124289 (Рідинні скляні термометри), страница 4

(5)

а у ртутного

(6)

Розділивши формулу (5) на (6) з урахуванням виразу (4), одержимо

(7)

тобто зміна показань термометрів внаслідок ефекту термічної дії в склі обернено пропорційно величинам видимих коефіцієнтів розширення термометричних рідин.

Видимий коефіцієнт об'ємного теплового розширення органічних рідин у шість-вісім раз більший, ніж у ртуті, тому вплив термічних дій скла на показання рідинних нертутних термометрів буде в шість-вісім раз менші, ніж у ртутних термометрів. Тому що рідинні нертутні термометри виготовляють в основному з ціною поділу не менш 0,5° С і з верхньою межею виміру, що не перевищує 100° С, та максимальна зміна їх показань унаслідок депресії буде менш 0,01° С, тобто значно менше точності відліку показань. Таким чином, можна зробити висновок, що вплив термічних дій у склі на показання нертутних термометрів може не враховуватися.

1.3 Монтаж

Монтування обладнання, яке вимагає обов`язкового використання рідинних термометрів виконується спеціально підготовленим кадровим персоналом. Монтажники обладнання повинні пройти необхідну підготовку або стажування перед допуском до роботи, оскільки термометри містять досить токсичні матеріали, які можуть викликати порушення здоров`я працюючих. Основними вимогами до монтажу та безпеки, що ставляться до конструкцій машин та механізмів, є безпека для здоров'я та життя людей, надійність та зручність експлуатації.

Безпека виробничого обладнання забезпечується:

1. вибором безпечних принципів дії, конструктивних схем, елементів конструкції;

2. використанням засобів механізації, автоматизації та дистанційного керування;

3. застосуванням в конструкції засобів захисту;

4. дотриманням ергономічних вимог;

5. включенням вимог безпеки в технічну документацію з монтажу, експлуатації, ремонту та транспортування і зберігання обладнання;

6. застосуванням в конструкції відповідних матеріалів.

Дотримання цих вимог в повному обсязі можливе лише на стадії проектування. Тому у всіх видах проектної документації передбачаються вимоги безпеки. Вони містяться в спеціальному розділі технічного завдання, технічних умов та стандартів на обладнання, що випускається.

Дистанційне керування дозволяє здійснювати контроль та регулювання його роботи з ділянок, досить віддалених від небезпечної зони. Завдяки цьому забезпечується безпека праці. Дотримання ергономічних вимог сприяє забезпеченню зручності експлуатації,, зниженню втомлюваності та травматизму. Основними ергономічними вимогами до виробничого обладнання є врахування фізичних можливостей людини та її антропометричних характеристик, забезпечення максимальної зручності при роботі з органами керування. Вимоги безпеки містяться в технічній документації з монтажу, експлуатації, ремонту, транспортування та зберігання виробничого обладнання.

Загальні вимоги до виробничих процесів регламентуються ГОСТ 12.3.002-75. Вони передбачають:

1. усунення безпосереднього контакту працівників з вихідними матеріалами, заготовками, напівфабрикатами, готовою продукцією та відходами виробництва, котрі справляють небезпечну дію;

2. заміну технологічних процесів та операцій, пов'язаних з виникненням небезпечних та шкідливих виробничих факторів.

3. процесами та операціями, при виконанні котрих ці фактори відсутні або мають меншу інтенсивність;

4. комплексну механізацію та автоматизацію виробництва;

5. застосування дистанційного керування технологічними процесами та операціями за наявності небезпечний і шкідливих виробничих факторів;

6. герметизацію обладнання;

7. застосування засобів колективного захисту працівників;

8. раціональну організацію праці та відпочинку з метою профілактики монотонності та гіподинамії, а також зниження важкості праці;

9. своєчасне отримання інформації про виникнення небезпечних та шкідливих виробничих факторів на окремих технологічних операціях;

10. запровадження систем керування технологічними процесами, котрі забезпечують захист працівників та аварійне вимкнення виробничого обладнання;

11. своєчасне видалення та знешкодження відходів виробництва, котрі є джерелами небезпечних і шкідливих виробничих факторів;

12. забезпечення пожежо-та вибухобезпеки.

Значною мірою швидкість монтування виробничих приладів оснащених рідинними термометрами залежить від організації та раціональності планування цехів, дільниць, від рівня облаштованості робочих місць, виконання вимог безпеки до виробничих приміщень, зберігання, транспортуванні, складання вихідних матеріалів, заготовок та готової продукції, а також від видалення відходів, повної утилізації, від дотримання вимог безпеки, що ставляться до виробничого персоналу.

