» Измерения избыточного давления (необходимы в энергетической, нефте-газо-химической и ряде других отраслей). » Измерения разности давлений (при определении. - презентация

1

2 » Измерения избыточного давления (необходимы в энергетической, нефте-газо-химической и ряде других отраслей). » Измерения разности давлений (при определении расхода и регулировании потоков жидких и газообразных). » Среднее абсолютное давление (измеряют в метеорологии, авиации и т.д.). » Низкие абсолютные давления от 10 3 Па и ниже (область вакуумметрии).

3 Создан на основе комплекса грузопоршневых манометров и воспроизводит единицу давления в диапазоне 0,05–10 МПа со средним квадратическим отклонением результата измерений (СКО), не превышающим , и неисключенной систематической погрешности (НСП), не превышающей

4 Государственный специальный эталон (ГСЭ) единицы давления для разности давлений ГЭТ 95-75, в составе которого комплекс микроманометров: микроманометр весовой колокольный, основанный на принципе уравновешивания действия давлений на колокола, подвешенные к чашкам равноплечих весов, воспроизводит единицы давления в диапазоне 0,1– Па, СКО 0,05 Па, НСП 0,05 Па; микроманометр компенсационный со штриховой мерой, основанный на уравновешивании действия давления столбом жидкости, с диапазоном 50– Па, СКО 0,08Па, НСП 0,3 Па;

5 микроманометр грузопоршневой с нецилиндрическим поршнем на газовой смазке, основанный на принципе динамического взаимодействия тела и потока воздуха, с диапазоном 10 3 – Па, СКО 0,4 Па, НСП 0,8 Па; средство передачи размера единицы давления с диапазоном измерений 20–1, Па, СКО 0,05–0,4 Па. ГСЭ единицы давления для области низких абсолютных давлений ГЭТ 49-80, созданный на основе мембранно-емкостных вакуумметров, воспроизводит единицу давления в диапазоне –10 3 Па, СКО 0, , НСП 0, Эталон состоит из комплекса следующих СИ: » - мембранно-емкостной вакуумметр, с диапазоном измерений Па; » - мембранно-емкостной вакуумметр "Баратрон" с диапазоном измерений Па;

6 » - специальная аппаратура для создания и поддержания давления » ГСЭ единицы давления для области высоких избыточных давлений ГЭТ 43-73, созданный на основе трех грузопоршневых манометров с измерительным мультипликатором, воспроизводит единицу давления в диапазоне 250–1500 МПа, СКО Па, НСП Па.

7 Общий вид ГПЭ единицы давления ГЭТ 23-79

8 ГПЭ единицы давления для области избыточных давлений ГЭТ состоит из комплекса следующих средств измерений : грузопоршневые манометры 11, 16, 25 с номинальным значением приведенной площади поршня 20 см 2 ( 50,5 мм), воспроизводящие единицу давления в диапазоне 0,05–0,5 МПа, поршни и цилиндры изготовлены из нержавеющей стали 38ХМЮА; грузопоршневые манометры 5, 8, 10 с номинальным значением приведенной площади поршня 5 см 2 ( 25,2 мм), воспроизводящие единицу давления в диапазоне 0,3–3,0 МПа, поршни и цилиндры изготовлены из твердого сплава ВК-6М; грузопоршневые манометры 1, 9, 13 с номинальным значением приведенной площади поршня 1,5 см 2 ( 13,2 мм), воспроизводящие единицу давления в диапазоне 1–10 МПа, поршни и цилиндры изготовлены из твердого сплава ВК-10М;

9 набор гирь класса точности 2,0 с номинальными значениями от 0, до 0,5 кг; набор специальных грузов с номинальными значениями от 0,5 до 5 кг, определенными с погрешностью не более ; аппаратура для создания и поддержания гидростатического давления и передачи размера единицы давления.

10 Эталон-копия ВЭТ Представляет собой комплекс, включающий следующие средства измерений: три грузопоршневых манометра с номинальными значениями приведенной площади поршня 20 см 2, 5 см 2 и 1,5 см 2 соответственно с диапазонами измерений 0,05–0,5 МПа, 0,3– 3 МПа и 1–10 МПа; набор гирь класса точности 2 с номинальными значениями от 0, до 0,5 кг; набор специальных грузов с номинальными значениями от 0,5 до 5 кг; аппаратура для создания и поддержания гидростатического давления и передачи размера единицы давления.

