Giáo trình Đo lường điện lạnh (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Cao đẳng)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƢỜNG ĐIỆN LẠNH NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 979/QĐ-CĐVX-ĐT ngày 12 tháng 12 năm 2019 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xơ Ninh Bình, năm 2019 TUN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Cùng với cơng đổi cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ Việt Nam Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, cơng nghiệp, điều hịa nhiệt độ trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Các hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí phục vụ đời sống sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ kinh tế, đời sống lên Giáo trình “Đo lường điện lạnh‟‟ biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ đáp ứng cho hệ Cao đẳng trung cấp Nội dung giáo trình cung cấp kiến thức cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp sử dụng dụng cụ đo điện áp, dòng điện, đo điện trở, đo áp suất, đo lưu lượng, đo độ ẩm, đo nhiệt độ Hình thành rèn luyện kỹ sử dụng dụng cụ đo cho an tồn, đọc số đo xác Cấu trúc giáo trình gồm thời gian 60 qui chuẩn Chắc chắn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình chỉnh sửa ngày hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn! Ninh Bình, ngày tháng năm Tham gia biên soạn Chủ biên: Kỹ sư Vũ Thanh Tùng Th.s Phạm Thành Nhơn Kỹ sư Hoàng Thị Hoài Thu MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƢỜNG ĐIỆN LẠNH CHƢƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƢỜNG Mã chƣơng: MĐ21.01 Định nghĩa phân loại phép đo 1.1 Định nghĩa đo lƣờng 1.2 Phân loại đo lƣờng Những tham số đặc trƣng cho phẩm chất dụng cụ đo 10 2.1 Sai số cấp xác dụng cụ đo 10 2.2 Độ nhạy 11 2.3 Biến sai 11 2.4 Hạn nhạy 11 Các sai số đo lƣờng 11 3.1 Sai số chủ quan 11 3.2 Sai số hệ thống 11 3.3 Sai số ngẫu nhiên 12 3.4 Sai số động 12 CHƢƠNG 2: ĐO LƢỜNG ĐIỆN 15 1.Khái niệm cấu đo điện thông dụng 15 1.1 Khái niệm chung 15 1.2 Các cấu đo điện thông dụng 15 Đo dòng điện 19 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo dòng điện 19 2.2 Phƣơng pháp đo dòng điện 20 Đo điện áp 23 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo điện áp 23 3.2 Phƣơng pháp đo điện áp 23 Đo công suất: 27 4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo công suất: 27 4.2 Phƣơng pháp đo công suất 27 Đo điện trở 30 5.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo điện trở 30 5.2 Phƣơng pháp đo điện trở 30 CHƢƠNG : ĐO NHIỆT ĐỘ 33 Khái niệm phân loại dụng cụ đo nhiệt độ 33 1.1 Khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt độ 33 1.2 Phân loại dụng cụ đo nhiệt độ 34 Đo nhiệt độ nhiệt kế dãn nở : 34 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo nhiệt độ nhiệt kế giãn 34 2.2 Phƣơng pháp đo nhiệt độ nhiệt kế dãn nở 36 Đo nhiệt độ nhiệt kế kiểu áp kế 39 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 39 3.1.3 Điều chỉnh dụng cụ đo 39 3.2 Phƣơng pháp đo nhiệt độ nhiệt áp kế 40 3.2.1 Nhiệt áp kế chất lỏng 40 3.2.2 Nhiệt áp kế chất khí 40 3.2.3 Nhiệt áp kế bão hoà 40 Đo nhiệt độ cặp nhiệt 43 4.1 Hiệu ứng nhiệt điện nguyên lý