Биржевые курсы
00.00
00.00

Сравнение преобразователей ИПВТ-03

Актуальность выбранной темы связана с тем, что очень часто при эксплуатации термогигрометров серии ИВТМ-7 у наших Заказчиков возникают вопросы, связанные с попытками сравнивать показания приборов, оснащенных различными видами преобразователей ИПВТ-03, используемыми в разных технологических процессах.

Для начала обратим Ваше внимание, что с метрологической точки зрения некорректно сравнивать показания двух приборов, лежащих рядом! Сравнивать приборы можно      только (!) при помощи специализированного метрологического оборудования, например, такого как генератор влажного газа “Родник-2” и циркуляционный термостат HAAKE серии DC50. Первый из них обеспечивает задание относительной влажности в диапазоне от 4 до 99% (с погрешностью не более ±0,5% относительной влажности), а второй – задание температуры в диапазоне от -47 до +200°С (с точностью поддержания температуры ±0,01°С). 

 

1. Краткое описание метрологического оборудования

Генератор влажного газа образцовый динамический “Родник-2”

Генератор влажного газа “Родник-2” представляет собой стационарное непрерывнодействующее динамическое устройство для получения парогазовой смеси с заданными значениями характеристик влажности. Генератор предназначен для градуировки и поверки гигрометров погружного и проточного типов. На нашем предприятии он применяется для калибровки приборов серии ИВТМ-7 и преобразователей серии ИПВТ-03.

Работа генератора основана на принципе 2-х давлений:

воздух поступает в увлажнитель, где насыщается до 100% при определенном повышенном давлении и стабильной температуре. Далее давление понижается до рабочего (в рабочей камере давление соответствует атмосферному), при котором калибруются первичные преобразователи.

 

Условия эксплуатации генератора:

Температура окружающего воздуха

от +15 до +250С

Атмосферное давление

от 84 до 107 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.)

Относительная влажность

не более 80%

Напряжение питания

220В (+10%, -15%) частотой 50 ± 1 Гц

Вибрация с амплитудой не более 0,1 мм и частотой не более 25 Гц

 

Ниже приведена пневмогидравлическая схема генератора влажного газа “Родник-2”.

В составе генератора “Родник-2” могут использоваться две штатные рабочие камеры. Одна из них – основная - с последовательным расположением ячеек (“гнезд”) для установки до 12 преобразователей. Вторая – в виде одной большой ёмкости. Оба варианта камеры (либо та, либо другая камера) размещаются в корпусе генератора в термостатируемом объеме.      

 

Расчет относительной влажности парогазовой смеси производится по формуле:

 φ=[(Pa+∆P) / ( Pн+Pa)] *100%

 где Pa-атмосферное давление, мм рт ст, выраженное в Па (кгс/см 2);

P- избыточное давление газа в рабочей камере, определяемое по графику или измеренное манометром, Па (кгс/см 2);

Рн- установленное избыточное давление в насытителе, Па  (кгс/см 2).

 

Краткие технические характеристики:

Диапазон относительной влажности

4..99%

Абсолютная погрешность измерения относительной влажности, не превышает

 

± 0,5%

Относительная погрешность измерения объемной доли влаги, не превышает

± 1%

Количество мест

12

Габаритные размеры, не более

870х540х1265мм

Масса, не более

160 кг

 

Циркуляционный термостат HAAKE серии DC50

Охлаждающий термостат с очень широким диапазоном температуры, с мощным циркуляционным насосом и системой подавления турбуленций TRS (Turbulence Reduction System). Производительность насоса регулируема. Имеет разъём для выносного регулирующего датчика температуры. Управление с помощью меню. Цифровое задание температуры с ПИД-законом регулирования. Регулировка защиты от перегрева с передней панели; защита от падения уровня; сигнал тревоги оптический и звуковой.
 

Технические характеристики:

  • Температурный диапазон: -47 …+200°C
  • Точность поддержания температуры: +/- 0,01 °C
  • Мощность нагревателя: 2000 Вт
  • Холодопроизводительность:
           - при + 20 °С - 850 Вт
           - при 0 °С  - 700 Вт
           - при - 20 °С - 500 Вт

  • Производительность насоса: 12,5 л/мин /300 мбар
  • Ванна: объём/ проём / глубина: 8 л/ 22x14 см/ 15 см
  • Задание температуры: цифровое
  • Контроль температуры: цифровой
  • Электропитание: 220..240 В /50Гц
  • Потребляемая мощность максимальная: 2650 ВА
  • Габариты Ш х Д х В: 38 х 46 х 74 см
  • Вес: 50,0 кг

Преимущества:

  • Разрешение дисплея регулируемо (0,1 / 0,01 C);
  • 3 устанавливаемых пользователем фиксированных температуры;
  • Система FIS (самодиагностика), RTA (коррекция измеренной температуры);
  • Интерфейс RS232C для подключения к компьютеру.