11 Вторичные эталоны Средние квадратические отклонения результата поверки эталона-копии с государственным первичным эталоном единицы давления не должны превышать 6 ּ Эталон-копию применяют для передачи размера единицы- давления рабочим эталонам (образцовым средствам измерений) 1-го разряда классов точности 0,01 или 0,02 методом непосредственного сличения (гидростатическим уравновешиванием). В качестве рабочих эталонов применяют наборы из грузопоршневых манометров и отдельные грузопоршневые манометры с диапазонами измерений 0,04–0,6; 0,1–6; 2,5–25; 1,25–60 МПа и грузопоршневые вакуумметры с верхним пределом измерений до минус 100 кПа. Средние квадратические отклонения результата поверки рабочих эталонов не должны превышать 2 ּ

12 Эталонные (образцовые) средства измерений В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда применяют грузопоршневые вакуумметры с верхними пределами измерений до минус 100 кПа (до минус 735 мм рт. ст.), грузопоршневые манометры с верхними пределами измерений от 0,25 до 250 МПа (от 2,5 до 2500 кгс/см 2 ) и деформационные измерительные преобразователи давления с верхними пределами измерений от 0,004 до 60 МПа (от 0,04 до 600 кгс/см 2 ). Классы точности эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда – 0,01 и 0,02. Пределы допускаемых основных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда – 0,01 и 0,02 %. Эталонные (образцовые) средства измерений 1-го разряда применяют для поверки эталонных (образцовых) грузопоршневых вакуумметров, мановакуумметров и манометров 2-го разряда, эталонных (образцовых) деформационных вакуумметров и манометров 3-го разряда класса точности 0,15, эталонных (образцовых) деформационных измерительных преобразователей давления 2 и 3-го разрядов классов точности 0,1 и 0,15 непосредственным сличением.

13 В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда применяют грузопоршневые вакуумметры с верхними пределами измерений до минус 100 кПа (до минус 735 мм рт. ст.), грузопоршневые мановакуумметры с диапазоном измерений от минус 100 до 250 кПа (от минус 1 до 2,5 кгс/см 2 ), грузопоршневые манометры с верхними пределами измерений от 0,25 до 250 МПа (от 2,5 до 2500 кгс/см 2 ) и деформационные измерительные преобразователи давления с верхними пределами измерений от 0,004 до 60 МПа (от 0,04 до 600 кгс/см 2 ). Классы точности эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда – 0,05 и 0,06. Пределы допускаемых основных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда 0,05 и 0,06 %. Эталонные (образцовые) средства измерений 2-го разряда применяют для поверки эталонных (образцовых) грузопоршневых манометров 3-го разряда класса точности 0,2, эталонных (образцовых) деформационных вакуумметров и манометров 3-го разряда класса точности 0,25, эталонных (образцовых) измерительных преобразователей давления 3-го разряда классов точности 0,2 и 0,25, эталонных (образцовых) деформационных вакуумметров и манометров 4- го разряда класса точности 0,4, рабочих деформационных вакуумметров классов точности 0,4 и 0,5, рабочих деформационных мановакуумметров класса точности 0,5, рабочих деформационных манометров классов точности 0,25; 0,4; 0,5 и рабочих ртутных мановакуумметров непосредственным сличением.

14 o В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 3-го разряда применяют деформационные вакуумметры с верхними пределами измерений до минус 100 кПа (до минус 735 мм рт. ст.), грузопоршневые манометры с верхними пределами измерений от 0,04 до 250 МПа (от 0,4 до 2500 кгс/см 2 ), деформационные манометры с верхними пределами измерений от 0,1 до 60 МПа (от 1 до 600 кгс/см 2 ) и измерительные преобразователи давления с верхними пределами измерений от 0,004 до 60 МПа (от 0,04 до 600 кгс/см 2 ). o Классы точности эталонных (образцовых) средств измерений 3-го разряда – 0,1; 0,15; 0,2 и 0,25. Пределы допускаемых основных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 3-го разряда – 0,1; 0,15; 0,2 и 0,25 %. o Эталонные (образцовые) средства измерений 3-го разряда применяют для поверки эталонных (образцовых) деформационных вакуумметров и манометров 4-го разряда классов точности 0,6 и 1,0, рабочих деформационных вакуумметров классов точности 0,6; 1,0; 1,5, рабочих деформационных мановакуумметров классов точности 0,6; 1,0 и 1,5, рабочих ртутных мановакуумметров, рабочих деформационных манометров классов точности 0,6; 1,0 и 1,5 и рабочих измерительных преобразователей давления классов точности 0,4; 0,5; 0,6; 1,0 и 1,5 непосредственным сличением. o Соотношение пределов допускаемых основных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 2 и 3-го разрядов должно быть не более 1:4.