đo nhiệt độ cặp nhiệt 43 4.2 Các phƣơng pháp nối cặp nhiệt 43 4.3 Phƣơng pháp bù nhiệt độ đầu tự cặp nhiệt 44 4.4 Vật liệu dùng chế tạo cặp nhiệt cặp nhiệt thƣờng dùng 45 4.5 Cấu tạo cặp nhiệt 46 4.6 Đồng hồ thứ cấp dùng với cặp nhiệt 46 Đo nhiệt độ nhiệt kế điện trở 51 5.1 Vật liệu dùng chế tạo nhiệt kế điện trở 51 5.2 Các nhiệt kế điện trở thƣờng dùng 51 5.3 Phƣơng pháp đo 52 CHƢƠNG 4: ĐO ÁP SUẤT 55 Khái niệm – phân loại dụng cụ đo áp suất: 55 1.1 Áp suất thang đo áp suất 55 1.2 Phân loại dụng cụ đo áp suất 55 Đo áp suất áp kế chất lỏng 56 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 56 2.2 Đo áp suất áp kế cột chất lỏng - ống thủy tinh 58 2.3 Áp kế phao 58 Đo áp suất áp kế đàn hồi 59 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 59 3.2 Phƣơng pháp đo áp suất áp kế màng đàn hồi 61 CHƢƠNG 5: ĐO LƢU LƢỢNG 65 Khái niệm - phân loại dụng cụ đo lƣu lƣợng 65 1.1 Khái niệm 65 1.2 Phân loại 65 Đo lƣu lƣợng công tơ đo lƣợng chất lỏng 66 2.1 Đồng hồ nƣớc 66 2.2 Đồng hồ đo tốc độ 67 Đo lƣu lƣợng theo áp suất động dòng chảy 67 3.1 Ống pitô 67 3.2 Ống Venturi 68 Đo lƣu lƣợng phƣơng pháp tiết lƣu 69 4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 69 4.2 Đo lƣu lƣợng phƣơng pháp tiết lƣu 70 CHƢƠNG 6: ĐO ĐỘ ẨM 74 Khái niệm phƣơng pháp đo độ ẩm 74 1.1 Khái niệm 74 1.2 Các phƣơng pháp đo độ ẩm 75 Các dụng cụ đo độ ẩm 76 2.1 Ẩm kế dây tóc 76 2.2 Ẩm kế ngƣng tụ 76 2.3 Ẩm kế điện ly 77 2.4 Ẩm kế khô ƣớt 77 2.5 Ẩm kế tụ điện polymer 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƢỜNG ĐIỆN LẠNH Mã mô đun: MĐ21 Thời gian thực mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 23 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 31 giờ, Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun bố trí sau học xong mơn học sở - Tính chất: Là mơ đun chun mơn II Mục tiêu - 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 - Về kỹ năng: + Sử dụng thành thạo dụng cụ đo cho phù hợp với cơng việc: Chọn độ xác dụng cụ đo, thang đo sử lý kết đo; - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cân thận, tỉ mỉ, xác + Đảm bảo an tồn III Nội dung mơn học Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Số Thực hành, thí Tên chƣơng/mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, thảo số thuyết tra luận, tập Chƣơng I: Những khái niệm 3 đo lƣờng Định nghĩa phân loại 1 1.1 Định nghĩa đo lường 1.2 Phân loại đo lường Những tham số đặc trưng 1 cho phẩm chất dụng cụ đo 2.1 Sai số cấp xác 2.2 Độ nhạy 2.3 Biến sai 2.4 Hạn nhạy Các sai số đo lường 1 3.1 Sai số chủ quan 3.2 Sai số hệ thống 3.3 Sai số ngẫu nhiên 3.4 Sai số động Chƣơng II: Đo lƣờng điện 19 11 Khái niệm cấu đo 1 điện thông dụng 1.1 Khái niệm chung 1.2 Các cấu đo điện thơng dụng Đo dịng điện 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo dòng điện 2.2 Phương pháp đo dòng điện Đo điện áp 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo điện áp 3.2 Phương pháp đo điện áp Đo công suất 4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo công suất 4.2 Phương pháp đo công suất Đo điện trở 5.