Розташування виробничого обладнання, вихідних матеріалів, заготовок, напівфабрикатів, готової продукції та відходів виробництва у виробничих приміщеннях та на робочих місцях не повинно бути небезпечним для персоналу. Розташування виробничого обладнання та комунікацій, відстань між одиницями обладнання з термометрами, повинні відповідати діючим нормам технологічного проектування, будівельним нормам і правилам.

Конструкція, розміри та взаємне розташування елементів апаратів повинні відповідати антропометричним, фізіологічним та психофізіологічним характеристикам людини, а також характеру роботи.

Засоби відображення інформації повинні бути розташовані в зонах інформаційного поля робочого місця з врахуванням частоти та значущості інформації, типу засобів відображення інформації, точності і швидкості спостереження та зчитування.

1.4 Технічне обслуговування

Технічне обслуговування рідинних скляних термометрів перш за все полягає в перевірці їх правильності показань. Показання скляних рідинних термометрів [5] в основному повіряються методом порівняння з показаннями зразкових термометрів у температурному інтервалі від -200 до +600° С. З постійних точок для перевірки використовують точку танення льоду 0° С і точку кипіння води.

Особливо важливе значення має показання термометра при 0°C, тому що по положенню нульової точки термометра контролюють стабільність його показань і величину зміни показань за рахунок старіння і депресії. Положення нульової крапки визначають два рази: до перевірки показань у всіх інших крапках шкали і після перевірки, відразу ж після відліку показань при температурі, що відповідає верхній межі виміру термометра. У такий спосіб може бути проконтрольована стабільність показань (наприклад, по величині депресії). У тих випадках, коли в термометрів з верхньою межею виміру вище 200 С визначають сталість показань шляхом контрольного старіння протягом 5 год. при максимальній температурі, що відповідає верхній межі шкали, то положення нульової крапки визначають три рази: до контрольного старіння, після старіння і, нарешті, після перевірки показань. У рідинних низькоградусних термометрів положення нульової крапки визначають один раз.

Як зразкові прилади при перевірці в діапазоні від -30 до +300° С застосовують майже винятково зразкові скляні ртутні термометри, у діапазоні від -200 до -30 С - зразкові платинові термометри опору і зразкові мідь-константанові термопари, а при температурах від 300 до 600⁰ С - або зразкові скляні ртутні термометри, або платинові термометри опору.

Для перевірки показань що перевіряються і зразковий термометри встановлюються в термостат, де за допомогою нагрівальних і регулюючих пристроїв послідовно створюють і підтримують температури, що відповідають крапкам, що перевіряються. При цих температурах відраховують і записують показання термометрів.

Дана методика перевірки передбачає способи попередження й усунення різних погрішностей, що впливають на точність перевірки. Щоб виключити вплив тертя на показання високочутливих лабораторних термометрів (тертя виникає при русі ртуті по капіляру), у термостатах створюють режим повільного підвищення температури під час підрахунків показанні і, крім того до відліку злегка постукують по термометрі.

Щоб уникнути погрішності, що виникає внаслідок неодночасності підрахунків термометрів при температурі термостата, що підвищується, інструкцією установлена визначена послідовність підрахунків. Спочатку відраховують показання зразкового термометра, термометрів, що потім перевіряються, з першого до останнього, після чого повторюють підрахунки в зворотній послідовності, починаючи з останнього що перевіряється і кінчаючи зразковим. При цьому показання відраховують по можливості через рівні проміжки часу Таким чином, виробляється одна серія підрахунків, що складається з двох підрахунків показань кожного термометра, унаслідок чого вищевказана погрішність виключається.

Випадкові погрішності в підрахунках десятих часток розподілу виключають збільшуючи число підрахунків. Так, при перевірці зразкових і точних термометрів з ціною розподілу 0,01; 0,02 і 0,05° С необхідно робити п'ять серій підрахунків, якщо ціна розподілу 0,1 або 0,2⁰С, то - дві або три серії підрахунків, і, нарешті, при перевірці технічних термометрів з ціною розподілу 0,5; 1°С і більше обмежуються однією серією підрахунків. В усіх випадках показання відраховують з точністю до 0,1 ціни поділу шкали. Точність можна збільшити, застосувавши лупу або відліковий мікроскоп.

Необхідно також стежити за правильним положенням ока і візирного пристроїв, щоб уникнути помилок відліку через паралакс, особливо при перевірці кийових термометрів.

