Jakie mierniki stosuje się do pomiaru wielkości nieelektrycznych?

Jakie mierniki stosuje się do pomiaru wielkości nieelektrycznych?

12 mar 2018

Pomiary wielkości nieelektrycznych to istotny dział techniki pomiarowej. Urządzenia do pomiarów wielkości nieelektrycznych należą do najczęściej używanych podczas codziennych prac i zadań w przemyśle. Do parametrów badanych regularnie należy – oprócz temperatury i wilgotności – przepływ, ciśnienie oraz natężenie dźwięku. Te najczęściej używane wartości pomiarowe pozwolą na uzyskanie informacji dotyczącej aktualnej sytuacji panującej w badanym środowisku.

Mierniki przepływu

Sprawdzają się w wykorzystaniu podczas wielu procesów technologicznych - w przemyśle spożywczym, chemicznym, a także w branży instalacji systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Informacje o natężeniu przepływu są przydatne także w dziedzinie weryfikacji pomiarów warunków środowiskowych.

W zależności od stanu skupienia płynu, można podzielić je na dwa rodzaje:

  • przepływomierze cieczy,
  • przepływomierze gazów,

Szczególnym rodzajem przepływomierzy są urządzenia zaprojektowane do stosowania z cieczami agresywnymi, takimi jak kwasy i ługi, i najczęściej używa się ich w przemyśle chemicznym i galwanotechnice.

Szeroka gama przepływomierzy pozwala na wybór urządzenia odpowiedniego do zastosowań.

Wśród wszystkich urządzeń do pomiaru natężenia przepływu gazów i cieczy możemy wyróżnić:

  • przepływomierze wirowe i turbinowe – przegrody umieszczone w badanym medium powodują powstanie wirów odrywających się od boków przegrody z częstotliwością proporcjonalną do średniej prędkości przepływu; wykorzystywane do badania, ścieków oczyszczonych i pomiarów w przemyśle chemicznym i petrochemicznym;
  • przepływomierze Coriolisa – dokonują pomiarów z bardzo dużą dokładnością, przystosowane do badania cieczy i gazów;
  • przepływomierze termiczne – mierzą prędkość badanego medium poprzez wykorzystanie dwóch czujników, działają na zasadzie kontrolowania zmiany temperatury podgrzewanego czujnika;
  • przepływomierze pływakowe – nadają się do pomiarów cieczy o niskiej gęstości, charakteryzują się niższą ceną, ale i niższą dokładnością dokonywanych pomiarów;
  • przepływomierze ultradźwiękowe – działają na zasadzie pomiaru różnicy czasu przejścia fali ultradźwiękowej; sprawdzają się w pomiarach wody, ścieków oczyszczonych, płynów agresywnych np. w przemyśle chemicznym i petrochemicznym.

Dzięki wzmocnionej budowie i wykonaniu niektóre z nich sprawdzają się także w przemyśle chemicznym oraz zastosowaniu w przypadku obecności mediów agresywnych. Przepływomierze wykorzystywane są do badania gazów, spalin, gazu ziemnego, cieczy w przemyśle spożywczym, w oczyszczalniach ścieków, stacjach uzdatniania wody lub w ciepłownictwie, wykorzystywane są również w przemyśle paliwowym i gazownictwie. Idealnie dostosowane są do badania szczelności i lokalizacji przecieków czynników roboczych.

Mierniki ciśnienia

Innymi często spotykanymi w technice i w przemyśle urządzeniami do pomiaru parametrów przepływu są urządzenia do pomiaru ciśnienia.

Barometry, czujniki ciśnienia, ciśnieniomierze, manometry czy wakuometry to urządzenia idealnie sprawdzające się do pomiarów w gazownictwie, w procesach produkcyjnych oraz w przemyśle chemicznym. Zastosowanie odpowiednich urządzeń wiąże się z doborem optymalnych zakresów pomiarowych w całym torze pomiarowym. Dostarczanie informacji o wartościach ciśnienia, podciśnienia i nadciśnienia staje się o wiele łatwiejsze dzięki połączeniu czujników ciśnienia z systemami komputerowymi, co daje szybki dostęp do uzyskanych danych i dokładną ich analizę.

Mierniki ciśnienia są urządzeniami, których obecność jest wymagana szczególnie w instalacjach klimatyzacyjnych, wentylacyjnych i chłodniczych. W chłodnictwie ma to szczególne znaczenie, gdyż od ciśnienia skraplania/parowania czynnika chłodniczego zależy m.in. sprawność układu chłodniczego.

Ze względu na budowę ciśnieniomierze można skategoryzować:

  • ciśnieniomierze hydrostatyczne – działają dzięki dwóm naczyniom wypełnionym cieczą (np. wodą czy rtęcią, spirytusem) i dokonują pomiaru na podstawie ilości cieczy równoważącej ciśnienie.
  • ciśnieniomierze tłokowe – często wykorzystywane są do kalibracji innych ciśnieniomierzy. Działają dzięki możliwości przeciwwagi ciśnienia bądź ciężarkiem, bądź sprężyną.
  • ciśnieniomierze sprężynowe – do pomiaru wykorzystywane jest działanie ciśnienia na element pomiarowy i jego odkształcenie.

