LUCRARE DE SPECIALITATE
PENTRU OBŢINEREA
CERTIFICATULUI DE COMPETENŢĂ PROFESIONALĂ
Nivel 3
Elev:
SPECIALITATEA: TEHNICIAN
MECATRONIST
Indrumător:
SESIUNEA
TEMA:
METODE MODERNE DE MĂSURARE
A PRESIUNII
CUPRINS
Cap. 1. ARGUMENT
Procesul de masurare este
partea integrantă si absolut necesara a oricarui tip de productie. In functie
de tipul de productie , se aleg mijloace de masurare potrivite.
Controlul
trebuie sa asigure o productivitate corespunzatoare prelucrarii si executiei
produselor sa fie cat mai economic(cota-parte care-i revine din pretul de cost
al produselor sa fie cat se poate de redusa).
Productivitatea
inalta se poate realiza pe doua căi:
1.Folosirea
unor mijloace de control si masurare de inalta productivitate,proiecte si
construite special sau adaptate la o anumita productie;
2.Aplicarea
unor metode de inalta productivitate,folosindu-se fie mijloace de masurare
universale,fie mijloace speciale.
Ambele
cai trebuie sa conduca la micsorarea substantiala a numarului de controlori,in
raport cu volumul de productie.
Astfel
, dupa cum s-a constatat practic controlul cu productivitate inalta reduce ,
pentru aceeasi cantitate de produse prelucrate , pana la de 10 ori numarul de
controlori.
Totodata
, in pretul de cost al produselor , cota-parte care revine controlului se
micsoreaza de la cateva procente , la cateva fractiuni de procente.
Măsurarea este operatia
metrologica prin care o marime fizica este comparata cu unitatea de masura
specifica.
Obiectul purtator al marimii fizice se
numeste măsurand.
Rezultatul masurarii este valoarea
efectiva V, care ne arata de cate ori unitatea de masura se cuprinde in marimea
de masurat.
V =
=k
=k
unde :
M – marimea de masurat;
U.M – unitatea de masura;
k
R
0
R0
Deci,
V = k (U.M).
Masurarea se termina odata cu aflarea valorii V a marimii masurate si
prezinta aspect cantitativ.
De multe ori, aflarea rezultatului
cantitativ al masurarii nu este suficienta. De aceea, in practica curenta,
masurarea este, in mod frecvent, urmata de control si verificare.
Controlul include notiunea de calitate,
deoarece el presupune si un proces de comparare a valorii masurate cu o
valoarea de referinta si, deci, stabileste concordanta cu normele initial
impuse.
Prin verificare se stabileste daca
valoarea determinate corespunde valorii impuse, compararea facandu-se direct cu
marimea impusa.
Măsurarea presiunilor în sistemele tehnice este o componentă
de bază a procesului de funcţionare a sistemelor pneumatice şi hidraulice,
întrucât variaţiile necontrolate ale acestui parametru ar putea pune în pericol
nu numai funcţionarea, dar şi securitatea celor care deservesc sistemul:
muncitori , tehnicieni, personal de control şi verificare, personal de
întreţinere.
Presiunea este factorul definitoriu al sistemelor pneumatice şi
hidraulice şi de aceea sunt monitorizate atent evolţiile în timp ale acestuia
pe tot parcursul procesului.
Cap.
2. GENERALITĂŢI
Procesele tehnologice industriale
se caracterizeaza printr-un numar mare de parametri: temperaturi, presiuni,
debite etc.
Cunoasterea modului de
desfasurare a unui proces tehnologic necesita obtinerea rapida de informatii
privind valoarea fiecarui parametru.
In unele cazuri, informatia
privind conditiile de desfasurare a unui proces tehnologic este convertita,
adica transformata in valori numerice care sunt prelucrate de calculatoare.
Presiunea este o marime fizica egala cu raportul dintre marime fortei F, care
apasa normal si uniform pe o suprafata, si aria S acestei suprafete.
p = F/S.