Щоб уникнути погрішностей від виступаючого стовпчика термометричної рідини необхідно стежити за правильним зануренням термометрів у термостат. Термометри, градуйовані при неповному зануренні, повинні занурюватися на глибину, зазначену на їхній шкалі. Термометри, градуйовані при повному зануренні, установлюються так, щоб відлічувана оцінка була небагато (на ~ 1 см) вище кришки термостата - це забезпечує правильний відлік показань. Якщо ж такий термометр не може бути занурений до фіксованої поділки, то в показання вносять виправлення на виступаючий стовпчик.

У результаті перевірки технічних термометрів установлюють відповідність технічних характеристик, у тому числі погрішності показань, вимогам стандартів і інструкцій. У результаті перевірки точних лабораторних (у тому числі зразкових) термометрів, крім того, визначають виправлення до їх показань і видають свідчення з таблицею виправлень і з указівкою положення нульової крапки.

1.5 Можливі недоліки роботи

Основними джерелами погрішностей виміру температур скляними рідинними термометрами є: 1) погрішності показань термометрів при нормальних умовах їхньої роботи; 2) погрішності, що є наслідком відхилення умов виміру від нормальних; 3) погрішності, обумовлені дефектами термометра, наприклад, сублімацією термометричної рідини, розривами стовпчика рідини, наявністю пухирців газу в резервуарі, подовжнім зсувом шкали; 4) погрішності виміру, внесені спостерігачем, зокрема , погрішності відліку показань і погрішності визначення виправлень.

Погрішності показань термометрів в основному є наслідком погрішностей градуюванні шкали, внесених при виготовленні термометрів. При градуюванні термометра на шкальну пластину наносять дві (або трохи) основні оцінки шляхом порівняння з показаннями зразкових термометрів. Потім проміжки між нанесеними оцінками поділяють на рівні частини. При цих умовах джерелами градуювальних погрішностей є: помилки в нанесенні основних і проміжних оцінок шкали; нерівномірність перетину каналу капіляра по його довжині; нелінійна залежність обсягів термометричної рідини і резервуара від температури.

Термічні післядії в склі також впливають на величину погрішностей показань термометрів (переважно ртутних), частково при градуировке, а в основному при їхньому використанні.

Загальними і спеціальними стандартами на термометри встановлені припустимі погрішності показань термометрів. Ці величини залежать в основному від двох факторів: ціни найменшого розподілу шкали і температури. Чим більше ціна розподілу шкали і чим вище температура, для виміру якої призначений термометр, тим більше величина припустимої погрішності, установлена стандартом. Оскільки погрішності показань будь-якого термометра обмежені припустимими погрішностями, те останні характеризують ту точність виміру температури, що може бути забезпечена при нормальних умовах роботи термометра. Коли ж необхідно підвищити точність виміру, наприклад, при різних лабораторних вимірах, то в показання термометрів вносять виправлення, визначені в результаті перевірки термометрів, крім, таким чином, систематичні градуювальні погрішності. Погрішності показань термометра в різних крапках шкали можуть розрізнятися по величині і за знаком, тому показання термометрів перевіряють у декількох точках шкали. Уведенням виправлень може бути значно підвищена точність виміру. Наприклад, для лабораторних ртутних термометрів з межами виміру 0-50°С и ціною розподілу 0,1°С стандартом установлена припустима погрішність ±0,2° С и за умови уведення виправлень може бути забезпечена точність виміру ±0,02° С.

Погрішність, що виникла внаслідок старіння термометра; може бути легко виключена. Для цього вимірюють положення нульової крапки термометра, потім до усіх виправлень, даним у свідченні на термометр, додають різниця між старим (за свідченням) і новим положенням нульової крапки.

Якщо за умовами застосування термометр, градуйований при повному зануренні, не може бути занурений нормально у вимірюване середовище і мається виступаючий стовпчик термометричної Рідини, то виникає погрішність, величина якої прямо пропорційна: величині виступаючого стовпчика п; різниці між вимірюваною температурою t і середньою температурою виступаючого стовпчика t величині видимого коефіцієнта розширення термометричної рідини. Для виключення зазначеної погрішності уводять виправлення ∆t, що обчислюється по формулі

(8)

Замість невідомої вимірюваної температури t у формулу (8) можна підставляти показання термометра. Середню температуру виступаючого стовпчика t вимірюють допоміжним термометром, однак умови виміру можуть забезпечити лише приблизне значення. Тому значення n и t округляють до двох-трьох значущих цифр, унаслідок чого виправлення можна обчислити лише з обмеженою точністю.