(NB) Giáo trình Đo lường điện lạnh quan trọng và không thể thiếu trong nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hoà không khí vì trong quá trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa máy lạnh chúng ta thường xuyên phải sử dụng các dụng cụ đo kiểm tra về dòng điện, điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ ẩm....
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI LÊ THỊ THU HẰNG (Chủ biên) NGUYỄN ĐỨC NAM – NGUYỄN THỊ NGUYỆT GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN LẠNH Nghề: Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Trình độ: Trung cấp (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Đo lường điện lạnh biên soạn thông qua Hội đồng sư phạm Nhà trường Nội dung biện soạn ngắn gọn, dễ hiểu, súc tích Các kiến thức tồn giáo trình có mối liên hệ logic, chặt chẽ Khi biên soạn giáo trình chúng tơi cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến mơn học phù hợp với đối tượng sử dụng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề công việc thực tế Nội dung giáo trình biên soạn gồm: Bài 1: Những khái niệm đo lường Bài 2: Đo lường điện Bài 3: Đo nhiệt độ Bài 4: Đo áp suất Bài 5: Đo lưu lượng Bài 6: Đo độ ẩm Giáo trình biên soạn cho đối tượng sinh viên Trung cấp nghề kỹ thuật viên làm việc sở kinh tế nhiều lĩnh vực khác Cuốn giáo trình biên soạn dựa theo nội dung tài liệu tham khảo Mặc dù có nhiều cố gắng giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình chỉnh sửa ngày hoàn thiện Mọi góp ý xin gửi Khoa điện Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội Xin trân trọng cám ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Chủ biên: Lê Thị Thu Hằng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Mở đầu Bài Những khái niệm đo lường 1.1 Định nghĩa phân loại phép đo 1.2 Những tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo 1.3 Sơ lược sai số đo lường 10 Bài Đo lường điện 15 2.1 Khái niệm chung - cấu đo điện thông dụng 15 2.2 Đo dòng điện 20 2.3 Đo điện áp 27 2.4 Đo công suất 36 2.5 Đo điện trở 42 Bài Đo nhiệt độ 47 3.1 Khái niệm - phân loại dụng cụ đo nhiệt độ 47 3.2 Đo nhiệt độ nhiệt kế dãn nở 50 3.3 Đo nhiệt độ áp kế 56 3.4 Đo nhiệt độ cặp nhiệt 62 3.5 Đo nhiệt độ nhiệt kế điện trở 72 Bài Đo áp suất 78 4.1 Khái niệm - phân loại dụng cụ đo áp suất 78 4.2 Đo áp suất áp kế chất lỏng 80 4.3 Đo áp suất áp kế đàn hồi 83 Bài Đo lưu lượng 91 5.1 Khái niệm - phân loại dụng cụ đo lưu lượng 91 5.2 Đo lưu lượng công tơ đo lượng chất lỏng 92 5.3 Đo lưu lượng theo áp suất động dòng chảy 94 5.4 Đo lưu lượng phương pháp tiết lưu 96 Bài Đo độ ẩm 102 6.1 Khái niệm - phân loại dụng cụ đo độ ẩm 102 6.2 Đo độ ẩm phương pháp điểm ngưng tụ 106 6.3 Đo độ ẩm phương pháp điện trở 107 6.4 Đo độ ẩm phương pháp điện dung 107 6.5 Đo độ ẩm phương pháp nhiệt kế khô - ướt 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 CHƯƠNG TRÌNH MƠN ĐUN Tên mơ đun: ĐO LƯỜNG ĐIỆN LẠNH Mã số mô đun: MĐ 11 Thời gian thực mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 20 giờ; Thực hành: 38 giờ; Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun : - Vị trí: Đo lường điện - lạnh mơ đun chun mơn chương trình nghề máy lạnh điều hồ khơng khí - Tính chất: