Tiểu luận giám sát độ rung và nhiệt độ

Lời mở đầu Bảo dưỡng xuất kể từ người biết sử dụng loại dụng cụ, đặc biệt từ bánh xe phát minh Nhưng mười lăm năm qua bảo dưỡng coi trọng mức có gia tăng khổng lồ số lượng chủng loại tài sản cố định máy móc, hiết bị, nhà xưởng sản xuất công nghiệp Ở nơi giới người ta tính trung bình khoảng từ đến 40 lần chi phí mua sắm sản phẩm thiết bị để dùng để trì chúng vận hành đạt yêu cầu hoạt động bảo dưỡng phòng ngừa phục hồi suốt tuổi đời chúng Theo tạp chí Control Magazine( October,1996) nhà sản xuất toàn giới chi 69 tỉ USD cho bảo trì năm số không ngừng gia tăng Giám sát độ rung nhiệt độ công nghiệp phương pháp đo lường dùng để xác định, tiên đoán, ngăn ngừa hư hỏng máy móc có thiết bị xoay Thực giám sát độ rung nhiệt độ máy móc cải thiện độ tin cậy máy móc dẫn đến hiệu máy móc cao giảm thiểu hư hỏng điện hay khí Chương trình giám sát độ rung nhiệt độ dùng khắp nơi giới lĩnh vực công nghiệp để phát lỗi máy, lên kế hoạch sửa chữa máy móc, giữ cho máy móc chạy chức năng, khơng hư hỏng thời gian lâu Nắm tầm quan trọng vấn đề nên chúng em tiến hành nghiên cứu “ Giám sát độ rung nhiệt độ” thông qua kiến thức học môn bảo dưỡng công nghiêp hướng dẫn thầy Do thời gian nghiên cứu làm đồ án không dài kiến thức em cịn hạn hẹp nên khơng thể tránh khỏi thiếu xót chúng em mong thầy thông cảm Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn Chương I: Giám sát nhiệt độ I CÁC HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ TRONG CƠNG NGHIỆP Nhiệt độ tính chất vật lý vật chất hay nói cách khác thang đo nhiệt độ nóng lạnh Nhiệt độ diện khắp nơi nhiều lĩnh vực, công nghiệp sinh hoạt Nhiệt độ trở nên mối quan tâm hàng đầu cho nhà thiết kế máy nhiệt độ trở thành mục tiêu ngành điều khiển tự động Giám sát nhiệt độ kỹ thuật thiếu giám sát tình trạng chi tiết , nhiệt độ thay đổi biểu hư hỏng ban đầu Nếu không giám sát hiệu chỉnh kịp thời đơi cần hư hỏng nhỏ ban đầu Nếu không giám sát phát hiệu chỉnh kịp thời đơi cần hư hỏng nhỏ chi tiết làm thiết bị hệ thống nhà máy ngừng hoạt động Trong nhiều lĩnh vực kinh tế, vấn đề giám sát nhiệt độ (đo, kiểm sốt) q trình khơng thể thiếu công nghiệp Giám sát nhiệt độ cơng nghiệp ln gắn liền với quy trình cơng nghệ sản xuất, việc giám sát nhiệt độ tốt định nhiều đến chất lượng sản phẩm cách nghành công nghiệp, thực phẩm, xi măng,… Đo phạm trù khoa học Nó q trình xác định giá trị đại lượng cách so sánh giá trị với giá trị chuẩn gọi đơn vị đo, để xác định số đo theo công thức: n= Trong : Q -là giá trị cần đo q -là giá trị đơn vị đo n- số đo Do số đo n không phụ thuộc vào giá trị cần đo Q mà phụ thuộc vào giá trị đơn vị đo q Trên giới đơn vị đo chuẩn sử dụng rộng rãi hệ SI Do chất trình đo xác định chất giá trị đại lượng.Tuy nhiên, kết đo tương đối Độ xác phép đo đánh giá thơng qua giá trị gọi sai số đo Nó giá trị thể sai lệch giá trị đo giá trị chuẩn đại lượng cần đo.Sai số đo thường có hai dạng :sai số tương đối sai số tuyệt đối Sai số tuyệt đối ∆n hiệu số giá trị thực N giá trị đo n đại lượng cần đo xác định theo công thức: ∆n = N- n (1.2) Sai số tương đối tỷ số giá trị sai số tuyệt đối ∆n so với giá trị thực N biểu diễn dạng : (1.3) Giá trị sai số tương đối thường biểu diễn dạng tỉ số phần trăm: δ%=δn.100% (1.4) I Các phương pháp giám sát nhiệt độ Ngày