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo điện trở 5.2 Phương pháp đo điện trở Kiểm tra Chƣơng III Đo nhiệt độ Khái niệm phân loại dụng cụ đo nhiệt độ 1.1 Khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt độ 1.2 Phân loại dụng cụ đo nhiệt độ Đo nhiệt độ nhiệt kế dãn nở 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 2.2 Phương pháp nhiệt độ nhiệt kế dãn nở Đo nhiệt độ nhiệt kế kiểu áp kế 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 3.3 Phương pháp đo nhiệt độ nhiệt áp kế Đo nhiệt độ cặp nhiệt 4.1 Hiệu ứng nhiệt điện 4 3 16 3 5 nguyên lý đo nhiệt độ cặp nhiệt 4.2 Các phương pháp nối cặp nhiệt 4.3 Các phương pháp bù nhiệt độ đầu tự cặp nhiệt 4.4 Vật liệu dùng chế tạo cặp nhiệt cặp nhiệt thường dùng 4.5 Cấu tạo cặp nhiệt 4.6 Đồng hồ thứ cấp dùng với cặp nhiệt 4.7 Phương pháp đo Đo nhiệt độ nhiệt kế điện trở 5.1 Vật liệu dùng chế tạo nhiệt kế điện trở 5.2 Các nhiệt kế điện trở thường dùng cấu tạo 5.3 Phương pháp đo Kiểm tra Chƣơng IV Đo áp suất Khái niệm, phân loại dụng cụ đo áp suất 1.1 Khái niệm áp suất thang đo áp suất 1.2 Phân loại dụng cụ đo áp suất Đo áp suất áp kế chất lỏng 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 2.2 Đo áp suất áp kế cột chất lỏng - ống thủy tinh 2.3 Đo áp suất áp kế phao Đo áp suất áp kế đàn hồi 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 3.2 Phương pháp đo áp suất áp kế đàn hồi Kiểm tra Chƣơng V Đo lƣu lƣợng 3 1 1 Khái niệm phân loại dụng cụ đo lưu lượng 1.1 Khái niệm 1.2 Phân loại Đo lưu lượng công tơ đo lượng chất lỏng 2.1 Đồng hồ nước 2.2 Đồng hồ đo tốc độ Đo lưu lượng theo áp suất động dòng chảy 3.1 Ống pito 3.2 Ống Venturi Đo lưu lượng phương pháp tiết lưu 4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 4.2 Đo lưu lượng phương pháp tiết lưu Kiểm tra Chƣơng VI Đo độ ẩm Khái niệm phương pháp đo độ ẩm 1.1 Các khái niệm 1.2 Các phương pháp đo độ ẩm Các dụng cụ đo độ ẩm 2.1 Ẩm kế dây tóc 2.2 Ẩm kế ngưng tụ 2.3 Ẩm kế điện ly 2.4 Ẩm kế khô ướt 2.5 Ẩm kế tụ điện polyme Kiểm tra Cộng 1 1 0.5 1.5 0.5 0.5 60 23 31 1 CHƢƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƢỜNG Mã chƣơng: MĐ21.01 Giới thiệu: Trong kỹ thuật đo lường vấn đế quan trọng tính xác kết đo Do muốn kết đo xác người thực đo lường cần phải nắm vững phương pháp đo, sử dụng thành thạo thiết bị đo, nắm tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo, từ biết cách khử nguyên nhân sai số đảm bảo kết đo xác nhất, phục vụ tốt cho trình vận hành, bảo trì, sửa chữa thiết bị hệ thống 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: Định nghĩa phân loại phép đo 1.1 Định nghĩa đo lƣờng 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  X  X  AX X o Xo * Ví dụ: Ta đo 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 đối tượng m 1.2 Phân loại đo lƣờng Dựa theo cách nhận kết đo lường người ta chia làm loại đo trực tiếp, đo gián tiếp đo tổng hợp 1.2.1 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… Khi đo ống pito dịng chảy cần phải ổn định, cách khơng phù hợp với vận tốc thay đổi có tổn thất áp suất P1 P2 đo điểm khác  cần thêm số hiệu chỉnh Cấu tạo: Hình 5.2 Cấu tạo ống pito - Ống đo gồm hai ống ghép lại ống đo áp suất tồn phần P2 nằm có lỗ đặt trực giao với dịng chảy - Ống ngồi bao lấy ống đo P2 có khoan lỗ để đo áp suất tĩnh P1 - Phần đầu ống pito nửa hình