Là mô đun quan trọng thiếu nghề kỹ thuật máy lạnh điều hồ khơng khí trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa máy lạnh thường xuyên phải sử dụng dụng cụ đo kiểm tra dòng điện, điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ ẩm II Mục tiêu mô đun: Về kiến thức: - Trình bày khái niệm bản, phương pháp loại dụng cụ đo lường nhiệt, đo lường điện, đo áp suất, lưu lượng - Phân tích nguyên lý cấu tạo, làm việc dụng cụ đo lường biết ứng dụng trình làm việc - Lựa chọn dụng cụ đo cho phù hợp với công việc: Chọn độ xác dụng cụ đo, thang đo sử lý kết đo Về kỹ năng: - Đo xác đánh giá đại lượng đo điện, điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng độ ẩm Về lực tự chủ trách nhiệm: - Cẩn thận, kiên trì - Thu xếp nơi làm việc gọn gàng ngăn nắp - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Nội dung mô đun: Thời gian TT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Thi/ Kiểm tra Mở đầu 1 Bài 1:Những khái niệm đo lường 3 Bài 2:Đo lường điện 11 Bài 3:Đo nhiệt độ 15 Bài 4:Đo áp suất 10 Bài 5:Đo lưu lượng 10 7 Bài 6: Đo độ ẩm 10 60 20 38 Cộng Mở đầu Từ xa xưa người biết cách dùng đo lường để ứng dụng vào sống sinh hoạt biết cách so sánh, đối chiếu khối lượng hàng hóa, ngân lượng…trong trao đổi bn bán, biết cách đo kích thước để xác định chu vi diện tích đất … Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật khơng ngừng phát triển kỹ thuật đo lường Chính nhờ đo lường mà người khơng ngừng hồn thiện khoa học kỹ thuật, khoa học ứng dụng…, thơng qua đo lường thí nghiệm mà người ta tìm qui luật, cơng thức thực nghiệm phục vụ cho khoa học kỹ thuật đời sống người… Kỹ thuật đo lường nhiệt lạnh có liên quan nhiều đến quy trình cơng nghiệp, nơng nghiệp, ngư nghiệp,…kể sống sinh hoạt người Trong công nghệ nhiệt điện lạnh , thiết bị nhiệt ngày phát triển yêu cầu dụng cụ phương pháp đo lường phải thích hợp Mặt khác muốn tự động hóa q trình sản xuất trước hết cần đảm bảo khâu đo lường nhiệt Do yêu cầu cán kỹ thuật cần nắm nguyên lý, thành thạo lựa chọn sử dụng dụng cụ đo phương pháp đo, có khả nhận biết nguyên nhân sai số biết cách khử nguyên nhân phục vụ tốt cho vận hành bảo trì sửa chữa thiết bị hệ thống Bài Những khái niệm đo lường Mục tiêu: - Trình bày số khái niệm đo lường - Trình bày định nghĩa, phân loại phép đo - Đọc hiểu được, chuyển đổi tham số đặc trưng cho phẩm chất, sai số dụng cụ đo - Cẩn thận, xác, khoa học Nội dung chính: 1.1 Định nghĩa phân loại phép đo 1.1.1 Định nghĩa đo lường Đo lường hành động cụ thể thực cơng cụ đo lường để tìm trị số đại lượng chưa biết biểu thị đơn vị đo lường Kết đo lường giá trị số đại lượng cần đo AX tỷ số đại lượng cần đo X đơn vị đo Xo AX * Ví dụ: Ta đo X X AX X o Xo U = 50 V xem U = 50 u 50 – kết đo lường đại lượng bị đo u – lượng đơn vị Mục đích đo lường: lượng chưa biết mà ta cần xác định Đối tượng đo lường: lượng trực tiếp bị đo dùng để tính tốn tìm lượng chưa biết * Ví dụ: S = a.b mục đích m2 cịn đối tượng m 1.1.2 Phân loại đo lường Dựa theo cách nhận kết đo lường người ta chia làm loại đo trực tiếp, đo gián tiếp đo tổng hợp a Đo trực tiếp Là đem lượng cần đo so sánh với lượng đơn vị dụng cụ đo hay đồng hồ chia độ theo đơn vị đo Mục đích đo lường đối