User Tools

Site Tools


kobozotartaly_kalibralasa

Köbözőtartály kalibrálása – A1

A mérés célja

A mérési gyakorlat célja egy köbözőtartály kalibrálása, tartályállandójának meghatározása. A kalibrálás olyan vizsgálat, amikor a műszer kimenő jelét és az összehasonlító, pontos(abb) műszerrel mért értéket a teljes mérési tartományban összerendeljük és a közöttük lévő függvénykapcsolatot közelítőleg meghatározzuk.

A mérőberendezés leírása

A köbözőtartályok

A méréstechnikában, különösen az egyetemi méréstechnikában napjainkban kiemelt szerep jut a köbözőtartályoknak. Ezek precíziós térfogatmérő berendezések, kezelésük azonban bonyolult, körültekintést igényel, így fontos hogy jól képzett szakember üzemeltesse.

A modern méréstechnikában használatos köböző berendezések csak homogén nehézségi erőtérben működnek megfelelően, ezért alkalmazásuk sajnos nem lehetséges olyan helyeken, ahol a nehézségi erővektor nulla, vagy időben nem állandó, így például űrállomásokon, repülőgépeken, űrhajókon, fekete lyukak közelében.

Megkülönböztetünk egy- és kétcsöves, ejtő-, süllyedő- és fixtartályokat. A napjainkban használt ejtő- és fixtartályok mindegyike ún. „vödör típusú” köbözőtartály, azaz felül nyitott, a levegő szabadon távozhat. A süllyedőtartályos berendezések térfogat-kiszorításos elven működnek és itt bonyolultságuk miatt nem foglalkozunk velük. A kalibrálandó eszköz egycsöves, fixtartály típusú, HDS gyártmányú berendezés.

Az egycsöves típusok jellegzetessége, hogy a folyadék feltöltése és későbbi leengedése is a tartály alján történik, ezért feltöltéskor, ahogy növekszik a tartályban mért folyadék térfogata, a töltőcsonk szintjén lévő hidrosztatikai nyomás növekszik. Mivel általában a tápláló rendszernek nem a térfogatárama, hanem a nyomása állandó, ezért a töltődés sebessége nem lesz állandó, az ilyen típusú köbözőtartály térfogatáram-mérésre gyakorlatilag alkalmatlan. (lásd: H4 mérés)

A köbözés elméleti alapjai

A köböző működése azon alapszik, hogy a mérni kívánt folyadék az energiaminimumra törekvés elvének megfelelően igyekszik a lehető legalacsonyabban elterülni: a tartály alján. A folyadékszint magassága (a szükséges feltételek teljesülése, megfelelően pontos műszer esetén) arányos lesz a tartályban található folyadék térfogatával. Ma már léteznek olyan köbözőtartályok, ahol a folyadékszint leolvasása elektronikusan történik, a tartályban lévő folyadék térfogatát pedig digitális kijelzőről olvashatjuk le.

Köbözés során előforduló mérési hibák

Mint már bemutattuk, a jelenleg használatos nyitott köbözőtípusokban a mért folyadék a légköri levegővel közvetlen kapcsolatban van, ezért nem hanyagolhatjuk el a párolgást, ami a tartályban lévő folyadékszintet az idő előrehaladtával fokozatosan csökkenti, ezt tenziós veszteségnek nevezzük. Lassú méréseknél különösen ügyelni kell erre, továbbá mérnünk kell a laboratórium levegőjének hőmérsékletét, pontos páratartalmát és a folyadék tartályban töltött idejét, valamint ismernünk kell a köbözőtartályra jellemző ventilációs állandót, amely azt mutatja meg, hogy a tartály páradús levegője a tartály térfogatáramának függvényében milyen gyorsan hagyja el a tartályt, hogy a helyére a labor száraz levegője érkezzen, amely újabb folyadékot vihet magával. Ha ezt a nemlinearitást elhanyagoljuk, a köbözőtartály térfogatmérésre csak jelentős hibával használható.

A mérés másik jelentős hibája, hogy két egymás utáni mérés eltérő eredményt ad. Ennek az az oka, hogy az adhézió jelensége miatt a mért folyadék a műszer falát nedvesíti, hozzátapad és a tartály leürítése során is ottmarad. A következő méréskor pedig a tartály fala már nedves, így az adhéziós veszteség minimális. Ezt úgy küszöböljük ki, hogy az első mérés előtt a tartályt teljesen feltöltjük, majd leengedjük. Fontos megjegyezni, hogy a feltöltött, majd leengedett tartályban magasabb páratartalom alakul ki, ezért a tenziós veszteségnél használatos TLC (tenziós veszteségi konstans) helyett egy ún. korrigált tenziós veszteségi konstanst, TLC*-ot használunk. Léteznek teflon- illetve egyéb bevonatos tartályok, ahol az adhéziós hibát elhanyagolhatjuk, de ezek csak a gyár által előírt munkafolyadékkal használhatóak.

to be continued…

kobozotartaly_kalibralasa.txt · Last modified: 2010. 09. 23 14:34 by pali