In industrie presiunea este un parametru important pentru diferite procese : chimice, hidraulice, pneumatice, mecanice, etc.
astfel ca masurarea si verificarea ei devine obligatorie pentru supravegherea desfasurarii acestor
procese.
In functie
de originea scarii pe care se masoara, există mai multe tipuri de presiuni:
·
presiunea
barometrica, (absoluta), masurata pe scara barometrica in care reperul „0” corespunde
vidului absolut;
·
presiunea
manometrica, (relativa), masurata pe scara manometrica, unde reperul „0” corespunde
presiunii atmosferice. In acest caz, presiunea mai mare decit presiunea
atmosferica se numeste suprapresiune iar presiunea mai mica decit presiunea
atmosferica se numeste depresiune sau vcuum (denumit uneori si vid tehnic);
·
presiunea
diferentiala, pd = p1 – p2, reprezinta diferenta intre doua presiuni.
Aceste presiuni pot fi parametrii unor procese diferite sau parametrii unor
etape diferite ale aceluiasi proces;
·
presiunea
hidrostatica, ph = ρ· g·h, reprezinta presiunea exercitata de greutatea
unei coloane de lichid.
Unităţi
de măsură pentru presiune.
In S.I.
unitatea de masura pentru presiune se numeste pascal, cu simbolul „Pa”: 1Pa =
1N/1m2 . ). Această unitate a fost adoptată în 1971.
In tehnica mai sunt tolerate si unele dintre vechile unitati
de masura:
atmosfera fizica
bar
1 bar = 105
Pa, ca fiind foarte apropiată ca mărime de vechea atmosferă tehnică
(at).
milimetru coloana de mercur sau torr
milimetru coloana de apa
poundal per square inch
·
MKfS: 1 kgf/cm2 = 1 at = 98166,5
Pa
·
CGS: 1 barie = 1 dynă/cm2
= 0,1 Pa
Uneori presiunea este exprimată în mmHg,
ca presiunea exercitată de o coloană de mercur cu înălţimea de 1 mm. Deoarece în această
definiţie intervine densitatea mercurului – mărime a cărei valoare se putea
modifica odată cu creşterea preciziei mijloacelor de măsurare – prin convenţie
s-a stabilit că 760 mmHg = 1 atm (atmosferă fizică) = 101325 Pa. Atmosfera
fizică este considerată presiune normală în definirea multor proprietăţi
şi corespunde aproximativ la presiunea atmosferică la nivelul mării.La fel, presiunea se poate exprima în înălţimea unei coloane de lichid oarecare, mult folosită fiind apa: mmH2O. Presiunea este dată de relaţia (vezi mai jos la presiune hidrostatică):
Deşi neacceptate în fizică, aceste „unităţi manometrice” se întâlnesc în practică, de exemplu presiunea sangvină adesea este exprimată în milimetri de mercur, iar la scufundări 10 m adâncime corespund la „o atmosferă”.
La gaze, presiunea este uneori exprimată nu ca presiune absolută, ci ca presiune relativă, relativ la presiunea atmosferică.
Un exemplu este presiunea aerului în pneurile automobilelor, unde se spune "220 kPa", ceea ce însemnă 220 kPa peste presiunea atmosferică. Deoarece presiunea atmosferică la nivelul mării este de cca. 100 kPa, presiunea absolută în pneu este cca. 320 kPa. În tehnică se spune "o suprapresiune de 220 kPa".