tượng đo lường thống với Các phép đo trực tiếp: - Phép đọc trực tiếp: đo chiều dài mét, đo dòng điện ampe mét, đo điện áp vôn mét, đo nhiệt độ nhiệt kế… - Phép không: đem lượng chưa biết cân với lượng đo biết có cân đồng hồ khơng * Ví dụ: cân, đo điện áp - Phép trùng hợp: theo nguyên tắc thước cặp để xác định lượng chưa biết - Phép thay thế: lần lượt thay đại lượng cần đo đại lượng biết * Ví dụ: Tìm R chưa biết nhờ thay điện trở hộp R biết mà giữ nguyên I U - Phép cầu sai: dùng đại lượng gần để suy đại lượng cần tìm (thường để hiệu chỉnh dụng cụ đo độ dài) b Đo gián tiếp Lượng cần đo xác định tính tốn theo quan hệ hàm biết lượng bị đo trực tiếp có liên quan (trong nhiều trường hợp dùng loại đơn giản so với đo trực tiếp, đo gián tiếp thường mắc sai số tổng hợp sai số phép đo trực tiếp) * Ví dụ : đo diện tích, đo cơng suất c Đo tổng hợp Tiến hành đo nhiều lần điều kiện khác để xác định hệ phương trình biểu thị quan hệ đại lượng chưa biết đại lượng bị đo trực tiếp, từ tìm lượng chưa biết * Ví dụ: biết qui luật giản nở dài ảnh hưởng nhiệt độ là: L = L0(1+αt + βt2) Muốn tìm hệ số α, β chiều dài vật 00c L0 ta đo trực tiếp chiều dài nhiệt độ t Lt, tiến hành đo lần nhiệt độ khác ta có hệ phương trình từ xác định lượng chưa biết tính tốn 1.2 Những tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo 1.2.1 Lý thuyết tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật với khơng ngừng hồn thiện kỹ thuật đo lường, dụng cụ đo giữ vai trị lớn phát triển Vì dụng cụ đo cần phải đảm bảo có độ xác lớn, tuổi thọ cao, sử dụng đơn giản có khả đo nhiều đại lượng lường khác Để đánh giá phẩm chất dụng cụ đo người ta dựa vào tham số đặc trưng như: sai số, cấp xác, độ nhạy, hạn khơng nhạy 1.2.2 Những tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo a Sai số cấp xác dụng cụ đo Trên thực tế khơng thể có đồng hồ đo lý tưởng cho số đo trị số thật tham số cần đo Đó ngun tắc đo lường kết cấu đồng hồ khơng thể tuyệt đối hồn thiện Gọi giá trị đo là: Còn giá trị thực là: Ađ At Sai số tuyệt đối: độ sai lệch thực tế δ = Ađ - At Các loại sai số định tính: Trong sử dụng đồng hồ người ta thường để ý đến loại sai số sau + Sai số cho phép: sai số lớn cho phép vạch chia đồng hồ (với quy định đồng hồ vạch tính chất kỹ thuật) để giữ cấp xác đồng hồ + Sai số bản: sai số lớn thân đồng hồ đồng hồ làm việc bình thường, loại cấu tạo đồng hồ + Sai số phụ: điều kiện khách quan gây nên Trong cơng thức tính sai số ta dựa vào sai số sai số phụ khơng tính đến phép đo b Độ nhạy S Với: X A X: độ chuyển động kim thị (m, độ…) A: độ thay đổi giá trị bị đo *Ví dụ: S 1,5mm / o C - Tăng độ nhạy cách tăng hệ số khuếch đại - Giá trị chia độ 1/s = C: gọi số dụng cụ đo c Biến sai Là độ lệch lớn sai số đo nhiều lần tham số cần đo điều kiện đo lường Adm And max - Tiến hành đo lưu lượng kho lạnh máy sấy nhiều vị trí khác thiết bị đo lưu lượng khí - Quan sát bảng điện tử thị: số dụng cụ đo tăng nhanh dừng hẳn d Tổng hợp xử lý kết đo - Tiến ghi lại kết đo nhiều vị trí khác kho lạnh máy sấy - Lấy trung bình kết đo sau so sánh với giá trị cần đạt kho lạnh máy sấy xem phù hợp hay chưa - Thông qua kết đo dựng mối quan hệ lưu lượng thơng số máy e Đóng máy, thực vệ sinh công nghiệp Sau