Методы измерения температуры подшипников и выхлопных газов в судостроении

Проанализировав основные характеристики измерителей  , можно сделать вывод о том, что основной задачей при разработке при­боров данного класса является умень­шение погрешности и расширения диа­пазона измерений. Также существенным вопросом является уменьшение стоимо­сти изделия в целях создания доступно­сти его большему кругу потребителей. При решении поставленных задач наиболее приемлемым видится приме­нение Мини термометр testo 0560 1109.

5. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Техническое задание

1. Наименование

    1.1 Минитермометр

2. Назначение и область применения

    2.1 Предназначен для измерения температур подшипников и выхлопных газов в судостроении .

3. Основание для разработки

    3.1 Разработка выполняется на основании рабочего плана по специальности 6.051002 «Метрология, стандартизация и спецификация», курс 4, семестр 1.

4. Цель и назначение разработки

    4.1 Целью данной работы является приобретение навыков при разработке измерительного преобразователя.

    4.2 Указанная цель достигается тем, что планируется решение следующих задач:

      обзор литературных источников и элементы патентного поиска с выявлением и анализом существующих аналогов;

      выбор и обоснование функциональной схемы минитермометра;

      разработка структурной схемы проектируемого устройства;

5. Технические требования

     5.1 Состав продукции и требования к конструктивному устройству:

        6.1.1 В состав устройства должны входить:

      соединительные кабели;

      техническое описание, эксплуатационная и ремонтная документация;

      инструкция по эксплуатации;

      упаковочная коробка.

5.1.2 Составные части минитермометра должны быть взаимосвязаны по  электрическим параметрами габаритным размерам;

    5.2 Показатели назначения

      Диапазон измеряемой температуры ,°С                          -50…+250

      Диапазон рабочих температур, ºС                                    -40…+200

      Приведенная погрешность, %                                                     1

5.3 Требования по стойкости к внешним воздействиям:

        5.3.1 Нормированные требования  по стойкости к внешним воздействиям по ГОСТ 1569-82;

       5.3.2 Условия хранения и эксплуатации:

      Температура хранения, ºС                                                      -20…+70 °C

      Тип батареи                                                                      ”Таблетка” LR44

      Ресурс батареи                                                                             150 часов

5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации

      5.4.1 Уровень стандартных элементов должен быть не ниже 0,8

5.5 Требования к надежности

      5.5.1 Номенклатура показателей безотказности в соответствии с ГОСТ 20570-88;

      5.5.2 Срок службы 5 лет

      5.5.3 Подтверждение показателей безотказности  в соответствии с ГОСТ 20570-88.

     5.5.4  Наработка на отказ – 10000ч при вероятности 0,95;

     5.5.5  Гарантийный срок эксплуатации – 1г;

     5.5.6 Изделие ремонтопригодно.

6. Экономические показатели

    6.1 На этапе проектирования конструкторской документации должна быть определена условная плановая цена блока при серийном производстве.

7. Перечень документов, выполняемых исполнителем

    7.1 ТЗ на разработку;

    7.2 Расчетно-пояснительная записка;

    7.3 Графический материал

7.3.1 Структурная схема.

Настоящее техническое задание может дополняться и исправляться в установленном порядке.

        6. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Рис. 1 Структурная схема минитермометра для измерения температуры подшипников и выхлопных газов в судостроении.

              В структурной схеме, применяемой для разработки данного прибора, используем датчик термометра сопротивления, который  изменение температуры чувствительного элемента. На выходе датчика получаем сопротивление, которое преобразуется в напряжение  и подаётся на микроконвертор.

В микроконверторе осуществляется обработка информации, после обработки микроконвертор выдаёт код, соответствующий измеренному значению на светодиодный индикатор. С помощью супервизора контролируется правильная работа макроконвертора.

Примёмо-передатчик интерфейса RS232 используется для связи прибора с компьютером. С помощью кнопок обеспечивается управление прибором.

7. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

           7.1 Условия проведения метрологической аттестации

1) Условие проведения исследований должна соответствовать:

  - температура окружающей среды— (20±5) 0С;

  - относительная влажность  (30÷80) %;

  - напряжение питания сети : 220В4,4 В;

  - атмосферное давление (84,0÷106,7) мм.рт.ст;

  - Частота питающей сети (50±0,5) Гц.

2) Поверяемые термометры и используемые средства поверки должны быть защищены от вибраций, тряски, ударов, влияющих на работу.

3) Операции, проводимые со средствами поверки и с поверяемыми термометрами, должны соответствовать указаниям, приведенным в эксплуатационной документации.

           Поверку проводят по схеме, изображенной на рисунке 7.1.

         Принцип заключается в следующем:

1) Государственный первичный эталон ГПЭ-ІІ применяют для передачи размера единицы температуры в диапазоне 0÷2500 0С эталону-копии и рабочим эталонам непосредственным сличением.  

         2) В качестве эталона-копии применяют аппаратуру для воспроизведения реперных точек температурной шкалы в диапазоне 0÷1769 0С и платиновые термометры сопротивления в диапазоне 0÷1084,62 0С.

              3) Эталон копию применяют для передачи размера единицы температуры рабочим эталонам методом прямых измерений или градуировки.

              4)   В качестве рабочих эталонов применяют платиновые термометры сопротивления, термоэлектрические термометры и аппаратуру для воспроизведения реперных точек температурны.

5) Среднее квадратическое отклонение скммарной погрешности сличений рабочих эталонов с эталоном-копией при трех независимых измерениях должно быть не более 0,45*10-3 при 0 0С и 4,5*10-2 при 1085 0С.

6) Рабочие эталоны применяют для поверки образцовых средств 1-го разряда методом прямых измерений, высокоточных рабочих средств измерений – непосредственным слечением и градуировкой в реепрных и постоянных точках температуры образцовых средств измерений 1-го и 2-го разрядов.

7) Доверительные вероятности образцовых средств измерений 1-го и 2-го разрядов при доверительной вероятности 0,95 должны быть не более 0,01 0С при 0 0С и 10 0С – при 2500 0С.

8) В качестве рабочих средств измерений применяют термометры для измерений разности температур, температур поверхности, а также различные типы термометров и термопреобразователей, используемых для статического измерения температуры методом погружения.

9) Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств измерений составляют от 0,003 до 250С в зависимости от значения измеряемой величины.

Если показания системы для измерения силы натяжения выходят за обозначенные границы, то устройство не допускается к дальнейшей поверке, и требует настройку, ремонт, юстировку и т.п.

        Рисунок 7.1 -  Схема поверки термометра

7.3 Определение метрологических характеристик

Метрологические характеристики определяют на полностью смонтированной системе. 

Основную абсолютную погрешность термометров определяют в точках, соответсвующих 25, 50, 75 % диапазона измерений.

ВЫВОД

В данной работе рассмотрены методы измерения температуры подшипников и выхлопных газов в судостроении и согласно выбранным критериям сравнения этих методов выбрали оптимальный.

Рассмотрены измерительные устройства разработанные на основе выбранного метода, которые выпускаются современной промышленностью.

Исходя из выбора метода измерения, разработали структурную схему, техническое задание и определили метрологические испытания  для измерения температуря подшипников и выхлопных газов в судостроении.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

        1. Пушкарев М. Популярные контактные технологии термометрии // Компоненты и технологии. – 2006. -  №1 – Ст. 112-118

         2. ГОСТ 8.558-93 «Государственная поверочная схема для средств измерения температуры»

3. http://afriso.ru/information/termometri/

4. http://geyz.ru/load/3-1-0-20

5.http://www.elektroportal.ru/cgi-bin/catalog/catalog.cgi?c=0&f2=3&f1=

II1017200020

6. http://termexlab.ru/upload/filearchive/8977_GOST%208.558-93.PDF

7. http://www.kipia.info/bibliotek/teplotehnicheskie-izmereniya/

24