Unităţile de măsură pentru presiune pot fi sintetizate în
următorul tabel:
O
prezentare sintetică a mijloacelor de
măsurare a presiunii clasificate după o serie de criterii, poate fi găsită
în tabelele de mai jos:
| Criteriul de clasificare |
Tipul
aparatului
|
|
Dupa
principiul
de
functionare
|
cu lichid | - cu tub
in forma de U - cu tub si rezervor: · cu tub vertical · cu tub inclinat - micromanometre cu compensare (Askania) - cu doua lichide manometrice - diferentiale |
| cu element elastic |
- cu tub Bourdon - cu membrana - cu capsula - cu burduf |
|
| Electrice | - cu traductoare electrice (rezistive,
inductive, tensometrice, piezoelectrice, capacitive) - cu traductoare pneumatice - cu traductoare de presiune utilizate in sistemele de reglare automate |
|
| Criteriul de clasificare |
Tipul aparatului
|
|
Combinate |
- cu plutitor - cu tor oscilant - indicatoare de vid - cu clopot - diferentiale |
|
| Dupa su-bordonarea metrologica |
- etaloane - de lucru |
|
| In raport cu presiunea atmosferica |
- manometre si micromanometre
care masoara suprapresiuni - vacuummetre si microvacuummetre care masoara depresiuni - manovacuummetre si micromanovacuummetre care masoara atit suprapresiuni cit si depresiuni |
|
| Dupa afisarea rezultatului masurat |
- indicatoare · cu indicare continua · cu indicare discontinua - inregistratoare - indicatoare- inregistratoare |
|
| Dupa domeniul de presiune |
- de presiune relativa (manometre, vacuummetre, manovacuummetre) - de presiune absoluta joasa (de compresie, termoelectrice, cu ionizare, radioactive) |
|
| Dupa locul de masurare |
- cu indicare locala - cu transmitere la distanta a indicatiei |
|
| Dupa tipul protectiei |
- care lucreaza in conditii
normale (obisnuite) - cu protectii speciale (impotriva fluidelor corosive, presiuni- lor pulsatorii, socurilor de presiune, temperaturilor mari, etc.) |
|
Cap. 3. MIJLOACE PENTRU MĂSURAREA PRESIUNII.
3.1. Manometru cu lichid.
Functionarea acestor manometre se bazeaza pe
fenomenul de echilibrare a presiunii masurate cu presiunea unei coloane de
lichid. Lichidele intrebuintate in mod obisnuit sunt : mercurul, apa, alcoolul,
glicerina, petrolul sau derivatele
lui si poarta numele de lichide manometrice.
Cel mai simplu aparat pentru masurat presiunea este manometrul cu tub de sticla
in forma de « U ». El consta dintr-un tub din sticla in forma de
« U », umplut cu un lichid manometric . Unul dintre brate se pune in
legatura cu recipientul a carui presiune trebuie masurata, celalalt aflinu-se
in legatura cu atmosfera. Daca presiunea din recipient este mai mare decit cea
atmosferica, se va produce o denivelare a coloanelor de lichid care exprima
valoarea presiunii din recipient.
3.2. Manometrul cu tub curbat BOURDON
Elementul sensibil de masurare este un tub cu pereti
subtiri, confectionat din alama, bronz fosforos sau otel, curbat sub forma unui arc de
cerc cu desciderea unghiulara de 200…270º. Înşurubând cepul racord la conducta prin care circulă fluidul a carui presiune trebuie masurată, fluidul patrunde în tubul manometric şi îl deformează proporţional cu valoarea
presiunii de măsurat (la suprapresiune sau
depresiune, diametrul tubului creşte sau se micsorează).
Ca urmare capătul liber al tubului
îşi schimbă poziţia iniţială, modificându-se poziţia pârghiei, care va acţiona
asupra sectorului dinţat, rotindu-l şi făcându-l să angreneze cu pinionul.
O dată cu pinionul se va roti şi acul indicator în faţa cadranului
gradat. Arcul spiral are rolul de a aduce acul indicator în poziţia iniţială după măsurare .
Citirea
manometrului:
Se
determină
valoarea unei diviziuni de pe cadranul aparatului prin împărţirea domeniului
de măsurare
la numarul de diviziuni Valoarea
citită în dreptul acului
indicator se află înmulţind numărul de diviziuni
cu valoarea unei diviziuni.
În figura de mai jos prezentăm un manometru cu tub Bourdon din catalogul
firmei germane Empeo:
Alte variante constructive prezentate de firma românească Fland:
VARIANTE CONSTRUCTIVE MECANICE:
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||||||
3.3. Manometrul cu capsulă
Elementul elastic este o
capsulă formată din două membrane lipite pe contur.