có nhiều phương pháp giám sát nhiệt độ khác tùy thuộc vào tình trạng thiết bị cần giám sát như: đứng yên, chuyển động, khó tiếp xúc hay khơng thể tiếp xúc, mà từ sử dụng phương pháp giám sát nhiệt độ thích hợp Sau vài phương pháp bảo dưỡng, bảo trì sản xuất Phương pháp giám sát trực tiếp Phương pháp giám sát trực tiếp chủ yếu giác quan như: thị giác, xúc giác khứu giác, để kiểm tra sơ nên thường xác Tuy nhiên vài trường hợp phương pháp nhât Ví dụ người thợ rèn dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ vật nung làm thường thời gian hiệu Mặt khác thị giác người thợ rèn cần quan sát màu vật nung biết vật nung đạt đến nhiệm vụ yêu cầu chưa Khi nhiệt độ 60o C, da người bắt đầu phảm ứng đau Nghĩa giới hạn đau nhiệt người 60o C xúc giác giúp cho người nhận biết nhiệt độ chi tiết máy, thiết bị bị giới hạn, nghĩa nhận biết máy móc có vấn đề hay khơng mà thơi Khứu giác giúp người vận hành máy phát vấn đề, Ví dụ mùi khét bất thường tượng nhiệt động hay trục trặc khác nhiệt độ tăng cao Phương pháp giám sát gián tiếp Trong kỹ thuật giám sát nhiệt độ, phương pháp gián tiếp áp dụng cho hầu hết thiết bị, hay hệ thống điều khiển q trình Có phương pháp giám sát nhiệt độ gián tiếp: phương pháp tiếp xúc phương pháp không tiếp xúc a) Phương pháp tiếp xúc Phương pháp tiếp xúc phổ biến giám sát nhiệt độ, Những thiết bị phương pháp hầu hết sử dụng đơn giản, cho kết xác tin cậy Có thể dùng nhiều loại cảm biến khác để nối với dụng cụ đo tùy theo hình dáng tính chất mơi trường đo Ví dụ cảm biên chuyên dùng cho ống trụ mặt phẳng, chuyển động tịnh tiến… b) Phương pháp không tiếp xúc Trong cơng nghiệp thường sử dụng phương pháp đo gián tiếp Trong phương pháp giá trị đại lượng cần đo không so sánh trực tiếp với đơn vị đo mà chuyển sang dạng tín hiệu khác Thiết bị thực chức chuyển đổi gọi là cảm biến đo (CBĐ).Tín hiệu cảm biến đo truyền đến thiết bị thứ cấp để gia cơng so sánh với tín hiệu đơn vị xác định số đo n Thiết bị thứ cấp thứ cấp thực công đoạn gọi thiết bị thị đo (CTĐ) Như hệ thống đo công nghiệp tối thiểu gồm thành phần CBĐ CTĐ có sơ đồ mơ tả hình 1.1: Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống đo cơng nghiệp( yq – tín hiệu đơn vị đo) Phương pháp đo nhiệt độ không tiếp xúc tiến kỹ thuật sử dụng tia hồng ngoại vật liệu qua điểm không tuyệt đối phát xạ trường điện từ tùy theo nhiệt độ, gọi tia hồng ngoại thiết bị dùng tia hồng ngoại rị tìm tia hồng ngoại phát từ đối tượng chuyển thành tín hiệu cần xử lý, đưa nhiệt độ thiết bị, thông báo mức cảnh báo nhiệt độ thiết bị… Kỹ thuật tia hồng ngoại dùng để đo nhiệt độ mà không cần tiếp xúc với đối tượng kỹ thuật đo ứng dụng hiệu cơng tác bảo trì thiết bị điện, dùng để đo nhiệt độ đối tượng di động, đường ống hay nồi cao , phận có nhiệt độ cao trạm phát điện… Bằng phương pháp đo được, hiển thị tình trạng thiết bị mà khơng cần phải ngừng máy II Các loại cảm biến nhiệt độ Cảm biến tiếp xúc thuỷ ngân (nhiệt kế cơng tắc) - Cấu tạo: Trong đó: - bầu thuỷ ngân - cột cho thuỷ ngân dâng lên - dây bạch kim - gối vít vơ tận cầu nối tiếp điểm động - trục vít vơ tận - bảng đặt nhiệt độ - vỏ - lõi sắt non - nam châm vĩnh cửu 10 - vít định vị nhiệt độ 11 - ổ cắm nhiệt kế 12 - gá nhựa lõi nhiệt kế 13 - êcu đặt t 0c có gắn tiếp điểm động 14 - bảng xem nhiệt độ Hoạt động nhiệt kế