lấy số liệu cần đo tiến hành ngắt máy vệ sinh kho lạnh máy sấy, đặt thiết bị đo vào hộp cất vào vị trí theo quy định * Bài tập thực hành học sinh, sinh viên: Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư Chia nhóm: Mỗi nhóm từ – SV thực hành thiết bị đo với kho lạnh máy sấy Sau luân chuyển nhóm sinh viên với để đo với nhiều kho lạnh máy sấy khác Thực qui trình tổng quát cụ thể * Yêu cầu đánh giá kết học tập: Mục tiêu Kiến thức Kỹ Thái độ Nội dung - Trình bày cấu tạo sơ đồ nguyên lý thiết bị đo - Trình bày nguyên lý làm việc thiết bị đo cụ thể - Vận hành mơ hình lạnh máy sấy qui trình đảm bảo an toàn điện lạnh - Thực hành thao tác đo loại thiết bị đo ẩm khác nhau, đọc kết giá trị đo Điểm 4 - Cẩn thận, lắng nghe, ghi chép, từ tốn, thực tốt vệ sinh công nghiệp Tổng 10 100 * Ghi nhớ: Phân tích nhiệm vụ phận tứng thiết bị đo lưu lượng cụ thể; Phạm vi ứng dụng thiết bị Phân biệt cách thức đo cụ thể thiết bị đo lưu lượng khác 101 Bài Đo độ ẩm Mục tiêu: - Trình bày mục đích phương pháp đo độ ẩm - Trình bày khái niệm, tính chất nước khơng khí ẩm - Phân biệt cấu tạo, ngun lý hoạt động, phân loại dụng cụ đo độ ẩm - Lựa chọn, kết nối dụng cụ đo - Điều chỉnh dụng cụ đo - Đo kiểm độ ẩm - Ghi, chép kết đo - Đánh giá, so sánh kết đo - Cẩn thận, xác, an tồn - u nghề, ham học hỏi Nội dung chính: 6.1 Khái niệm - phân loại dụng cụ đo độ ẩm 6.1.1 Các khái niệm Độ ẩm Là đại lượng đặc trưng cho lượng nước tồn không khí Độ ẩm biểu diễn dạng độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tương đối + Độ ẩm tuyệt đối khối lượng nước có m3 khơng khí + Độ ẩm tương đối tỷ số phần trăm lượng nước có m3 khơng khí so với lượng nước cực đại hịa tan m3 khơng khí có nhiệt độ Trong đó: Gh 100(%) Gmax Gh – khối lượng nước hòa tan m3 khơng khí Gmax – lượng nước cực đại hịa tan m3 khơng khí có nhiệt độ Từ phương trình trạng thái chất khí: P.V = G.R.T 102 V Rh T V Rh T Ta có: G h Ph Trong đó: P – áp suất V – thể tích T – nhiệt độ chất khí R – hệ số vạn chất khí G – khối lượng Gmax Pmax khí Các ký hiệu có số h nước Như ta có: V Rh T P 100(%) h 100(%) V Pmax Pmax Rh T Ph Khi = 100% khơng khí bão hịa nước, nghĩa nước khơng thể bốc tiếp vào khơng khí Nếu nhiệt độ khơng khí tk < 100 oC tăng nhiệt độ lên, khả hịa tan nước vào khơng khí tăng lên (Pmax tăng) Như tk < 100 oC tăng nhiệt độ chuyển trạng thái khơng khí bão hịa nước sang khơng bão hịa Ngược lại giảm nhiệt độ chuyển trạng thái khơng bão hịa nước sang trạng thái bão hòa nước + Phương pháp bốc ẩm 6.1.2 Phân loại dụng cụ đo độ ẩm a Ẩm kế dây tóc Ẩm kế dây tóc ẩm kế làm việc theo nguyên lý: Khi độ ẩm mơi trường thay đổi chiều dài dây tóc thay đổi Hình 6.1 Ẩm kế dây tóc 1- dây tóc (30 ÷ 50) mm với đường kính 0,05 mm ; – dây kéo ; – lị xo ; – kim tím ; – gương ; – kim ; – điều chỉnh ; – bảng điều khiển 103 b Ẩm kế ngưng tụ Để đo độ ẩm môi chất nhiệt độ cao người ta phải sử dụng ẩm kế làm việc nguyên tắc đo nhiệt độ điểm đọng sương Hình 6.2 Cấu tạo ẩm kế ngưng tụ Nguyên lý hoạt động: Ống trụ tròn (1) mà mặt ngồi gia cơng nhẵn bóng đóng vai trị mặt gương tiếp xúc với mơi chất cần xác định độ ẩm Phía hình trụ cho chất lỏng làm lạnh liên tục chảy qua với nhiệt độ điều chỉnh đốt nóng điện (2) Để trì