cầu, lỗ lấy áp suất động có vị trí (3 ÷ 4)d - Nhánh I nhánh khơng chịu ảnh hưởng ống đỡ (L), nhánh II nhánh chịu ảnh hưởng ống đỡ - Khi đo, ống đặt lệch phương dịng chảy đến (5 ÷ 6) mà không ảnh hưởng đến kết đo, số lượng lỗ khoan từ (7 ÷ 8) lỗ - Trong thực tế ta dùng ống pito để đo có đường kính d = 12 mm phịng thí nghiệm dùng loại d = ÷ 12 m, áp dụng cho tỷ số d/D < 0,05 tốt (D – đường kính ống chứa mơi chất) - Khi đặt vị trí khác phải thêm hệ số hiệu chỉnh δ 3.2 Ống Venturi Nguyên lý: Phương pháp đo lưu lượng ống co dựa định luật liên tục phương trình lượng Bernoulli (1-10) Phương trình liên tục : A1 u1  A2u2 hay Au  const Phương trình Bernoulli: p1  gh1  u12  p2  gh2  Áp dụng cho ống co Venturi: p1  Trong đó: u22 u12 hay p  gh   p2  u22 u 2  const (1-11) (1-12) A1 - diện tích trước co A2 - diện tích vị trí co u1 - vận tốc trước vị trí co u2 - vận tốc vị trí co p1 - áp suất trước vị trí co P2 - áp suất vị trí co ρ - khối lượng riêng h1 - độ cao vị trí trước co h2 - độ cao vị trí sau co Ở nơi ống có diện tích bị thu nhỏ, vận tốc dịng chảy gia tăng, với phương trình lượng Bernoulli, lượng dòng chảy tổng lượng áp suất tĩnh động (vận tốc) số Ống Venturi P  P1  P2  (u  u )  2 A u22  ( P1  P2 )  u12  ( P1  P2 )  ( ) u22   A1 Đặt   1  ( A2 ta có : u2    A1 ) (1-15) gọi số dòng chảy, ( P1  P2 ) Từ ta có lưu lượng tính theo thể tích khối lượng sau: Qv  A2 u2   A2  P1  P2   k P Qm  A2 u2    A2 2 P1  P2   k ' P Trong : k  A2  k '  A2 2 Như lưu lượng tỉ lệ với bậc hiệu áp khối lượng riêng số Đo lƣu lƣợng phƣơng pháp tiết lƣu Định nghĩa: Thiết bị tiết lưu thiết bị đặt đường ống làm dịng chảy có tượng thu hẹp cục tác dụng lực quán tính lực ly tâm 4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc Khi qua thiết bị tiết lưu, chất lỏng bị mát áp suất (P dòng chảy bị thu hẹp nhiều P lớn thường P < 1000 mmHg (P đo hiệu áp kế) Xét mặt học chất lỏng quan hệ lưu lượng độ chênh áp suất phụ thuộc nhiều yếu tố như: kích thước, hình dạng thiết bị, tiết lưu, tình trạng lưu chuyển dịng chảy, vị trí chỗ đo áp suất, tình trạng ống dẫn chất lỏng 4.2 Đo lƣu lƣợng phƣơng pháp tiết lƣu Q trình tính tốn tiết lưu có quy định phương pháp tính tốn sau: - Dịng chảy liên tục (không tạo xung) - Đường ống > 50 mm Nếu dùng ống Venturi đường ống > 100mm, vành ống phải nhẵn Nhờ nghiên cứu lý luận thực nghiệm lâu dài người ta giả định số thiết bị tiết lưu quy chuẩn Hiện phương pháp đo lưu lượng thông dụng - Thiết bị tiết lưu quy chuẩn thiết bị mà quan hệ lưu lượng giáng áp hoàn tồn dùng phương pháp tính tốn để xác định Hình 5.3 Các phương pháp đo tiết lưu Nguyên lý đo lưu lượng : Ta xét vòng chắn: Nhờ tổn thất dòng qua thiết bị tiết lưu, dựa vào phương trình Becnuli tìm tốc độ trung bình dịng tiết diện đo Dựa vào phương trình liên tục ta có: γ.F. = const * Các bƣớc cách thức thực công việc: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, VẬT TƯ: (Tính cho ca thực hành gồm 20 HSSV) TT Loại trang thiết bị Các thiết bị đo lưu lượng chất lỏng chất khí Bộ đồ nghề điện lạnh chuyên dụng Ampe kìm V.O.M Mơ hình kho lạnh, mơ hình máy sấy Xưởng thực hành Số lượng 10 chiếc/loại 10 10 10 10 QUI TRÌNH THỰC HIỆN: 2.1 Qui trình tổng quát: Tên STT bước