkontrolovat cejchovní manometr při 10 různých tlacích v obou směrech nárůstu tlaku. 3. Porovnat získanou cejchovní křivku s jeho cejchovním listem. Schéma

3

4 Teoretický rozbor Manometr s Bourdonovým perem (trubicový manometr) převádí měření tlaku na deformaci materiálu (obr.1). Tlak se přivádí připojovacím šroubením (1) do vlastní trubice (2). Tato je stočena do tvaru prstence a má zpolštělý průřez, jak je vidět z obr.1a. Výsledkem působení tlaku na trubici je její napřimování a tento pohyb se převádí z uzavřeného konce trubice táhlem na segment (3) a z něj pastorek (4). Na tomto je upevněna direktivní pružinka, která odstraňuje zubovou i další vůli celého systému a částečně také ovlivňuje průběh stupnice. Zařízení ZT je přenosné kontrolní a cejchovací zařízení k cejchování tlakoměrů do 300 kp/cm 2 (ev. Do 500kp/cm 2 ). Zařízení se skládá z litého tělesa, které na horní části nese závažový systém, těleso reduktoru a olejovou nádržku. Uvnitř litého tělesa je tlakové čerpadlo ovládané pákou s kulovou rukojetí. Čerpadlo je vybaveno dvěma kuličkovými ventilky, sacím a tlakovým. Tlakový olej z pumpičky je veden potrubím k reduktoru a odtud do tlakového válce. Pístek tlakového válce působí tlakem na axiální ložisko uložené ve třmenu a z tohoto táhly na rameno závažového systému. Aby byl zajištěn plynulý chod, otáčí se pístek elektrickým motorem přes šroubový převod. Motorek se spouští páčkovým vypínačem umístěným na čelní stěně litého tělesa, kde je umístěno kontrolní světlo a pojistko. Tlak lze snižovat jehlovým ventilem z reduktoru. Závažový systém je nesen podpěrou a tvoří jej rameno a břity, posuvným závažím a závažím vyvažovacím. Část ramene, po kterém se posouvá závaží, je dělena na 100 dílků od 0 do 50 kp/cm 2, tj.posunem závaží dosáhne se tlaku maxim. 50 kp/cm 2. Zavěšením přídavných závaží na břit na konci ramene zvýší se rozsah postupně na 500 kp/cm 2. Celé zařízení je upevněno na dřevěné desce čtyřmi stavěcími šrouby, kterými se ustavuje do vodovážné polohy kontrolované libelkou, umístěnou na horní části základního tělesa. Zařízení se dodává v transportní bedně s příslušenstvím, které umožňuje zkoušení různých typů manometrů s různými typy závitů apod. Zařízení je snadno přenosné a nevyžaduje zvláštní instalace. Pro správné měření je třeba zařízení postavit na stabilní stůl a seřídit do vodorovné polohy podle libely. Připojuje se napájecí síť 220 V. Postup měření je uveden v instrukcích, přiložených k výrobku, stejně tak i údržba zařízení ZT. Postup 1. Seznámit se s cejchovacím zařízením a kontrolovaným manometrem. 2. Základní stav zařízení je: o Našroubován kontrolovaný manometr. o Posuvné závaží v poloze prvního kontrolního tlaku (přídavná závaží se sundají). o Zapnut motorek otáčející pístem. o Uzavřen jehlový ventil pod manometrem. o Pákou tlakové pumpy pohybujeme zvolna nahoru a dolů a sledujeme růst tlaku na kontrolovaném manometru. o Cejchovní manometr zkontrolovat při 11 různých tlacích např. manometr o rozsahu 0 100kp/cm 2 0,10,20,,100kPa a zpět. Tlak se přitom musí zvyšovat nebo snižovat zvolna, aby kontrolní jazýček váhy nepřekmitl rovnovážnou polohu. V opačném případě otevřeme jehlový ventil a snížíme tlak a znovu nastavujeme žádanou hodnotu. o Při vyhodnocování sestrojit křivku odchylek pro vzrůstající i klesající tlak a na základě této křivky se vyjádřete o přesnosti, necitlivosti manometru a vlivech, které je

5 o způsobují. Srovnat naměřenou cejchovní křivku se zkušebním osvědčením přiloženým k cejchovnímu manometru. Veškeré tlaky v kp/cm 2 převeďte na jednotky tlaku dle SI. Tabulky Tab. 1 Měření při zvyšování tlaku NAMĚŘENÝ NASTAVENÝ TLAK ODCHYLKA TLAK ODPOR [kp cm -2 ] [MPa] [MPa] [%] [Ω] 5 0,490 0,65 1, ,981 1,10 1, ,961 2,15 1, ,942 3,19 2, ,923 4,10 1, ,903 5,15 2, ,884 6,00 1, ,865 7,00 1, ,845 7,90 0, ,826 8,90 0,8 452 Tab. 2 Měření při snižování tlaku NAMĚŘENÝ NASTAVENÝ TLAK ODCHYLKA TLAK ODPOR [kp cm -2 ] [MPa] [MPa] [%] [Ω] 90 8,826 8,90 0, ,845 8,00 1, ,865 7,00 1, ,884 6,10 2, ,903 5,05 1, ,923 4,20 2, ,942 3,20 2, ,961 2,20 2, ,981 1,16 1, ,490 0,70 2,1 24