nhiệt độ dịch thể làm lạnh người ta dùng rơ le điện từ (3) tế bào quang điện (F) Tế bào quang điện (F) nhận tia sáng bóng đèn (4) qua phản xạ gương Khi nhiệt độ vách trụ hay nhiệt độ mặt gương nhiệt độ đọng sương mặt gương xuất sương mù Chính sương mù đọng lại mặt gương làm giảm dòng ánh sáng phản xạ đến tế bào quang điện (F) Kết rơ le điện từ (3) tác động ngắt dòng điện vào đốt nóng (2) Căn vào nhiệt độ đọng sương người ta xác định độ ẩm môi chất c Ẩm kế điện ly Hình 6.3 Ẩm kế điện ly Loại dùng để đo lượng nước nhỏ khơng khí chất khí Phần tử nhạy ẩm kế đoạn ống dài khoảng 10 cm Trong ống hai điện cực platin rodi, chúng lớp P2O5 Khi chất khí nghiên cứu chạy qua ống đo nước bị lớp P2O5 hấp thụ hình thành H2PO3 Đặt điện áp chiều cỡ 70V hai điện cực gây tượng điện phân nước giải phóng O2, H2 tái sinh P2O5 104 Dòng điện điện phân I = k.Cv, tỉ lệ với nồng độ nước Cv k 96500 Qc , Qc lưu lượng khí qua đầu đo (m3/s) 9.10 d Ẩm kế tụ điện polyme Ẩm kế tụ điện sử dụng điện mơi màng mỏng polyme có khả hấp thụ phân tử nước Hằng số điện môi ε lớp polyme thay đổi theo độ ẩm, điện dung tụ điện polyme phụ thuộc vào ε, tức phụ thuộc vào độ ẩm: C o A L ε – số điện môi màng polyme εo – số điện môi chân khơng A – điện tích cực L – chiều dày màng polyme Vì phân tử nước có cực tính cao, hàm lượng ẩm nhỏ dẫn tới thay đổi điện dung nhiều Hằng số điện môi tương đối nước 80 vật liệu polyme có số điện mơi từ đến ẩm kế tụ điện polyme phủ điện cực thứ tantan, sau lớp Cr dày 100 Ao đến 1000 Ao phủ tiếp lên polyme phương pháp bay chân khơng Hình 6.4 Ẩm kế polyme 105 Các thông số chủ yếu ẩm kế tụ điện polyme là: - Phạm vi đo từ đến 100% - Dải nhiệt độ - 40 đến 100oC - Độ xác ± 2% đến ± 3% - Thời gian hồi đáp vài giây - Ít chịu ảnh hưởng nhiệt độ, phần tử nhạy nhúng vào nước mà không bị hư hỏng 6.2 Đo độ ẩm phương pháp điểm ngưng tụ 6.2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo độ ẩm phương pháp điểm ngưng tụ Dựa vào tính chất chuyển trạng thái khơng khí từ khơng bão hịa nước sang bão hòa nước giảm nhiệt độ Trước hết đo nhiệt độ khơng khí dựa vào giá trị nhiệt độ xác định áp suất nước bão hịa khí Pmax Giảm nhiệt độ khơng khí chuyển từ trạng thái khơng bão hịa sang trạng thái bão hịa nước đo nhiệt độ trạng thái Nhiệt độ gọi nhiệt độ điểm sương Để phát thời khắc đặt gương để quan sát, mặt gương có phủ mờ bụi nước điểm sương Dựa vào điểm sương để xác định phân áp suất nước bão hịa Pđs Đây áp suất nước khơng khí Độ ẩm tương đối xác định theo công thức: Pđs 100(%) Pmax Như phương pháp điểm sương đo độ ẩm tuyệt đối tương đối 6.2.2 Điều chỉnh dụng cụ đo Những dụng cụ đo độ ẩm thường dựa vào kết đo số đại lượng khác nhiệt độ, áp suất, khối lượng, thay đổi học điện chất độ ẩm hấp thụ Bằng cách hiệu chuẩn tính tốn, đại lượng đo dùng để tính độ ẩm Các thiết bị điện tử đại sử dụng nhiệt độ ngưng tụ (gọi điểm sương) thay đổi điện dung điện trở để đo thay đổi độ ẩm 6.2.3 Đo độ ẩm phương pháp điểm ngưng tụ Đặt ẩm kế vào môi trường cần đo độ ẩm 6.2.4 Ghi chép, đánh giá kết đo Giá trị hiển thị kim đồng hồ 106 6.3 Đo độ ẩm phương pháp điện trở 6.3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo độ ẩm phương pháp điện trở Các vật liệu cách điện thay đổi độ ẩm thay đổi khả cách điện Đo điện trở vật liệu cách điện xác định độ ẩm nó, mà độ ẩm vật liệu lại trực tiếp phụ thuộc vào độ ẩm mơi trường khơng khí bao quanh Một vật liệu cách điện sử dụng làm cảm biến đo độ ẩm phải tuân thủ yêu cầu độ nhạy, tính quán tính nhạy cảm với thay đổi độ ẩm môi trường xung quanh 6.3.2 Điều chỉnh dụng cụ đo Ẩm kế điện trở sử dụng phần đế có kích thước nhỏ (vài mm2) phủ chất hút ẩm gắn hai điện cực kim loại khơng bị ăn mịn khơng bị oxy hóa Giá trị điện trở đo hai điện cực phụ thuộc vào hàm lượng nước (tỉ số khối lượng nước hấp thụ với khối lượng chất khô) vào nhiệt độ chất hút ẩm Hàm lượng nước phụ thuộc vào độ ẩm tương đối khí nhiệt độ Cảm biến ẩm kế điện trở sử dụng dải đo từ 5% đến 95% RH, với sai số ±2–5% Dải nhiệt độ hoạt động ẩm kế điện trở từ −10 °C đến 60 °C, thời gian hồi đáp khoảng 10 giây.[46] Ẩm kế điện trở bị ảnh hưởng nhiễm mơi trường đo thường dùng ngành cơng nghệ 6.3.3 Đo độ ẩm phương pháp điện trở Đặt ẩm kế điện trở vào môi trường cần đo 6.3.4 Ghi chép, đánh giá kết đo Giá trị hiển thị kim đồng hồ 6.4 Đo độ ẩm phương pháp điện dung 6.4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo độ ẩm phương pháp điện dung Ẩm kế biến thiên trở kháng loại cảm biến mà phần tử nhạy chất hút ẩm Các loại ẩm kế hoạt động dựa tính chất điện (như điện trở, điện dung) cảm biến phụ thuộc vào độ ẩm môi trường Khi độ ẩm môi trường thay đổi làm trở kháng cảm biến thay đổi theo (nên gọi ẩm kế biến thiên trở kháng) Các phần tử nhạy có kích thước nhỏ để giảm thời gian hồi đáp cảm biến Các chất hút ẩm có khả hút nước phụ thuộc vào độ ẩm tương đối khơng khí Đầu đo độ ẩm có đặc tính điện hàm số lượng nước hấp thụ, hàm phải ổn định theo thời gian, có tính chất thuận nghịch tuyến tính Ẩm kế biến thiên trở kháng chia thành ba nhóm chính: ẩm kế điện trở, ẩm kế tụ điện điện môi polyme, ẩm kế tụ điện điện môi nhôm oxit Al2O3 107 6.4.2 Điều chỉnh dụng cụ đo Ẩm kế điện dung điều chỉnh 6.4.3 Đo độ ẩm phương pháp điện trở Đặt ẩm kế điện trở vào môi trường cần đo 6.4.4 Ghi chép, đánh giá kết đo Giá trị hiển thị kim đồng hồ 6.5 Đo độ ẩm phương pháp nhiệt kế khô - ướt 6.5.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo độ ẩm phương pháp nhiệt kế khô - ướt Tốc độ bốc nước vật ẩm phụ thuộc vào độ ẩm khơng khí Khi độ ẩm tăng tốc độ bốc ẩm giảm độ ẩm đạt 100% q trình bốc ẩm hầu khơng xảy Để đo độ ẩm phương pháp người ta sử dụng nhiệt kế: nhiệt kế bình thường dùng để đo nhiệt độ khơng khí gọi nhiệt kế khơ có nhiệt độ tk nhiệt kế có bầu dịch bọc lớp bơng luôn ẩm, ẩm bốc lấy nhiệt thân nhiệt kế nên nhiệt độ giảm xuống có giá trị ta gọi nhiệt độ nhiệt kế ẩm Độ ẩm khơng khí xác định: Trong đó: Pa A.P(t k t a ) Pk Pa – áp suất nước bão hịa khơng khí có nhiệt độ ta Pk – áp suất nước bão hịa khơng khí có nhiệt độ tk P – áp suất môi trường đo A – số phụ thuộc vào cấu tạo ẩm kế, tốc độ khơng khí bao quanh nhiệt kế ẩm áp suất môi trường đo Phương pháp đo độ ẩm tương đối 6.5.2 Điều chỉnh dụng cụ đo Ẩm kế khơ–ướt hay cịn gọi ẩm kế bốc ẩm dùng để đo độ ẩm tương đối khơng khí Ẩm kế khơ–ướt có thiết kế gồm hai nhiệt kế: nhiệt kế bầu khô (dry-bulb thermometer) nhiệt kế bầu ướt (wet-bulb thermometer) Trên đầu đo nhiệt kế bầu ướt