15 В качестве эталонных (образцовых) средств измерений 4-го разряда применяют деформационные вакуумметры с верхними пределами измерений до минус 100 кПа (до минус 735 мм рт. ст.) и деформационные манометры с верхними пределами измерений от 0,1 до 250 МПа (от 1 до 2500 кгс/см 2 ). Классы точности эталонных (образцовых) средств измерений 4-го разряда – 0,4; 0,6 и 1,0. Пределы допускаемых основных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 4-го разряда – 0,4; 0,6 и 1 %. Эталонные (образцовые) средства измерений 4-го разряда применяют для поверки рабочих деформационных вакуумметров классов точности 1,6; 2,5 и 4,0, рабочих деформационных мановакуумметров классов точности 1,6; 2,5 и 4,0, рабочих деформационных манометров классов точности 1,6; 2,5; 4,0 и 6,0 и рабочих ртутных мановакуумметров непосредственным сличением. Соотношение пределов допускаемых основных погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 3 и 4-го разрядов должно быть не более 1:4.

16 Государственный специальный эталон единицы давления для разности давлений

17 » Это средства измерения давления с верхним пределом измерений до 40 кПа. » Применяются для контроля и регулирования расхода газов и жидкостей в различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Р азмер единицы давления микроманометрам передается от государственного специального эталона (ГСЭ) единицы давления для разности давлений ГЭТ Жидкостный чашечный микроманометр с наклонной трубкой типа ММН.

18 1.Микроманометр весовой колокольный диапазон воспроизведения единицы давления 0, Па; СКО не более 0,05 Па; НСП не более 0,05 Па; 2. Микроманометр компенсационный со штриховой мерой диапазон измерений Па; СКО не более 0,08 Па; НСП не более 0,3 Па; 3. Микроманометр грузопоршневой с нецилиндрическим поршнем на газовой смазке диапазон измерений Па; СКО не более 0,4 Па; НСП не более 0,8 Па; 4. Средство передачи размера единицы давления диапазоном измерения 20-1, Па; СКО не более 0,05-0,4 Па;

19 » Принцип работы МВК – уравновешивание действия давления на колокола, которые – подвешены к чашкам равноплечных весов и опущены в ванну с рабочей жидкостью (спиртом по ГОСТ ). Цилиндры колоколов выполнены из нержавеющей стали, качество поверхностей не ниже 12 класса шероховатости. Колокола подвешены на стальной проволоке диаметром 0,3 мм и имеют устройство для регулировки точки подвески, для достижения вертикальности

20 » Благодаря стеклянным крышкам колоколов, герметично приклеенным к цилиндрам, можно наблюдать процесс конденсации паров и образования капель. » Измерения в этом случае прекращают и следы конденсации паров удаляют путем продувания воздухом. » Высокая точность изготовления одинаковых парных колоколов (Ø 1 мкм) и большая площадь ванны, равная 1 м 2, позволяют не учитывать влияния гидростатических сил, действующих на стенки колоколов. » Номинальное значение площади поперечного сечения колоколов равно 50 см 2. » Действительная площадь внутренних сечений колоколов рассчитывалась по внутренним диаметрам, размеры которых были определены в лаборатории линейных измерений ВНИИМ им. Д.И.Менделеева.

21 В общем случае выражается формулой p 1, p 2 – давления, подводимые к левому и правому колоколу; m 1, m 2 – массы гирь на левой и правой чашках весов; g – ускорение свободного падения; F 1, F 2 – площади внутреннего сечения левого и правого колоколов; в – плотность воздуха; – плотность материала грузов.