công việc Vận hành kho lạnh, máy sấy Thiết bị, dụng cụ, vật tư Tiêu chuẩn thực công việc - Phải thực qui trình cụ thể - Phải thực qui trình cụ thể - Phải thực qui trình cụ thể Lỗi thường gặp, cách khắc phục - Mơ hình kho lạnh - Khơng thực - Máy sấy qui - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng trình, qui định cụ điện, đồng hồ đo điện, Ampe kìm, V.O.M; Chuẩn bị - Mơ hình kho lạnh - Không thực dụng - Máy sấy qui cụ, thiết bị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng trình, qui định đo lưu cụ điện, đồng hồ đo điện, lượng Am pe kìm, V.O.M; Tiến hành - Mơ hình kho lạnh - Tiến hành đo đo lưu - Máy sấy không lượng, vị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui trình, qui trí đo, vị trí cụ điện, đồng hồ đo điện, định đặt đầu dị Am pe kìm, V.O.M; thiết bị - Tập, dùng để ghi lại đo kết Tổng hợp - Mơ hình kho lạnh - Phải - Đọc ghi xử lý - Máy sấy thực sai kết đo kết đo - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ Am pe kìm, V.O.M; thể - Tập, dùng để ghi lại kết Đóng máy, - Mơ hình kho lạnh - Phải - Không dừng thực - Máy sấy thực máy theo vệ sinh - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui quy trình cơng cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ nghiệp Am pe kìm, V.O.M; thể - Tập, dùng để ghi lại 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 lưu lượng: Các thiết bị dùng để đo lưu lượng - Dụng cụ đo lưu lượng: + Lắp ráp hoàn thiện dụng cụ đo lưu lượng dụng cụ đo lưu lượng chất lỏng + Khởi động dụng cụ đo để kiểm tra hoạt động thiết bị cịn hoạt động hay khơng + Đo thử thơng số lưu lượng khơng khí phịng để kiểm tra thiết bị + Điều chỉnh độ nhạy thiết bị c Tiến hành đo lưu lượng, 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 - Đối với dụng cụ đo chất lỏng cần cho dịng chất lỏng chảy qua quan sát lưu lượng chất lỏng chảy qua - 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 thông số máy e Đóng máy, thực vệ sinh cơng 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 Nội dung - Trình bày cấu tạo sơ đồ nguyên lý thiết bị đo Kiến thức - 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 Kỹ - Thực hành thao tác đo loại thiết bị đo ẩm khác nhau, đọc kết giá trị đo - Cẩn thận, lắng nghe, ghi chép, từ tốn, thực tốt vệ Thái độ sinh công nghiệp Tổng Điểm 4 10 CHƢƠNG 6: ĐO ĐỘ ẨM Mã chƣơng: MĐ21.06 Giới thiệu: Bài giúp học sinh sinh viên kiến thức thiết bị đo lường đo độ ẩm khái niệm, tính chất nước khơng khí ẩm, phương pháp đo độ ẩm, dụng cụ đo độ ẩm cách điều chỉnh dụng cụ đo 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, nguyên 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: Khái niệm phƣơng pháp đo độ ẩm 1.1 Khái niệm Độ ẩm đại lượng đặc trưng cho lượng nước tồn khơng 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 G   h 100(%) Gmax Trong đó: Gh – khối lượng nước hịa 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 V V Gh  Ph Gmax  Pmax Ta có: Rh T Rh T Trong đó: P – áp suất V – thể tích T – nhiệt độ chất khí R – hệ số vạn chất khí G – khối lượng 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 hòa 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 1.2 Các phƣơng pháp đo độ ẩm 1.2.1 