Sub acţiunea presiunii introduse în capsulă, deformaţia care
apare este transmisă prin mecanismul multiplicator la acul indicator.
Firma Fland prezintă
manometrul cu capsulă cu următoarele caracteristici tehnice:
 Manometre cu capsula |
|
 |
diametre de
carcasa: Ø 100 sau Ø 160 mm
|
|
domenii: 0/2,5 pana la 0/600 mbar sau vacuum
-4/0 mbar pana la -600/0 |
|
racordari la
proces: axiale sau radiale cu
filet G ½”
|
|
element elastic din
alama sau otel inox
|
|
carcasa otel inox
|
3.4. Manometrul
cu membrană
Elementul elastic la aceste aparate
este o membrană montată într-o cameră de presiune.
Schema de principiu a unui astfel de
manometru este următoarea:
Transmiterea presiunii şi
transformarea ei în indicaţie pe cadranul aparatului se face prin acelaşi
mecanism multiplicator ca la manometrele cu tub Bourdon. Membranele sunt plăci metalice
subţiri, cu feţe plane sau ondulate concentric, confecţionate din aliaje
metalice: bronz fosforos, bronz sau beriliu. Sub acţiunea presiunii, membrana se
deformează, centrul ei se deplasează şi transmite mişcarea la mecanismul
amplificator.
Un astfel de manometru este cel prezentat de
firma germană Empeo:
Carcasa este din poliamidă, sistemul
de măsurare din oţel special SS 316, acul indicator din aluminiu vopsit în
negru, domeniul de măsurare 0- 2,5 bar.
3.5. Tipuri MODERNE de
MANOMETRE
3.5.1. Manometrele diferenţiale
Aceste manometre au în interior două tuburi Bourdon active independente. Fiecare sistem are
propria conexiune făcută pentru o presiune înalt şi una pentru o presiune
joasă. Ambele presiuni produc o deplasare/ deformare duală a tuburilor Bourdon.
Scara gradată este împărţită în două jumătăţi.
Acul negru este pentru conexiunea de presiune înaltă, iar acul roşu
pentru cea joasă.
Permite citirea directă a diferenţei de presiune. Această diferenţă nu
trebuie să scadă sub 20% din valoarea scării de măsurare.
3.5.2..Manometrele cu tub Bourdon
şi umplute cu glicerină
Sunt nişte manometre speciale care sunt utilizate pentru măsurători de
înaltă precizie şi a căror acurateţe ar putea fi afectate de eventuale şocuri
sau vibraţii.
Prezenţa glicerinei face
ca deplasarea acului să nu fie influenţată de vibraţii, jucînd rolul de
amortizare eficientă a acestora.
3.5.3. Manometrul cu contact inductiv
Este un manometru de
înaltă precizie construit după normele europene în vigoare EN 834 -1 , construit integral din oţel , conferindu-i o
robusteţe specială într-o construcţie compactă.
3.5.4. Manometrele digitale
Sunt destinate
masuratorilor in instalatii, dar pot fi folosite si ca etaloane, pentru
verificarea altor manometre. gama de presiuni masurate este intre 0,5 si 2000
bari, iar precizia este cuprinsa intre 0,05% si 0,2%. Rezolutia este mare si au
baterie interna.
Firma Sincro
Systems prezintă un astfel de manometru:
El poate fi cuprins
într-un panou printr-o carcasă livrată la cerere.
Dacă este dotat cu
două traductoare, poate fi transformat în manometru diferenţial.
3.5.5. Manometre digitale care măsoară
simultan şi temperarura.
Un astfel de model
este cel de la firma Termodensirom SA:
Manometrul prezinta
o remarcabila precizie de 0,05% din scala, incluzand efectele linearitatii,
histerezisului, repetabilitatii si temperaturii pe intreg domeniul de
temperatura compensata. Manometrul este special gandit pentru a fi portabil.
Avand o rezistenta ridicata instrumentul este gazduit de o carcasa din otel
inox de 3 inch.