 

2. Регистрируемые параметры

  • относительная влажность (%);
  • температура (°С).

 

3. Используемые контрольно-измерительные приборы:

Сетевой измеритель-регулятор относительной влажности и температуры ИВТМ-7/4 Р-МК-4Р-2А, укомплектованный преобразователями ИПВТ-03-01, ИПВТ-03-02-17, ИПВТ-03-04-30 и ИПВТ-03-06-М16-0.

Регистрация данных производится в автоматическом режиме с помощью программы NCServer.

Преобразователь ИПВТ-03-01 предназначен для измерения относительной влажности и температуры окружающего воздуха в различных жилых и производственных помещениях, на складах, в хранилищах и других объектах.

Корпус преобразователя ИПВТ-03-01 выполнен из пластмассы.

Диапазон измерения:

  • температуры - от -20 до +60°С
  • относительной влажности - от 0 до 99%

Преобразователь  ИПВТ-03-02-L состоит из пластмассового корпуса, в котором расположена схема преобразования сигнала (не должна нагреваться выше +60 °С), и металлического щупа длиной L, на конце которого под защитным колпачком из пористого никеля расположены сенсоры влажности и температуры.

Длина металлического «штыря» L может быть от 17 до 60 см.

В нашем случае используется преобразователь ИПВТ-03-02-17 с длиной «штыря» 17 см.

Диапазон измерения:

  • температуры - от -45 до +120°С
  • относительной влажности - от 0 до 99%

Преобразователь  ИПВТ-03-04-L состоит из металлического корпуса, в котором расположена схема преобразования сигнала (не должна нагреваться выше +60 °С), и металлического щупа длиной L, на конце которого под защитным колпачком из пористого никеля расположены сенсоры влажности и температуры.

Длина металлического «штыря» L может быть от 30 до 100 см.

В нашем случае используется преобразователь ИПВТ-03-04-30 с длиной «штыря» 30 см.

Диапазон измерения:

  • температуры - от -45 до +120°С
  • относительной влажности - от 0 до 99%


Преобразователь ИПВТ-03-06-Мх-L предназначен для измерения относительной влажности и температуры в замкнутых объемах (гермообъемах).

Корпус преобразователя (цилиндрическая часть) выполнен из дюраля, гайка – из нержавеющей стали.

Мх – резьба (М16, М18, М20).

L (от 0 до 100 см) – длина металлического щупа от корпуса преобразователя до основания защитного колпачка из пористого никеля, внутри которого находятся чувствительные элементы.

В нашем случае используется преобразователь ИПВТ-03-06-М16-0.

Диапазон измерения:

  • температуры - от -45 до +60°С
  • относительной влажности - от 0 до 99%

Приборы серии ИВТМ-7 внесены в Государственный реестр средств измерений РФ под №15500-07, а также в Государственный реестр Республики Казахстан под № KZ.02.03.02221-2007/15500-07.

Межповерочный интервал – 1 год.

      

 

4.    Принцип действия приборов серии ИВТМ-7

Измерение относительной влажности производится с помощью сорбционно-емкостного сенсора. Принцип действия сенсора основан на зависимости диэлектрической проницаемости влагочувствительного слоя от влажности окружающей среды. В качестве влагочувствительного слоя использован полимерный материал. Для измерения температуры используется платиновый термометр сопротивления. Кроме основной функции – измерения температуры -  платиновый термометр задействован в системе компенсации изменений показаний влажности при различных температурах.

Сенсоры относительной влажности и температуры установлены на конце зонда и закрыты металлическим или фторопластовым колпачком, обеспечивающим защиту их от механических повреждений и в то же время свободный доступ анализируемой среды.

5.    Результаты измерений и их интерпретация

Указанные выше преобразователи присоединены к четырехканальному измерительному блоку прибора ИВТМ-7/4Р-МК-4Р-2А в следующей последовательности:

1 канал – преобразователь ИПВТ-03-01 – цвет на графиках

2 канал – преобразователь ИПВТ-03-02-17 – цвет на графиках

3 канал – преобразователь ИПВТ-03-06-М16-0 – цвет на графиках

4 канал – преобразователь ИПВТ-03-04-30 – цвет на графиках

Соединение осуществляется при помощи кабеля КММ-3 длиной 10 метров (для каждого преобразователя).
Прибор подключен к компьютеру, на котором установлена программа NCServer.
Преобразователи некоторое время находились вместе в завязанном целлофановом пакете – таким способом в “домашних условиях” можно добиться примерно одинаковых условий по влажности и температуре для разных приборов или преобразователей. Неправильно сравнивать приборы
(преобразователи), просто лежащие рядом, так как в помещениях всегда присутствуют микропотоки воздуха, которые могут иметь различные параметры по влажности и температуре.

 

Относительная влажность

Сравнение показаний преобразователей по относительной влажности производится с использованием генератора влажного газа “Родник-2”.  В рабочей камере генератора поочередно устанавливают следующие значения относительной влажности jэ (для всех типов преобразователей):

                            φэ1=5%

                            φэ2=20%

                            φэ3 =30%

                            φэ4 =60%

                            φэ5 =90%

 

Преобразователи помещены в “гнезда” рабочей камеры генератора влажного газа. Для проведения работы используют 4 “гнезда” рабочей камеры, поэтому остальные закрыты заглушками с герметизирующими прокладками.

 

При указанных значениях влажности преобразователи выдерживают в течение 40-60 минут. Это связано с тем, что в соответствии с паспортом время установления значений относительной влажности составляет 30 минут.

Обращаем Ваше внимание, что при установке преобразователей в измерительную камеру генератора “Родник-2” должна быть обеспечена герметичность. С этой целью применяются специальные приспособления – прокладки, устройства для закручивания резьбы и т.п., которые будут рассмотрены далее.
 

Далее описан порядок проведения сравнения показаний преобразователей ИПВТ-03 при измерении относительной влажности в генераторе влажного газа “Родник-2”. С пошаговым описанием подготовки генератора к работе и порядком ее проведения Вы можете ознакомиться в паспорте на данное оборудование.

 

Порядок проведения работ:

1. В насытитель заливается дистиллированная вода (не менее 300 мл);

 

2. Установка преобразователей в “Родник” осуществляется следующим образом:

- с преобразователя скручивается защитный колпачок;

- на преобразователь “одевается” герметизирующая прокладка, сверху накручивается переходная “звездочка”, на которую одевается вторая герметизирующая прокладка.

 

Переходная звездочка изготавливается с отверстиями разных диаметров, что позволяет размещать в установочные отверстия рабочей камеры “Родника” преобразователи различного конструктивного исполнения.

 

- “звездочка” вворачивается в рабочее отверстие “Родника” с помощью специального “ключа”.

    

 

3. На вход “Родника” с внешней магистрали подается рабочий газ (воздух) под давлением, соответствующим устанавливаемой влажности. Так, например, значению относительной влажности равному 5% соответствует давление 1931,82 Атм (195 Па) при атмосферном давлении воздуха окружающей среды 745 мм рт. ст. (99 325,1645 Па).

 

При подаче воздуха переключатель манометров устанавливается в положении “Манометр 25 Атм”, манометр давления - в положении “Норма” (рабочая камера отключена).

 

С помощью переключателя давления и регулятора расхода на манометре до 25 Атм устанавливается давление, соответствующее желаемой рабочей точке. На “большом” манометре устанавливаются точки 5 и 10% относительной влажности. Точки от 11 до 90% – на манометре до 2,5 Атм.

Переключение с “большого” на “малый” манометр производится переключателем манометров при давлении, не превышающем 2,5 Атм.

Все рабочие точки устанавливаются при одинаковом расходе рабочего газа. Контроль за расходом осуществляется при помощи ротаметра.

 

Результаты измерений.

График 1.

На данном графике представлена динамика изменения значений относительной влажности и температуры в процессе проведения измерений в генераторе “Родник-2”, зафиксированная с помощью программы NCServer.

1) Преобразователи подключены к измерительному блоку прибора ИВТМ-7/4Р-МК-4Р-2А.

2) Преобразователи помещены в гнезда рабочей камеры генератора “Родник-2”.

3) В качестве начальной точки установлена точка 5%.

4) Второй выставлена точка 20%.

5) Третья точка – 30%.

6) Четвертая точка – 60%.

7) Пятая точка – преобразователи находятся в рабочей камере генератора “Родник-2” при значении относительной влажности 90%.

  При указанных значениях влажности преобразователи выдерживают в течение 40-60 минут.

8) Преобразователи вынимают из рабочей камеры генератора “Родник-2”. 

 

Рассмотрим график 1 более детально.

График 2.

Второй была выставлена точка 20%.

Атмосферное давление в помещении измерялось с помощью манометра, входящего в комплект поставки, и составляло 745 мм  ртутного столба.

Как мы видим на графике, преобразователи одновременно “вышли на режим” – измерение относительной влажности 20%. Показания преобразователей ИПВТ-03-01 (1 канал), ИПВТ-03-02-17 (2 канал), ИПВТ-03-06-М16-0 (3 канал), ИПВТ-03-04-30 (4 канал) отличаются друг от друга менее чем на 0,5% (что соответствует пределам допускаемой основной абсолютной погрешности измерения относительной влажности ± 2,0%, указанным в описании типа средств измерений на измерители относительной влажности и температуры серии ИВТМ-7).