6 NASTAVENÝ TLAK Tab. 3 Hodnoty udávané ve zkušebním osvědčením HODNOTY MANOMETRU PŘI ZVYŠOVÁNÍ TLAKU PŘI SNIŽOVÁNÍ TLAKU [kp cm -2 ] [MPa] [kp cm -2 ] [MPa] [kp cm -2 ] [MPa] 5 0,490 5,0 0,490 5,0 0, ,981 11,0 1,079 10,0 0, ,961 20,6 2,020 20,0 1, ,942 30,5 2,991 30,0 2, ,923 41,6 4,080 41,0 4, ,903 51,0 5,001 50,5 4, ,884 61,0 5,982 60,0 5, ,865 70,0 6,865 70,5 6, ,845 81,0 7,943 80,5 7, ,826 91,0 8,924 91,0 8,924 NASTAVENÝ TLAK Tab. 4 Porovnání naměřených hodnot s hodnotami udávanými HODNOTY MANOMETRU HODNOTY MANOMETRU PŘI PŘI ZVYŠOVÁNÍ TLAKU ODCHYLKA SNIŽOVÁNÍ TLAKU ODCHYLKA UDÁVANÉ NAMĚŘENÉ UDÁVANÉ NAMĚŘENÉ [MPa] [MPa] [MPa] [%] [MPa] [MPa] [%] 0,490 0,490 0,65 1,6 0,490 0,70 2,1 0,981 1,079 1,10 0,2 0,981 1,16 1,8 1,961 2,020 2,15 1,3 1,961 2,20 2,4 2,942 2,991 3,19 2,0 2,942 3,20 2,6 3,923 4,080 4,10 0,2 4,021 4,20 1,8 4,903 5,001 5,15 1,5 4,952 5,05 1,0 5,884 5,982 6,00 0,2 5,884 6,10 2,2 6,865 6,865 7,00 1,4 6,914 7,00 0,9 7,845 7,943 7,90 0,4 7,894 8,00 1,1 8,826 8,924 8,90 0,2 8,924 8,90 0,2

7 Příklad výpočtu Lineární regrese y = a + b x x y n x y 1 b = a = ( 2 2 ( x) y b x) n x n Převod jednotek 1 kp/cm 2 = ,5 Pa Výpočet odchylky rozdíl hodnot 0,490 0,65 odchylka = 100% př. 100 = 1,6% rozsah přřístroje 9,80665 Grafy Naměřený tlak [MPa] Nastavený tlak [MPa] rostoucí tlak klesající tlak nastavený tlak Graf 1 Porovnání hodnot nastavených s hodnotami naměřenými

8 3,0 2,5 y = -0,1427x + 2,564 Odchylka [%] 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 y = -0,1202x + 2, Nastavený tlak [MPa] odchylka při snižování tlaku Lineární (odchylka při snižování tlaku) odchylka při zvyšování tlaku Lineární (odchylka při zvyšování tlaku) Graf 2 Odchylky hodnot naměřených od hodnot nastavených průměrná odchylka: při snižování tlaku 1,9%, při zvyšování tlaku 1,5% Naměřený tlak [MPa] Udávaný tlak [MPa] rostoucí tlak klesající tlak udávaný tlak Graf 3 Porovnání hodnot udávaných ve zkušebním osvědčení s hodnotami naměřenými

9 3,0 2,5 Odchylka [%] 2,0 1,5 1,0 y = -0,2055x + 2,5505 0,5 0,0 y = -0,0946x + 1, Udávaný tlak [MPa] odchylka při zvyšování tlaku Lineární (odchylka při zvyšování tlaku) odchylka při snižování tlaku Lineární (odchylka při snižování tlaku) Graf 4 Odchylky hodnot naměřených od hodnot udávaných ve zkušebním osvědčení průměrná odchylka: při zvyšování tlaku 0,9%, při snižování tlaku 1,6% Použité přístroje Trubicový manometr o rozsahu 0 100kp/cm 2 Cejchovací zařízení ZT pro manometry (výr. Mikrotechna) Závěr Od počátku měření jsme se potýkali s problémy u měření odporu. Měřící přístroj si doslova dělal co chtěl, proto jsme hodnoty z přístroje nebrali v úvahu. Měření probíhalo celkem slušně až do chvíle, než jsme začali snižovat tlak. Zde si myslím, že jsme udělali několik chyb, které se později projevily. Kontrolovaný manometr vykazoval průměrnou odchylku od udávaných hodnot při zvyšování tlaku 0,9% a při snižování tlaku 1,6%. Jak vidíte, odchylky hlavně při snižování tlaku zapříčinila naše nedbalost při měření. Všechny naměřené hodnoty a odchylky jsem uvedl v grafech.