Acest aparat de inalta acuratete ofera un meniu configurabil, protectie prin parola, precum si conversia unitatilor ingineresti, sapte limbi selectabile, un grafic bara si o rata de amortizare a indicatiilor de presiune modificabila. Fiecare unitate este insotita de un certificate de calibrare emis de NIST.
Acest aparat de inalta acuratete ofera un meniu configurabil, protectie prin parola, precum si conversia unitatilor ingineresti, sapte limbi selectabile, un grafic bara si o rata de amortizare a indicatiilor de presiune modificabila. Fiecare unitate este insotita de un certificate de calibrare emis de NIST.
Cap. 4. NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII
Probleme cu caracter
organizatoric aferente activitatii de masurare pot influenta hotarator (direct
sau indirect) producerea accidentelor de munca sau a imbolnavirilor
profesionale, a securitatii personalului si a aparatelor (instalatiilor),
Datorita acestui lucru, se va acorda o atentie deosebita următoarelor
elemente:
-controlul frecvent a
conditiilor la locul de munca;
-controlul dotarii
instalaiilor si al aparatelor cu dispozitive de tehnica securittaii muncii,
precum si a personalului, cu echipament si materiale de protecie, inainte de
inceperea lucrului;
-organizarea locului de
munca si a activitatii respective;
-asigurarea disciplinei
in munca;
-supravegherea permanenta
a elevilor, sub aspectul respectarii normelor de protectia muncii;
-lucrarea de laborator se
va executa numai dupa verificaea montajului de catre profesor, respectand
indrumarile si indicatiile profesorului;
- nu se va lucra cu
mainiie ude si nu se vor atinge partile aflate sub tensiune,nu se va efectua
nici-un fel de modificari asupra montajului, atata timp cat acesta se afla sub
tensiune;
- se vor utiliza
echipamentul si materialele de protecrtie individuala.
Este strict interzisa
orice modificare a destinatiei aparatului sau a utilajului, daca acestea
contravin normelor si regulamentelor in vigoare.
Existenta si buna
functionare a aparatelor de masura si control si a dispozitivelor de protectie
a muncii fac parte din buna organizare a locului de munca.
La fiecare loc de munca,
vor fi afiate vizibil instruciunile de
protecia a muncii si de lucru, insotite schemele aparatelor si ale utiajelor si
de instructiunile de folosire.
Laborantii si profesorii sunt obligati sa asigure organizarea
corespunzatoare a activitaii, la fiecare loc de munca, in conditii de
securitate a personalului si a aparatelor, prin:
-verificarea bunei
functonari a aparatelor si instalatiilor, luand masuri operative de remediere a
deficientelor
-verificarea modului in care sa intretin aparatele,instalatiile si legarea
la pamant si la nul a celor care pot produce accidente prin electocutare;
-instruirea corespunzatoare a elevilor , verificarea cunostintelor acestor
, mentinerea stricta a ordinii si disciplinei;
-repartizarea sarcinilor , indrumarea si controlul operatiilor , asigurarea
asistentei tehnice permanente;
-asigurarea iluminatului , a incalzirii si a ventilatiei in laborator.
Personalul desemnat poate indeplini lucrarile de verificare numai dupa ce
si-a insusit temeinic urmatoarele cunostinte:
-regulamentrul de ordine
interioara a umiditatii;
-legislatia de protectie
a muncii in vigoare , aferenta activitatii respective;
-normele de protectie a
muncii,generale si cele specifice locului de munca;
-instructiunile de lucru;
-notiunile de
prim-ajutor.
5. BIBLIOGRAFIE
1..Dodoc P, Metrologie generala
- Editura Didactica si Pedagogica
,Bucuresti
2..Ionescu , G.,Masurari tehnice
si traductoare,Institutul Politehnic Bucuresti
3.Neagu,I,Constantin ,
Mariana,Ciocârlea Vasilescu,A,-Măsuratori si legislatia metrologica
4. http://www.tdr.ro/5.www.spot.ro
6. www.germanelectronics.ro
7. www.micromed-shop.ro
8. http://www.componenteindustriale.ro
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu