MĐ24 GIÁO TRÌNH đo LƯỜNG điện LẠNH HOÀN THIỆN NGÀY 24 5 13

1 BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: Đo lường điện lạnh NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ- TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục dạy nghề Hà Nội, Năm 2013 TUYÊN 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 Mô đun đo lường điện lạnh mô đun thiết bị đo lường thiết bị quan trọng sử dụng rộng rãi số ngành công nghiệp, đặc biệt ngành kỹ thuật lạnh điều hịa khơng khí Giáo trình biên soạn nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức lý thuyết thực hành Đo Lường Điện Lạnh Giáo trình gồm đề cập đến thiết bị đo lường như: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, dụng cụ đo điện đo Vôn, Ampe, điện trở …., giúp sinh viên nắm rõ lý thuyết thao tác thực hành chuẩn xác Xin trân trọng cảm ơn Quý thầy cô môn Điện lạnh Trường cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng hỗ trợ để hoàn thành giáo trình Giáo trình lần biên soạn nên khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp quý bạn đọc Xin trân trọng cám ơn TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2012 Tham gia biên soạn 1.Chủ biên: LÊ ĐÌNH TRUNG Ủy viên: VŨ KẾ HOẠCH Ủy viên: NGÔ THỊ MINH HIẾU Ủy viên: NGUYỄN VĂN BẮC Ủy viên: NGUYỄN THÀNH LUÂN MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục CHƯƠNG TRÌNH :MƠ ĐUN ĐO LƯỜNG ĐIỆN LẠNH Bài mở đầu Bài 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNG 10 Định nghĩa phân loại phép đo 10 1.1 Định nghĩa đo lường 10 1.2 Phân loại đo lường 10 Các tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo 11 2.1 Lý thuyết tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo 11 2.2 Những tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo 12 Sơ lược sai số đo lường 13 3.1 Khái niệm sai số đo lường 13 3.2 Sơ lược sai số đo lường 13 Bài 2: ĐO LƯỜNG ĐIỆN 18 Khái niệm chung – cấu đo điện thông dụng 18 1.1 Khái niệm chung 18 1.2 Các cấu đo điện thông dụng 19 Đo dòng điện 23 2.1.Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo dòng điện 23 2.2 Các phương pháp đo dòng điện 25 2.3 Mở rộng thang đo 25 2.4 Điều chỉnh dụng cụ đo 26 2.5 Đo dòng điện 27 2.6 Ghi chép ,đánh giá kết đo 28 Đo điện áp 30 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo điện áp 30 3.2 Các phương pháp đo điện áp 31 3.3 Mở rộng thang đo 33 3.4 Điều chỉnh dụng cụ đo 34 3.5 Đo điện áp 34 3.6 Ghi chép đánh giá kết đo 35 Đo công suất 38 Đo điện trở 44 Bài 3: ĐO NHIỆT ĐỘ 50 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 đô Đo nhiệt độ nhiệt kế giãn nở 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo nhiệt độ 2.2 Điều chỉnh dụng cụ đo 2.3 Đo nhiệt độ nhiệt kế dãn nở chất rắn 2.4 Đo nhiệt độ nhiệt kế dãn nở chất lỏng 2.5 Ghi chép, đánh giá kết đo Đo nhiệt độ nhiệt kế kiểu áp kế 3.1.Cấu tạo,nguyên lý làm việc dụng cụ đo nhiệt độ kiểu áp kế 3.2 Điều chỉnh dụng cụ đo 3.3 Đo nhiệt độ nhiệt áp kế chất lỏng 3.4 Đo nhiệt độ nhiệt áp kế chất khí 3.5 Đo nhiệt độ nhiệt áp kế bão hoà 3.6 Ghi chép, đánh giá kết đo Đo nhiệt độ cặp nhiệt 4.1 Hiệu ứng nhiệt điện nguyên lý đo 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 Ghi chép, đánh giá kết 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 Nhiệt kế điện trở bạch kim 5.4 Nhiệt kế điện trở đồng 5.5 Nhiệt kế điện trở sắt nikel 5.6 Nhiệt kế điện trở bán dẫn Bài ĐO ÁP SUẤT VÀ CHÂN KHÔNG 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 dụng cụ đo áp suất 50 50 51 53 53 55 55 56 56 59 59 60 60 61 61 62 65 65 66 67 68 69 69 71 74 75 75 75 75 75 75 80 80 80 81 82 82 2.2 Điều chỉnh dụng cụ đo 2.3 Đo áp suất áp kế cột chất lỏng - ống thủy tinh 2.4 Đo áp suất áp kế phao 2.5 Ghi chép, đánh giá kết đo Đo áp suất áp kế đàn hồi 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 3.2 Điều chỉnh dụng cụ đo 3.3 Đo áp suất áp kế hình khun ( Ống buốc đơng ) 3.4 Đo áp suất áp kế kiểu hộp đèn xếp 3.5 Đo áp suất áp kế ống lò xo 3.6 Ghi chép, đánh giá kết đo Bài ĐO LƯU LƯỢNG Khái niệm phân loại dụng cụ đo lưu lượng 1.1 Khái niệm 1.2 Phân loại dụng cụ đo lưu lượng 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 Đo lưu lượng phương pháp tiết lưu 4.1 Định nghĩa 4.2 Cấu tạo 4.3 Nguyên lý đo lưu lượng Bài ĐO ĐỘ ẨM Khái niệm chung 1.1 Các khái niệm 1.2 Các phương pháp đo độ ẩm Các dụng cụ dùng để đo ẩm 2.1 Ẩm kế dây tóc 2.2 Ẩm kế ngưng tụ 2.3 Ẩm kế điện ly 2.4 Ẩm kế tụ điện polyme TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 84 85 85 85 85 88 88 88 88 89 93 93 93 94 94 94 95 96 97 97 97 98 103 103 103 104 105 105 106 106 107 111 TÊN MÔ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN - LẠNH Mã số mơ đun: MĐ 24 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun : - Đo lường điện - lạnh mô đun chuyên môn chương trình nghề máy lạnh điều hồ khơng khí - Mô đun xếp sau học xong môn học sở - Là mô đun quan trọng thiếu nghề kỹ thuật máy lạnh điều hồ khơng khí q trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa máy lạnh thường xuyên phải sử dụng dụng cụ đo kiểm tra dịng điện, điện áp, cơng suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ ẩm Mục tiêu mơ đun: - 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 cơng việc: Chọn độ xác dụng cụ đo, thang đo sử lý kết đo; - Đo xác đánh giá đại lượng đo điện, điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng độ ẩm; - 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: Số TT Tên mô đun Mở đầu Những khái niệm đo lường Đo lường điện Đo nhiệt độ Đo áp suất chân không Đo lưu lượng Đo độ ẩm Kiểm tra kết thúc Tổng số 12 12 12 10 Cộng 60 Thời gian Lý Thực Kiểm thuyết hành tra* 3 7 3 1 23 30 BÀI 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 không 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…, thông qua đo lường thí nghiệm mà người ta tìm qui luật, công 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 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNG Mã bài: MĐ 24 - 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 VÀ PHÂN LOẠI PHÉP ĐO: * Mục tiêu: Sinh viên nắm định nghĩa phân loại loại phép đo 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 A X 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 1.2 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 10 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… - 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: 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) 1.2.2 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 1.2.3 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 0c 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 NHỮNG THAM SỐ ĐẶC TRƯNG CHO PHẨM CHẤT CỦA DỤNG CỤ ĐO: * Mục tiêu: Sinh viên hiểu nắm tham số đặc trưng dụng cụ đo 2.1 Lý thuyết tham số đặc trưng cho phẩm chất dụng cụ đo: 97 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 Q trình tính tốn tiết lưu có quy định phương pháp tính tốn sau: - Dịng chảy liên tục (khơng 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 hồn tồn dùng phương pháp tính tốn để xác định Hình 5.3 Các phương pháp đo tiết lưu 4.3 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 Xét tiết diện I II ta có thay đổi động : 98 ∫ F2 = Fmin F1 ω.dω = − g ∫ F2 F1 dP γ Dựa vào phương trình liên tục ta có: γ.F.ω = const * 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 lưu lượng chất lỏng chất khí 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 quát: STT Tên bước công việc Thiết bị, dụng cụ, vật tư Vận hành - Mô hình kho lạnh kho lạnh, - Máy sấy máy sấy - Bộ dụng đo độ ẩm, cụ điện, đồng hồ đo Ampe kìm, V.O.M; Chuẩn bị - Mơ hình kho lạnh dụng - Máy sấy cụ, thiết bị - Bộ dụng đo độ ẩm, đo lưu cụ điện, đồng hồ đo lượng Am pe kìm, V.O.M; Tiến hành - Mơ hình kho lạnh đo lưu - Máy sấy lượng, vị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng điện, dụng điện, dụng Tiêu chuẩn thực công việc Phải thực qui trình cụ thể Phải thực qui trình cụ thể Phải thực qui Lỗi thường gặp, cách khắc phục - Không thực qui trình, qui định - Khơng thực qui trình, qui định - Tiến hành đo khơng qui trình, qui 99 trí đo, vị trí đặt đầu dị thiết bị đo Tổng hợp xử lý kết đo Đóng máy, thực vệ sinh công nghiệp cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại kết - Mơ hình kho lạnh - Máy sấy - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại kết - Mơ hình kho lạnh - Máy sấy - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại trình thể cụ định Phải - Đọc ghi thực sai kết đo qui trình cụ thể Phải - Khơng dừng thực máy theo đúng qui quy trình trình cụ thể 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 100 - 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 hoạt động hay không + Đo thử thông 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 dò 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 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 Nội dung Điểm tiêu Kiến thức - Trình bày cấu tạo sơ đồ nguyên lý thiết bị đo - Trình bày nguyên lý làm việc thiết bị đo cụ 101 Kỹ Thái độ 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 - 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 lưu lượng cụ thể; Phạm vi ứng dụng thiết bị Phân biệt cách thức đo cụ thể thiết bị đo lưu lượng khác Bài : ĐO ĐỘ ẨM 102 Mã bài: MĐ 24 - 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 chính: KHÁI NIỆM CHUNG: * Mục tiêu: Trình bày độ ẩm phương pháp đo độ ẩm 1.1 Các khái niệm bản: 1.1.1 Độ ẩm: Là 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 ϕ tỷ số phần trăm lượng nước có m khơng khí so với lượng nước cực đại hịa tan m3 khơng khí có nhiệt độ G ϕ = h 100(%) G max Trong đó: Gh – khối lượng nước hịa tan m3 khơng khí Gmax – lượng nước cực đại hịa tan m khơng khí có nhiệt độ Từ phương trình trạng thái chất khí: P.V = G.R.T V V Gmax = Pmax Gh = Ph Ta có: Rh T Rh T 103 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 Ph Rh T P ϕ= 100(%) = h 100(%) V Pmax Pmax Rh T Khi ϕ = 100% khơng khí bão hịa nước, nghĩa nước khơng thể bốc tiếp vào khơng khí Nếu nhiệt độ khơng khí t k < 100 oC tăng nhiệt độ lên, khả hịa tan nước vào khơng khí tăng lên (P max 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 phương 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 P đs Đây áp suất nước khơng khí Độ ẩm tương đối xác định theo công thức: ϕ= 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: 104 Pa − A.P (t k − t 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 môi trường không 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 môi trường xung quanh CÁC DỤNG CỤ DÙNG ĐỂ ĐO ẨM: * Mục tiêu: Trình bày dụng cụ dùng để đo độ ẩm như: ẩm kế dây tóc, ẩm kế ngưng tụ, ẩm kế điện ly, ẩm kế tụ điện polyme 2.1 Ẩm kế