có bọc lớp vải thấm nước để giữ ẩm Nhiệt kế bầu khô (tk) nhiệt độ không khí nhiệt kế bầu ướt (ta) nhiệt độ bay nước trạng thái bão hòa Ở nhiệt độ cao điểm đông nước, nước bay nhờ ẩn nhiệt hóa hơi, làm giảm nhiệt độ, nhiệt kế 108 bầu ướt nhiệt độ thấp nhiệt kế bầu khơ Khi hai đầu đo có chênh lệch nhiệt độ (Δt= tk−ta) Nếu khơng khí khơ nước bốc mạnh, nhiệt độ đầu đo nhiệt kế ướt giảm Dựa vào chênh lệch nhiệt độ hai đầu nhiệt kế xác định độ ẩm tương đối khơng khí 6.5.3 Đo độ ẩm phương pháp ẩm kế khô - ướt Độ ẩm tương đối xác định đồ thị trạng thái khơng khí ẩm hay cịn gọi đồ thị độ ẩm (humidity chart psychrometric chart) Có hai loại đồ thị độ ẩm phổ biến: đồ thị d-t đồ thị I-d Đồ thị d-t biết đến với tên đồ thị Grosvenor (Grosvenor chart) theo tên hai kỹ sư thiết lập nên đồ thị đầu tiên Đồ thị d-t biểu thị mối quan hệ đại lượng độ chứa (d), nhiệt độ (t), entanpy khơng khí ẩm (I), độ ẩm tương đối (RH φ), thể tích riêng (v), hệ số nhiệt (SHR Đồ thị I-d thường nhắc đến tiếng Anh Mollier-Ramzin chart đặt theo tên hai kỹ sư Mollier (người Đức) Ramzin (người Nga) thiết lập nên đồ thị lần đầu tiên Đồ thị I-d biểu thị mối quan hệ đại lượng entanpy (I), độ chứa (d), nhiệt độ (t), độ ẩm tương đối (RH φ), áp suất nước riêng phần (ph) khơng khí ẩm Áp suất nước riêng phần mẫu khí áp suất bão hòa ứng với điểm sương quan sát khí ẩm kế có áp suất với khí thời điểm lấy mẫu 6.5.4 Ghi chép, đánh giá kết đo Giá trị hiển thị kim đồng hồ ẩm kế * Các bước cách thức thực công việc: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, VẬT TƯ: (Tính cho ca thực hành gồm 20 HSSV) TT Loại trang thiết bị Số lượng Các thiết bị đo độ ẩm loại 10 chiếc/loại Bộ đồ nghề điện lạnh chuyên dụng 10 Ampe kìm 10 V.O.M 10 Mơ hình kho lạnh, mơ hình máy sấy 10 Xưởng thực hành QUI TRÌNH THỰC HIỆN: 2.1 Qui trình tổng qt: 109 Tên STT bước cơng việc Thiết bị, dụng cụ, vật tư Tiêu chuẩn thực công việc Lỗi thường gặp, cách khắc phục Vận hành - Mơ hình kho lạnh - Phải thực - Không thực kho lạnh, - Máy sấy hiện qui máy sấy qui trình trình, qui định - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ thể cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; Chuẩn bị - Mơ hình kho lạnh - Phải thực - Không thực dụng - Máy sấy hiện qui cụ, thiết bị qui trình trình, qui định - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng đo độ ẩm cụ thể cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; Tiến hành đo độ ẩm, vị trí đo, vị trí đặt đầu dị thiết bị đo - Mơ hình kho lạnh - Phải thực - Tiến hành đo không qui - Máy sấy qui trình trình, qui định - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ thể cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại kết Tổng hợp - Mơ hình kho lạnh - Phải thực - Đọc ghi xử lý - Máy sấy sai kết đo kết đo qui trình - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ thể cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại kết Đóng máy, thực vệ sinh cơng nghiệp - Mơ hình kho lạnh - Phải thực - Không dừng máy theo - Máy sấy qui trình quy trình - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ thể cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại kết 110 2.2 Qui trình cụ thể: a Vận hành kho lạnh máy sấy: Kiểm tra