22 » Принцип действия – уравновешивание давления столбом жидкости. » Микроманометр состоит из двух сосудов, соединенных гибким трубопроводом. Один неподвижный, а другой с помощью электромеханического привода передвигается в пределах 0,5 м. » Погрешность отсчета установки подвижного сосуда на заданную высоту по штриховой мере составляет ±1 мкм. Оптическая система микроманометра позволяет производить контроль нулевого положения уровня жидкости в неподвижном сосуде с погрешностью ±1 мкм.

23 Оба сосуда, а также гибкий трубопровод снабжены термостатирующими кожухами, которые соединены с водяным термостатом. Такая конструкция позволяет уменьшить влияние температуры в процессе воспроизведения единицы давления. Для контроля и учета температуры был разработан, изготовлен и внедрен прецизионный многоканальный измеритель температуры (6 каналов, погрешность измерений температуры в диапазоне С составляет не более 0,1 С). Рабочей жидкостью микроманометра является дистиллированная вода.

24 В общем случае имеет вид p 1 и p 2 – давления, подаваемые в неподвижный и подвижный сосуды; 1, 2 – плотность дистиллированной воды и воздуха при температуре измерения; h – высота подъема подвижного сосуда, отсчитанная по штриховой мере; – коэффициент линейного расширения меры; t – температура штриховой меры.

25 » Микроманометр МКШ применяется при передаче размера единицы давления в области измерений разности давления наиболее часто по сравнению с другими микроманометрами, входящими в состав эталона ГЭТ » От МКШ размер единицы давления передается десяти из 12 вторичных эталонов, которые применяются в России и странах СНГ. 10 2

26 » Выявлена в опыте эксплуатации микроманометров МКШ, входивших в состав эталона ГЭТ 95-75, в период с 1975 по 1990 гг. » О дна из составляющих погрешности измерения пропорциональна величине, где l – расстояние между вертикальными осями подвижного и неподвижного сосудов, – угол наклона штриховой меры микроманометра от вертикальной оси.

27 ». Создан в начале 90-х годов в результате работ по совершенствованию микроманометров типа МКШ. » Имеет оригинальную конструкцию: оси подвижного и неподвижного сосудов были совмещены

28 » СКО и НСП не более 0.08 Па и 0.3 Па. » Высокий метрологический уровень (составляющая погрешности – стабильность во времени воспроизведения единицы давления для разности давлений в диапазоне 50– 5 · 10 3 Па исключена так как оси в МКШ-М совмещены). » Не требуют трудоемких операций по предварительной настройке и установке, а также контроля своего положения после каждой серии измерений. » Превосходят зарубежные аналоги. » Один из вновь созданных МКШ-М 1 в 1997 г. введен в состав эталона ГЭТ вместо МКШ.

29 » Принцип действия – динамическое взаимодействие тела и потока воздуха. » Разработан и создан под руководством канд. техн. наук С.М. Кессельман (сотрудницы ВНИИМС) и введен в состав ГЭТ в 1997 г. вместо грузопоршневого микроманометра. » Измеряемое давление, действующее через газ на поршень манометра уравновешивается весом поршня и набора калиброванных грузов.

30 » Пространство под поршнем заполнено специальным газом, который под давлением поступает в зазор между поршнем и цилиндром и обеспечивает смазку трущихся пов-стей. » В специальной камере в которой расположен прибор поддерживается постоянное давление воздуха 15 Мпа.

31 » В общем случае имеет вид » Рн – номинальное давление, Па; » Рб – давление окружающей среды, мм. рт. ст.; » T – температура окружающей среды, С;

32 С 1997 г. эталон ГЭТ практически полностью обновился за счет включения в его состав микроманометров новых конструкций МКШ-М и МГЦП – взамен устаревших. Точность воспроизведения единицы давления в диапазоне Па микроманометром МКШ-М фактически более чем в 2 раза выше заявляемой. Эталон ГЭТ по своим метрологическим характеристикам полностью удовлетворяет потребности отечественной промышленности в области микроманометрии

33 » Подтверждают метрологические характеристики национальных эталонов, в т.ч. Микроманометров эталона ГЭТ » Сличения национальных эталонов России и Германии в диапазоне Па проводились в рамках проекта КООМЕТ 19/RU/92 совместно со специалистами ВНИИМС. » Систематическое расхождение между эталонами до 100 Па не превышало 0,02 Па, в диапазоне Па – 0,066 Па, что находится в пределах НСП сличаемых эталонов. » Результаты проведенных сличений свидетельствуют о согласованности размера единицы давления в диапазоне Па в России и Германии. » В настоящее время проводятся ключевые сличения эталона ГЭТ в диапазоне Па в рамках проекта КООМЕТ. М.Р.–К14.