Czujniki ciśnienia i ciśnieniomierze mogą wskazywać wartości nawet do kilkuset barów. W zależności od zastosowania – np. do badania podciśnień, do pracy w układach niskonapięciowych – można wybrać optymalne urządzenie.

Zakres zastosowań ma ogromny wpływ na wybór odpowiedniego modelu. Nie wszystkie bowiem ciśnieniomierze nadają się do zastosowań w przemyśle samochodowym, inne lepiej sprawdzają się w zastosowaniach hobbystycznych, a jeszcze inne w przemyśle spożywczym oraz w zastosowaniach laboratoryjnych.

Odpowiedni przyrząd można dobrać, sprawdzając klasę urządzenia:

  • Najniższą klasą (poniżej 0,5) będą charakteryzować się manometry wykorzystywane do prac kalibracyjnych i laboratoryjnych,
  • Urządzenia oznaczone klasą 1 - 0,5 sprawdzają się najlepiej w pracach kontrolnych, a także wykorzystywane są w laboratoriach,
  • Manometry o ogólnym zastosowaniu technicznym będą opisane klasą 6 – 1.

Anemometry

Kolejną grupą urządzeń które służą do pomiaru i analizy przepływów, głównie gazów, są anemometry. Są to urządzenia, które mierzą prędkość przepływu gazu na podstawie prędkości obrotowej wirnika będącego czujnikiem pomiarowym. Urządzenia te sprawdzają się przede wszystkim w układach klimatyzacyjnych, oddymiających i innych, gdzie następuje wymiana gazów. Nowoczesne anemometry poza zwykłym pomiarem prędkości przepływu posiadają również możliwość pomiaru strumienia objętości. Szczególną odmianą anemometrów, są anemometry ciśnieniowe. Służą one do pomiaru prędkości płynu, poprzez różnicę ciśnienia całkowitego i statycznego. Do tego celu stosowana jest Rurka Pitota.

Mierniki natężenia dźwięku

Szczególną grupą mierników wielkości nieelektrycznych są mierniki natężenia dźwięku, często wykorzystywane w halach produkcyjnych, w przemyśle maszynowym oraz w pomiarach akustycznych w innych dziedzinach przemysłu. Ma to ogromne znaczenie dla bezpiecznych warunków pracy określonych przez Państwowy Inspektorat Sanitarny. Pomiar natężenia hałasu jest zatem ważny nie tylko w środowisku naturalnym, ale i w miejscu pracy.

Decybelomierz Voltcraft SL-451, 31,5 Hz - 8 kHz, 30 do 130dB A/C

Fot. Decybelomierz Voltcraft SL-451, 31,5 Hz - 8 kHz, 30 do 130dB A/C

 

Decybelomierze zbudowane są z czujnika (mikrofonu), przedwzmacniacza mikrofonowego, analizatora częstotliwości, wzmacniacza pomiarowego, detektora TRMS. W elementach miernika dźwięku można wydzielić dwie podstawowe grupy: elementy urządzenia miernika oraz elementy mikrofonu pomiarowego. W pomiarach akustycznych najczęściej stosowane są filtry umożliwiające korekcję pomiaru. Jest to tzw. krzywa korekcyjna A i została wprowadzona, aby uwzględnić w pomiarach właściwości słuchu ludzkiego. Badany sygnał jest najpierw przepuszczany przez filtry o specjalnej, ustandaryzowanej charakterystyce, a dopiero potem mierzona jest jego wartość. Kształt charakterystyki filtru to właśnie krzywa korekcyjna A.
Pomiary hałasu powinny być wykonywane w określonych warunkach, które nie zakłócą wiarygodności badania. Jeżeli np. chcemy zmierzyć hałas wytwarzany przez konkretne urządzenie, należy ograniczyć wpływ innych źródeł na pomiar.

Możliwe jest badanie metodą pomiaru bezpośredniego, a także metodą próbkowania. Pierwsza z nich wymaga podłączenia odpowiedniego miernika natężenia dźwięku w okresie kilku dni lub kilku/kilkunastu godzin. Metoda próbkowania wymaga dokonywania pomiarów w najbardziej reprezentatywnych okresach czasowych.

Należy pamiętać, że wszystkie urządzenia do pomiaru natężenia dźwięku powinny zostać poprawnie skalibrowane, a wtedy będą wskazywać rzeczywisty poziom hałasu w decybelach.

Konduktometry, pehametry oraz pozostałe analizatory cieczy i gazów będą przydatne zawsze wtedy, kiedy pojawi się potrzeba zbadania wartości zasolenia, konduktywności wody w akwarium, pomiaru pH wody w basenie, a nawet jakości ziemi w ogrodzie. Wszystkie te urządzenia wskażą również i pomogą zdiagnozować niepokojące lub niebezpieczne elementy znajdujące się w różnego rodzaju cieczach.

Powiązane tematy:

Polecane produkty:

Akcesoria:

Jeśli uważasz, że możemy poprawić ten artykuł dzięki Tobie, prosimy o kontakt pod adresem: [email protected]. Dziękujemy - Zespół Conrad.