Phương pháp điểm sương: Dựa vào tính chất chuyển trạng thái khơng khí từ khơng bão hòa nước sang bão hòa nước giảm nhiệt độ Trước hết đo nhiệt độ không 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 hòa 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 1.2.2 Phương pháp bốc ẩm: 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% trình bốc ẩm không 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 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: P  A.P(t k  t a )  a Pk Trong đó: 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 1.2.3 Phương pháp biến dạng: Các chất thay đổi độ ẩm thay đổi kích thước Tuy nhiên muốn sử dụng tính chất để làm cảm biến đo độ ẩm đòi hỏi phải bảo đảm độ nhạy cần thiết, mối liên hệ kích thước độ ẩm phải quán, quán tính cảm biến phải nhỏ nghĩa vật chất làm cảm biến đo độ ẩm phải nhạy cảm với thay đổi độ ẩm mơi trường xung quanh Tóc vật liệu bảo đảm đầy đủ yêu cầu cảm biến đo độ ẩm sử dụng để chế tạo ẩm kế tóc Ẩm kế tóc đo độ ẩm tương đối khơng khí 1.2.4 Phương pháp dẫn điện 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 nêu độ nhạy, tính quán tính nhạy cảm với thay đổi độ ẩm mơi trường xung quanh Các dụng cụ đo độ ẩm 2.1 Ẩm kế dây tóc Ẩm kế điện trở dùng điện trở hút ẩm ( dùng chất hút ẩm phủ lên ) sau điện trở nối tới cầu Wheatons có bù nhiệt Điện trở CB thay đổi tỉ lệ với độ ẩm chuyển thành tín hiệu điện tương ứng Dải đo RH: 15- 99% Dải nhiệt độ : -10 – 600C Độ xác: ± % Thời gian hồi đáp: khoảng 10 giây Kích thước nhỏ, rẻ, chịu ảnh hưởng nhiễm mơi trường trừ nơi hóa chất ăn mị cao Ngun tắc điều chỉnh dụng cụ đo: - Chọn chế độ đo dụng cụ - Chọn thang đo phù hợp để tránh làm hỏng dụng cụ làm kết đo 2.2 Ẩm kế ngƣng 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 6.1 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 2.3 Ẩm kế điện ly Ẩm kế điện dung sử dụng điện môi màng mỏng polyme ( hay Al2O3 ) có khả hấp thu nước Điện dung tụ thay đổi tỉ lệ với độ ẩm chuyển thành tín hiệu điện tương ứng Dải đo RH: - 100% Dải nhiệt độ : -40 – 1000C Độ xác ± - ± 3% Thời gian hồi đáp: khoảng vài giây Kích thước nhỏ, chịu ảnh hưởng môi trường Nguyên tắc điều chỉnh dụng cụ đo: - Chọn chế độ đo dụng cụ - Chọn thang đo phù hợp để tránh làm hỏng dụng cụ làm kết đo 2.4 Ẩm kế khô ƣớt 6.2 Nhiệt kế khô- ướt Cấu tạo gồm hai nhiệt kế : nhiệt kế khơ nhiệt kế ướt Bầu nhiệt kế ướt quấn quanh lớp vải mỏng bị thấm ướt đầu lớp vải nhúng cốc nước nhỏ Nhiệt kế khơ nhiệt độ khơng khí tk nhiệt kế ướt nhiệt độ bay t a nước trạng thái bão hoà Nếu khơng khí khơ độ ẩm tỉ đối nhỏ Khi nước bay từ lớp vải ướt nhanh bầu nhiệt kế ướt bị lạnh nhiều Hiệu nhiệt độ t k ta phụ thuộc độ ẩm tỉ đối khơng khí Biết hiệu nhiệt độ tk - ta ta dùng bảng tra cứu để xác định độ ẩm tỉ đối không khí ứng với nhiệt độ nhiệt độ khơ Nguyên tắc điều chỉnh dụng cụ đo: - Chọn chế độ đo dụng cụ - Chọn thang đo phù hợp để tránh làm hỏng dụng cụ làm kết đo 2.5 Ẩm kế tụ điện polymer Hình mơ tả cảm biến tụ điện Polyme có độ dy 6ữ 12àm cú kh nng hp th hi nc Lớp Polymer phủ điện cực thứ tantan sau phủ tiếp lên lớp Polymer lớp Crom dày100÷ 10000Å làm điện cực thứ Lớp Crom gây vết nứtlàm tang khả tiếp xúc lớp với