34

35 » это эталоны, получающие размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. К ним относятся: » рабочие эталоны эталоны, предназначенные для передачи размера единицы рабочим средствам измерений, в том числе и эталонным средствам измерений. » В качестве рабочих эталонов применяют переносные микроманометры с диапазоном измерений 1·10 2 – 4·10 3 Па (10– 4·10 2 кгс/м 2 ) » СКО должны быть не более 0,1 Па. » Рабочие эталоны применяют для поверки эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда непосредственным сличением.

36 » применяют для поверки эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда непосредственным сличением. » применяют микроманометры с диапазоном измерений –1·10 2 –4·10 3 Па (10–4·10 2 кгс/м 2 ); –1·10 3 –4·10 4 Па (1·10 2 –4·10 3 кгс/м 2 ). » Класс точности эталонных (образцовых) средств измерений 1-го разряда – 0,01.

37 » применяют для поверки рабочих средств измерений непосредственным сличением. » применяют микроманометры с диапазонами измерений ˃ 2–1·10 2 Па (0,2–10 кгс/м 2 ); ˃ 40–4·10 4 Па (4–4·10 3 кгс/м 2 ); ˃ 2–2,5·10 3 Па (0,2–2,5·10 2 кгс/м 2 ). » классы точности эталонных (образцовых) средств измерений 2-го разряда – 0,02–0,16. » соотношение погрешностей эталонных (образцовых) средств измерений 1 и 2-го разрядов при одном и том же значении давления должно быть не более 1:2

38 » применяются для практических измерений при научных исследованиях, в производстве, торговле и др. областях. » Классы точности рабочих средств измерений – 0.06–4.0. » Соотношение погрешностей эталонных (образцовых) и рабочих средств измерений при одном и том же значении давления должно быть не более 1:3.

39 1.микроманометры с диапазоном 2–1·10 2 Па (0,2–10 кгс/м 2 ) и 2– 2,4·10 3 Па (0,2–2,4·10 2 кгс/м 2 ) с наклонной трубкой. 2.микроманометры с диапазонами 1–2,5·10 3 Па (0,1–2,5·10 2 кгс/м 2 ) и 2– 2,5·10 3 Па (0,2–2,5·10 2 кгс/м 2 ) с микрометрическим винтом. 3.напоромеры. 4.тягомеры. 5.тягонапоромеры и дифференциальные манометры с верхними пределами от 4·10 2 до 4·10 4 Па (от 40 до 4·10 3 кгс/м 2 ). 6.дифференциальные манометры-расходомеры и манометры- перепадомеры с верхними пределами от 10 до 2,5·10 4 Па (от 1 до 2,5·10 3 кгс/м 2 ). 7.манометры избыточного давления с верхними пределами до 4·10 4 Па (до 4·10 3 кгс/м 2 ).

40

41 » Плотность - масса вещества, отнесенная к занимаемому им объему. Она определяет их качественные показатели. » Диапазон плотностей веществ и сред, от кг/м 3 для межзвездной среды до кг/м 3 для нейтронных звезд. На Земле диапазон плотностей: от 0,1 кг/м 3 для газов и до 23·10 3 кг/м 3 – для металлов платиновой группы. » На практике наиболее востребованной промышленностью и сельским хозяйством стала плотность жидкостей в диапазоне от 650 до 2000 кг/м 3.

42 » Государственный первичный эталон (ГПЭ) единицы плотности ГЭТ стоит во главе ГПС для средств измерений плотности, которая регламентирует методы передачи размера единицы плотности и погрешности образцовых и рабочих ареометров и денсиметров различного назначения.

43 » метод воспроизведения единицы плотности, основан на использовании плотности дважды дистиллированной воды и прямых измерениях массы твердого тела в воздухе и воде, входящих в уравнение измерений. » Погрешность метода определяется погрешностью определения плотности воды и погрешностью взвешивания. » Относительная погрешность определения плотности воды составляет около 2·10 » Для воспроизведения единицы плотности служит набор эталонных стеклянных поплавков и сфера из ситалла квази - правильной геометрической формы.