В процессе измерений температура всех преобразователей составляла 23,7…23,9 °С.

 

График 3.

Третья точка: 30%

 

На 3-ем графике мы так же, как и на предыдущем, видим, что преобразователи сработали одновременно и их показания отличаются друг от друга незначительно, в пределах допустимой погрешности.

 

График 4.

Четвертая точка: 60%.

На графике 4 отличается от “общих” показаний преобразователь ИПВТ-03-04-30 (4 канал). Его температура несколько (на 0,2°С) отличается от показаний других преобразователей. По-видимому, это может быть связано с тем, что он имеет полностью металлический корпус с хорошей теплопроводностью и на него влияет внешняя, более низкая, чем в камере, температура окружающего воздуха. Вместе с тем погрешность по относительной влажности укладывается в пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения относительной влажности приборами серии ИВТМ-7.

 

График 5.

Пятая точка: 90%.

При выходе на точку 90% “хорошо себя показали” все участвующие в измерениях преобразователи: ИПВТ-03-01 (1 канал), ИПВТ-03-02-17 (2 канал), ИПВТ-03-06-М16-0 (3 канал), ИПВТ-03-04-30  (4 канал).

 

Температура 

Сравнение преобразователей по температуре производится при помощи циркуляционного термостата HAAKE серии DC50.

Преобразователи одновременно помещены в HAAKE (циркуляционный термостат серии DC50).

Обращаем Ваше внимание, что конструкция преобразователей не герметична и они погружаются не напрямую в жидкость (!), а находятся в специально сконструированной металлической “болванке”, выполненной из материала, обладающего высокой инертностью по температуре. Допускается помещать преобразователи непосредственно в жидкость только в защитном чехле из латекса или другого прочного защитного материала.

Для уменьшения теплоотвода в окружающую среду установочные отверстия измерительной камеры специально защищены теплоизолирующим материалом.

 
Для уменьшения теплоотвода в окружающую среду установочные отверстия измерительной камеры специально защищены теплоизолирующим материалом.
 

Как мы видим на графике 6, иллюстрирующем результаты измерений, преобразователи моментально отреагировали - значения относительной влажности и температуры начали изменяться. Это связано с тем, что коэффициент теплопередачи в жидкости, как правило, более чем в 20 раз выше, чем коэффициент теплопередачи в воздухе (газе).

Значения температуры в термостате контролируется помимо встроенных датчиков еще и аттестованным лабораторным ртутным стеклянным термометром ТЛ-4 №2 (1-го класса точности). Он позволяет определять температуру в диапазоне от 0 до +550С (с погрешностью не хуже ±0,10С).

В процессе проведения измерений термометр ТЛ-4 №2 показывал температуру: +51,6…+51,80С.

 

Результаты измерений.

График 6.

Через 6 минут после помещения преобразователей в термостат показания прибора ИВТМ-7/4Р-МК-4Р-2А по температуре сравнялись с показаниями термометра ТЛ-4 №2 и датчика температуры термостата.

 

Рассмотрим по отдельности работу каждого преобразователя.

1.Преобразователь ИПВТ-03-01 (“минимикрофон”). Этот преобразователь чаще всего используется для проведения измерения в различных жилых и производственных помещениях, на складах, в хранилищах, то есть там, где температура редко поднимается до +520С.

Преобразователь “вышел” на режим через 6 минут. Изменение температуры с +30 до +520С.

График 7.

 

2. Преобразователь ИПВТ-03-02-17.

Преобразователь “вышел” на режим через 6 минут.

График 8.

 

3.    Преобразователь ИПВТ-03-06-М16-0.

Преобразователь “вышел” на режим через 7 минут.

График 9.

 

4. Преобразователь ИПВТ-03-04-30.

Преобразователь “вышел” на режим через 7 минут.

График 10.

 

Выводы

Чувствительность сенсоров относительной влажности и точность сенсоров температуры, установленных в преобразователях ИПВТ-03, одинаковая. Скорость “выхода на режим” отличается у преобразователей разных видов на несколько десятков секунд. Однако при эксплуатации преобразователей стоит учитывать, что преобразователи в металлическом корпусе (например, ИПВТ-03-04-30 в виде металлического штыря) обладают большей инертностью по температуре по сравнению с преобразователями в пластмассовом корпусе (например, ИПВТ-03-01 “минимикрофон”).
 
Видео-избранное
Ваша корзина пуста, но ее можно наполнять даже без регистрации
В Зеленограде
Температура 27.3°C
Влажность 57.6%
Давление 738 мм.рт.ст.
В офисе «ЭКСИС»
Температура 23.8°C
Влажность 50.0%
очистить список
 
Чтобы добавить товар к сравнению, нажмите на ссылку "Сравнить"