khơng khí Thời gian hồi đáp tụ phụ thuộc vào độ dày lớp điện mơi Với cảm biến tụ Polymercó thể đo độ ẩm dải từ đến 100%, dải nhiệt độ làm việc từ -400C đến 1000C, sai số từ 2% đến 3% Thời gian hồi đáp cỡ vài giây * Các bƣớc cách thức thực công việc: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, VẬT TƢ (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: Tiêu Tên Lỗi thường chuẩn STT bước công Thiết bị, dụng cụ, vật tư gặp, cách thực việc khắc phục cơng việc Vận hành - Mơ hình kho lạnh Phải - Không thực kho lạnh, - Máy sấy thực hiện qui máy sấy - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui trình, qui định cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ Am pe kìm, V.O.M; thể Chuẩn bị - Mơ hình kho lạnh Phải - Không thực dụng - Máy sấy thực hiện qui cụ, thiết bị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui trình, qui định đo độ ẩm cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ Am pe kìm, V.O.M; thể Tiến hành - Mơ hình kho lạnh Phải - Tiến hành đo đo độ ẩm, - Máy sấy thực khơng vị trí đo, vị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui qui trình, qui trí đặt đầu cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ định dị thiết Am pe kìm, V.O.M; thể bị đo - Tập, dùng để ghi lại kết Tổng hợp - Mơ hình kho lạnh Phải - Đọc ghi xử lý - Máy sấy thực sai kết đo kết đo - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ Am pe kìm, V.O.M; thể - Tập, dùng để ghi lại kết Đóng máy, - Mơ hình kho lạnh Phải - Không dừng thực - Máy sấy thực máy theo vệ sinh - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng qui quy trình cơng cụ điện, đồng hồ đo điện, trình cụ nghiệp Am pe kìm, V.O.M; thể - Tập, dùng để ghi lại kết 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 - Dụng cụ đo độ ẩm điện tử dụng cụ đo độ ẩm có đầu cảm biến: + Lắp ráp hồn 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 khơng 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 Thực qui trình tổng quát cụ thể * Yêu cầu đánh giá kết học tập: Mục tiêu Nội dung Điểm - Trình bày cấu tạo sơ đồ nguyên lý thiết bị đo Kiến thức - 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 Kỹ - Thực hành thao tác đo loại thiết bị đo ẩm khác nhau, đọc kết giá trị đo - Cẩn thận, lắng nghe, ghi chép, từ tốn, thực tốt vệ Thái độ sinh công nghiệp Tổng 10 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 Lƣờng Tự Động Hóa Hệ Thống Lạnh – NXBKHKT – 2001 [4] Hồng Dương Hùng – Đo lƣờng Nhiệt – NXBKHKT-2007 ... THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ đáp ứng cho hệ Cao đẳng trung cấp Nội dung giáo trình cung cấp kiến thức cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp sử dụng dụng cụ đo điện áp, dòng điện, đo điện. .. dụng Đo dịng điện 2.1 Cấu tạo, ngun lý làm việc dụng cụ đo dòng điện 2.2 Phương pháp đo dòng điện Đo điện áp 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo điện áp 3.2 Phương pháp đo điện áp Đo công... nước, kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ Việt Nam Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, cơng nghiệp, điều hịa nhiệt độ trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Các hệ thống máy lạnh điều hòa khơng khí phục