44 » Эталонной сфера из ситалла с минимальным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) позволяет иметь возимый эталон сравнения, обеспечивающий возможность его участия в международных сличениях c учетом того, что характеристики эталонной сферы соответствуют лучшим зарубежным аналогам. » Основные характеристики эталонной сферы Масса,кг Объем, м 3 Ср. диаметр, м несферич ность ТКЛР, 0 С -1 0, , ,

45 эталонный поплавок эталонная сфера из ситалла электромеханическое устройство для снятия и установки эталонной сферы на весах эталонные весов 1- го класса модели XP–2004 система двухступенчатого термостатирования измерительного цилиндра с дистиллированной водой

46 » на основании прямых многократных измерений его массы и «кажущейся массы» в воде, входящих в уравнение измерений : где –р плотность эталонного поплавка; р – плотность воды при температуре ;m – масса поплавка; m w – результат измерений массы поплавка в воде; p wt – «кажущаяся масса» поплавка в воде.

47 » Значение плотности воды берут из таблиц ГСССД » Массу поплавка определяют на электронных лабораторных весах класса точности 1 по ГОСТ » значение «кажущейся массы» поплавка в воде – на эталонных гидростатических весах, входящих в состав эталона по формулам:

48 » m Г – масса гирь, уравновешивающая массу эталонного поплавка; » X – плотность воздуха; – показания электронных весов; » ΔX – разность показаний механических весов при взвешивании эталонной меры и эталонных гирь; » V – значение объема эталонной меры плотности; » p Г – плотность материала гирь.

49 » Плотность воздуха определяют по формуле: » E 0 – плотность сухого воздуха при температуре 0 о С и атмосферном давлении 1013,33 ГПа; E 0 =0, г/см 3 » t – температура окружающего воздуха; » β – коэффициент температурного объемного расширения воздуха; β= 0, / о С. » H– атмосферное давление в ГПа; » h– упругость водяных паров в ГПа.

50 Диапазон измерений плотности, перекрываемый ГПС от 0,5 до кг/м 3, охватывая газы, жидкости и твердые тела. Погрешность РСИ плотности также меняется в широких пределах: от до 20 кг/м 3. Поверочная схема охватывает не только существующий в настоящее время парк РСИ плотности, но и учитывает перспективы его развития. В нее включены автоматические плотномеры жидкости и газов, стандартные образцы плотности жидкости.

51 » В соответствии с ГПС размер единицы плотности передается РСИ (рабочим средствам измерений от ГПЭ через вторичные (ВЭ) и рабочие эталоны 1-го разряда. Вторичные эталоны наборы тел цилиндрической формы, изготовленные из монокристалла кремния наборы стеклянных поплавков (в диапазоне измерений от 650 до 2000 кг/м 3 )

52 ГСССД 2-89 «Вода, плотность при атмосферном давлении и температурах 0…100 о С»; ГОСТ «Вода дистиллированная. Технические условия»; ГОСТ «Пикнометры стеклянные. Технические условия»; ГОСТ «Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности»; МИ «ГСИ. Рекомендация. Плотность нефти при учетно- расчетных операциях. Методика выполнения измерений ареометром»; МИ «ГСИ. Датчики плотности жидкости вибрационные поточные фирмы Шлюмберже. Методика поверки».

53 Плотность жидкости определяют на основе результата взвешивания полностью погружённой в жидкость эталонной меры плотности с известными массой и объёмом. Результат взвешивания входит в формулу расчёта плотности жидкости: ρ пж – плотность поверочной жидкости, кг/м 3 ; Р пж – результат взвешивания эталонной меры плотности в поверочной жидкости, кг; М п – масса эталонной меры плотности, кг; V п – объём эталонной меры плотности при 20ºС, м 3. ρ пж = (М п –Р пж )/V п, кг/м 3

54 Ареометры Вибрационные плотномеры

55 » Прибор, который служит для определения плотности, а следовательно и удельного веса тел; » Устройство Ареометра основано на гидростатическом законе (Архимедов закон);

56 » Принцип действия: Измеряется собственная частота колебаний U-образной измерительной трубки, вызываемых электромагнитным генератором. » Затем трубка заполняется исследуемым веществом, частота колебаний изменяется в зависимости от массы (плотности) исследуемого вещества.