công tắc: ta xoay nam châm vĩnh cửu sắt non chuyển động theo cho êcu nhiệt độ chạy trục vít, đồng thời thay đổi khoảng cách cặp tiếp điểm mà má lên xuống thuỷ ngân, má dây bạc nhỏ chuyển động lên xuống thuỷ ngân dâng lên chạm dây bạc mạch ngồi đóng mạch cắt điện cho kháng đốt bảng thị phía để nhiệt độ thật tủ Cặp nhiệt điện - Cấu Tạo: cặp nhiệt điện có cấu tạo gồm hai dây kim loại khác nối với hai mối hàn.suất điện động e phụ thuộc vào chất vật liệu làm dây dẫn -Nguyên lí làm việc: cặp nhiệt điện cảm biến đo nhiệt độ, chuyển tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện áp dựa tượng nhiệt điện tượng sau: lấy hai dây dẫn có chất kim loại khác nối chặt lại với hai đầu đốt nóng đầu vịng dây xuất dòng điện dòng điện gọi dòng điện nhiệt xuất dịng nhiệt điện giải thích tượng khuếch tán điện tử tự tồn hai tượng: tượng khuếch tán điện tử tự hai dây dẫn điểm tiếp xúc tượng khuếch tán điện tử dây dẫn có chênh lệch nhiệt độ hai đầu dây Nhiệt kế điện trở - Cấu tạo: nhiệt điện trở bán dẫn gọi thermistor chế tạo từ số oxit bán dẫn đa tinh thể khác như: mgo, mn2o3, nio …được trộn lẫn với theo tỉ lệ thích hợp, sau nén định dạng đốt nhiệt độ 10000 0c nhiệt độ tác động làm ảnh hưởng đến nồng độ điện tích tự do, dẫn đến nội trở thay đổi theo lợi dụng tính chất người ta chế tạo loại cảm biến - Nguyên lí làm việc: nhiệt kế điện trở cảm biến đo nhiệt độ sử dụng để đo nhiệt độ khoảng từ -260 đến 750 0c trường hợp riêng lên tới 1000 0c nguyên lí hoạt động nhiệt kế điện trở dựa vào phụ thuộc điện trở vật dẫn hay bán dẫn vào nhiệt độ theo cơng thức: rt = f(r0,t) đó: r0 : điện trở 0c rt : điện trở t 0c Cảm biến nhiệt độ vi mạch điện tử (1.9) Đây kết hợp cảm biến nhiệt độ mạch điện tử tạo lên vi mạch điện tử để làm cảm biến nhiệt độ ưu điểm cảm biến loại có đặc tính tuyến tính có độ nhạy lớn nhược điểm giới hạn đo không cao III Một số ứng dụng giám sát nhiệt độ : Đo nhiệt độ trục tia hồng ngoại: Cảnh báo sớm cố toa xe Hệ thống thiết bị đo nhiệt độ trục toa xe tia hồng ngoại (HKT) ngồi tính tự động nhận biết toa xe khách, toa xe hàng, loại trừ đầu máy, lưu trữ thông tin để theo dõi, quản lý toa xe cịn có khả cảnh báo sớm nguy toa xe bị xảy cố theo cấp độ để kịp thời có biện pháp xử lý, khắc phục, hạn chế tai nạn Hệ thống thiết bị đo nhiệt độ trục toa xe tia hồng ngoại (hệ thống HKT) mạng máy tính thời gian thực điều khiển từ xa Hệ thống đo nhiệt độ trục toa xe tia hồng ngoại gồm phần: Trạm đo nhiệt độ trục toa xe trời (thiết bị đo nhiệt độ lắp đặt cạnh đường ray) trung tâm giám sát, xử lý thông tin (đặt phòng) Hệ thống HKT hệ thống thiết bị kiểm tra, đo động thái an toàn vận hành đoàn tàu a) Cảnh báo sớm cố theo cấp độ Hệ thống thiết bị lắp đặt trời (đặt cạnh đường ray) gồm cảm biến tín hiệu bánh xe (bằng thép từ), hộp đầu dò card, đầu dò nhiệt độ, cảm biến nhiệt độ, quạt gió Hệ thống ngồi trời đo, cung cấp tức thời nhiệt độ trục toa xe, nhiệt độ bánh xe đoàn tàu vận hành khai thác Hệ thống HKT trời sử dụng kỹ thuật xác định (đo) nhiệt độ tia hồng ngoại để đo nhiệt độ ổ trục toa xe, bánh xe thông qua môi trường phi tiếp xúc (tận dụng luồng xạ hồng ngoại sinh từ thân vật thể theo nguyên lý lượng xạ tỷ lệ thuận với nhiệt độ vật thể) Khi toa xe vận hành, hệ thống HKT thực thu nhận tức thời nhiệt độ ổ trục toa xe, nhiệt độ bánh xe 10