thiết bị kho lạnh máy sấy: - Kiểm tra phần tử thiết bị - Kiểm tra phần điện kho lạnh, máy sấy xem có bị hư hỏng, đứt dây, hở dây hay không b Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ đo độ ẩm: Hình Các thiết bị dùng để đo độ ẩm Hình dụng cụ đo dựa mối quan hệ độ ẩm 111 - Dụng cụ đo độ ẩm điện tử dụng cụ đo độ ẩm có đầu cảm biến: + Lắp ráp hoàn thiện dụng cụ đo độ ẩm + Khởi động dụng cụ đo để kiểm tra hoạt động thiết bị cịn hoạt động hay khơng + Đo thử thơng số độ ẩm phịng để kiểm tra thiết bị + Điều chỉnh độ nhạy thiết bị c Tiến hành đo độ ẩm, vị trí đo, vị trí đặt đầu dị thiết bị đo - Sau khởi động kho lạnh, máy sấy chạy ổn định tiến hành đưa thiết bị dụng cụ đo vào vị trí cần đo - Tiến hành đo độ ẩm kho lạnh máy sấy nhiều vị trí khác - Tại nơi mà không đưa thiết bị dụng cụ vào sử dụng dụng cụ đo độ ẩm có đầu đo cảm biến - Quan sát bảng điện tử thị: số dụng cụ đo tăng nhanh dừng hẳn - Nếu thông số bảng đồng hồ mà lớn giá trị ban đầu thiết bị nơi có độ ẩm lớn độ ẩm phịng - Nếu thơng số bảng đồng hồ mà nhỏ giá trị ban đầu thiết bị nơi có độ ẩm nhỏ độ ẩm phòng d Tổng hợp xử lý kết đo - Tiến ghi lại kết đo nhiều vị trí khác kho lạnh máy sấy - Lấy trung bình kết đo sau so sánh với giá trị cần đạt kho lạnh máy sấy xem phù hợp hay chưa - Thông qua kết đo dựng mối quan hệ nhiệt độ độ ẩm e Đóng máy, thực vệ sinh công nghiệp Sau lấy số liệu cần đo tiến hành ngắt máy vệ sinh kho lạnh máy sấy, đặt thiết bị đo vào hộp cất vào vị trí theo quy định * Bài tập thực hành học sinh, sinh viên: Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư Chia nhóm: Mỗi nhóm từ – SV thực hành thiết bị đo với kho lạnh máy sấy Sau luân chuyển nhóm sinh viên với để đo với nhiều kho lạnh máy sấy khác 112 Thực qui trình tổng quát cụ thể * Yêu cầu đánh giá kết học tập: Mục tiêu Kiến thức Kỹ Thái độ Nội dung - Trình bày cấu tạo sơ đồ nguyên lý thiết bị đo - Trình bày nguyên lý làm việc thiết bị đo cụ thể - Vận hành mơ hình lạnh máy sấy qui trình đảm bảo an tồn điện lạnh - Thực hành thao tác đo loại thiết bị đo ẩm khác nhau, đọc kết giá trị đo Điểm 4 - Cẩn thận, lắng nghe, ghi chép, từ tốn, thực tốt vệ sinh công nghiệp Tổng 10 * Ghi nhớ: Phân tích nhiệm vụ phận tứng thiết bị đo độ ẩm cụ thể; Phạm vi ứng dụng thiết bị Phân biệt cách thức đo cụ thể thiết bị đo độ ẩm khác 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Nguyễn Văn Tài – Thực Hành Lạnh Cơ Bản – NXBGD - 2010 2- Nguyễn Đức Lợi – Tủ lạnh, Tủ Đá, Tủ Kem – NXBKHKT - 2001 3- Nguyễn Đức Lợi – Đo Lường Tự Động Hóa Hệ Thống Lạnh – NXBKHKT – 2001 4- Hoàng Dương Hùng – Đo lường Nhiệt – NXBKHKT-2007 114 ... đo sai nguyên tắc - Thao tác không đo - Dụng cụ đo hỏng -Mơ hình máy điều hịa khơng khí -Nắm ngun tắc * Cần nghiêm túc thực qui -Mơ hình tủ lạnh đo dịng điện -Mơ hình kho lạnh -Thao tác đo trình, ... -Dây nguồn 220V – 50Hz, dây điện, băng cách điện, - Thao tác đo Đo điện trở -Mơ hình máy -Nắm ngun khơng điều hịa khơng tắc đo điện áp - Dụng cụ đo động khí -Thao tác đo hỏng thiết bị điện -Mơ... niệm đo lường Phân loại Trình bày phương pháp đo 14 Bài Đo lường điện Mục tiêu: - Phân tích mục đích phương pháp đo số đại lượng điện - Phân loại dụng cụ đo lường điện - Điều chỉnh dụng cụ đo - Đo