57 » Преимуществом таких приборов является хорошая воспроизводимость результата измерений и маленький объем пробы жидкости (до 3 мл), подлежащей тестированию. » Для исключения влияния температуры на результат измерения измерительная трубка термостатирована.

58

59 » Вязкость является важнейшим свойством текучих сред, определяющим их качество, возможность переработки и транспортирования. » Диапазоны вязкости приборов лежат в пределах от 1,0 до 1·10 6 мПа·с и более.

60 » Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости (ГЭТ 17-96) создан на основе капиллярного метода измерения вязкости, реализуемого набором капиллярных вискозиметров с висячим уровнем. » Принцип действия эталона основан на измерении времени течения определенного объема жидкости через капилляр вискозиметра.

61 » Для капиллярного вискозиметра имеет место следующая зависимость между вязкостью, размерами прибора и временем течения жидкости » где γ - кинематическая вязкость жидкости, мм 2 /с; » H – разность уровней жидкости в коленах вискозиметра, мм; r –радиус капилляра, мм; » V – объем измерительного резервуара, мм 3 ; » L – длина капилляра, мм; » τ – время истечения жидкости из измерительного резервуара, с; » g – ускорение свободного падения, мм/с 2 ; » π=3,14 – безразмерный коэффициент; » m – безразмерный коэффициент, учитывающий «поправку на потерю жидкостью кинетической энергии»; » n – поправка Куэтта.

62 » Вискозиметры первичного и рабочего эталона являются приборами капиллярного типа с висячим уровнем. Отличаются по геометрическим размерам капилляра и объема измерительного шарика, кроме того длина капилляра у первичного эталона составляет 550 мм, у рабочего эталона 1-разряда – 300 мм. » Рабочие эталоны 1-го разряда применяются для аттестации государственных стандартных образцов (ГСО) вязкости жидкостей, являющихся в соответствии с поверочной схемой Рабочими эталонами 2-го разряда. » Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для калибровки и поверки рабочих средств измерений (РСИ) вязкости.

63 » Методы измерения вязкости жидкостей основаны на регистрации в процессе измерения параметров, функционально связанных с вязкостью. Методы измерений вязкости достаточно разнообразны. Их можно разделить на две группы: » дающие результат измерения в условных единицах ; » абсолютные, позволяющие выразить вязкость в единицах длины, массы и времени.

64 Методы измерения вязкости, позволяющие выразить результат измерения в трех основных единицах, базируются на решенных задачах гидромеханики о течении вязкой жидкости, ограниченной твердой стенкой. Эти методы могут быть разделены на два: для приборов с установившемся и не установившемся течением. » Капиллярный метод – течение жидкости в круглой трубе; Метод основан на законе Пуазейля, описывающем закономерности движения жидкости в капилляре. » На рис. представлена схема капиллярного вискозиметра. Жидкость из одного сосуда под влиянием разности давлений (р) протекает через капилляр определенного сечения и длины в другой сосуд. Эти сосуды имеют во много раз большее поперечное сечение, чем капилляр, поэтому скорость движения жидкости в сосудах в десятки раз меньше, чем в капилляре, и не все давление пойдет на преодоление вязкого сопротивления жидкости.

65 » Ротационный метод – течение жидкости между двумя соосными (вращающимися) цилиндрами, конусами или сферами; Сущность метода заключается в том, что исследуемую жидкость помещают в зазор между двумя поверхностями правильной геометрической формы. Одна из поверхностей приводится во вращение с постоянной скоростью. При этом вращательное движение передается жидкостью к другой поверхности. Согласно теории метода предполагается отсутствие проскальзывания жидкости у поверхностей. Момент вращения, передаваемый от одной поверхности к другой, является мерой вязкости жидкости. Для измерения крутящего момента вторая поверхность соединения с динамометрическим устройством. Малый зазор между поверхностями необходим для сдвига деформируемой жидкости. Вискозиметры этой группы позволяют производить измерения жидкостей с вязкостью до 10 3 Па·с.

66 Метод падающего шара – движение шара в жидкости;

67 » Рассмотренные выше приборы – капиллярные, с соосными цилиндрами и с падающим шаром – являются лабораторными. Измерение вязкости на них (вместе с подготовкой прибора) занимает целый рабочий день. В настоящее время для автоматизации производства различных жидких и полужидких материалов применяют вискозиметры непрерывного действия, позволяющие следить за качеством продукции на различных этапах ее приготовления.