dây tóc: Ẩm kế dây tóc ẩm kế làm việc theo nguyên lý: Khi độ ẩm môi trường thay đổi chiều dài dây tóc thay đổi ϕ= 105 Hình 6.1 Ẩm kế dây tóc 1- dây tóc (30 ÷ 50) mm với đường kính 0,05 mm ; – dây kéo ; – lò xo ; – kim tím ; – gương ; – kim ; – điều chỉnh ; – bảng điều khiển 2.2 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 trịn (1) mà mặt ngồi gia cơng nhẵn bóng đóng vai trị mặt gương tiếp xúc với môi 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 106 từ (3) tác động ngắt dịng 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: 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 P 2O5 Khi chất khí nghiên cứu chạy qua ống đo nước bị lớp P 2O5 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 Dịng điện điện phân I = k.C v, tỉ lệ với nồng độ nước C v k= 96500 α Qc , Qc lưu lượng khí qua đầu đo (m3/s) 9.10 Hình 6.3 Ẩm kế điện ly 2.4 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: εε A C= o 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 C r dày 100 Ao đến 1000 Ao phủ tiếp lên polyme phương pháp bay chân khơng 107 Hình 6.4 Ẩm kế polyme 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 * 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: STT Tên bước công việc Thiết bị, dụng cụ, vật tư Tiêu chuẩn thực Lỗi thường gặp, cách khắc phục 108 Vận hành - Mơ hình kho lạnh kho lạnh, - Máy sấy máy sấy - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; Chuẩn bị - Mơ hình kho lạnh dụng - Máy sấy cụ, thiết bị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng đo độ ẩm cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; Tiến hành - Mơ hình kho lạnh đo độ ẩm, - Máy sấy vị trí đo, vị - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng trí đặt đầu cụ điện, đồng hồ đo điện, dị thiết Am pe kìm, V.O.M; bị đo - Tập, dùng để ghi lại kết Tổng hợp - Mơ hình kho lạnh xử lý - Máy sấy kết đo - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng cụ điện, đồng hồ đo điện, Am pe kìm, V.O.M; - Tập, dùng để ghi lại kết Đóng máy, - Mơ hình kho lạnh thực - Máy sấy vệ sinh - Bộ dụng đo độ ẩm, dụng công cụ điện, đồng hồ đo điện, nghiệp Am pe kìm, V.O.M; - 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 cơng việc Phải thực qui trình cụ thể Phải thực qui trình cụ thể Phải thực qui trình cụ thể - Khơng thực qui trình, qui định - Khơng thực qui trình, qui định - Tiến hành đo khơng qui trình, qui định Phải - Đọc ghi thực sai kết đo qui trình cụ thể Phải - Không dừng thực máy theo đúng qui quy trình trình cụ thể 109 - 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 110 - 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 Thực qui trình tổng quát cụ thể * Yêu cầu đánh giá kết học tập: Mục Nội dung Điểm tiêu Kiến thức - Trình bày cấu tạo sơ đồ nguyên lý 111 Kỹ Thái độ 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 - 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 ... đo áp suất Đo áp suất áp kế chất lỏng 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc dụng cụ đo áp suất 50 50 51 53 53 55 55 56 56 59 59 60 60 61 61 62 65 65 66 67 68 69 69 71 74 75 75 75 75 75 75 80 80 80... niệm đo lường Phân loại Trình bày phương pháp đo lường Trình bày biểu diễn kết đo lường BÀI 2: ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã bài: MĐ 24 - 02 17 Giới thiệu: Đo lường điện việc xác định đại lượng chưa biết điện. .. cụ đo điện áp 30 3.2 Các phương pháp đo điện áp 31 3.3 Mở rộng thang đo 33 3.4 Điều chỉnh dụng cụ đo 34 3 .5 Đo điện áp 34 3.6 Ghi chép đánh giá kết đo 35 Đo công suất 38 Đo điện trở 44 Bài 3: ĐO