Toshkent arxitekturava qurulish instituti qurulishni boshqarish fakulteti

1.2.BOSIM O’LCHASH VA UNING ZAMONAVIY USULLARI.
Yuqorida takidlaganimizdek, bosim sanoatda eng asosiy nazorat qilinadigan parametrlardan biri hisoblanadi. Shunday ekan, bosimni o’lchash ham asosiy masalalardan hisoblanadi. Har bir ishlab chiqarish jarayonining o’ziga xos bosim o’lchash usullari mavjud. Umumiy olganda o’zi o’lchash deb, shunday solishtirish, anglash, aniqlash jarayoniga aytiladiki, unda o’lchanadigan kattalik fizik eksperiment yordamida, xuddi shu turdagi, birlik sifatida qabul qilingan qiymat bilan o’zaro solishtiriladi. O’lchash natijasida bosimni miqdoriy xarakteristikalarini olishimiz mumkun bo’ladi. Miqdor xarakteristikasi har bir obyekt yoki jarayon uchun individual tarzda topiladi.
Metodologik nuqtai nazaridan o’lchash natijasi qanday olinishiga qarab quyidagi turlarga bo’linadi:
1. Bevosita o’lchash.
2. Bilvosita o’lchash.
3. Majmuiy o’lchash.
4. Birgalikda o’lchash.
5. Nisbiy o’lchash.
6. Mutloq o’lchash.
O’lchash qonun qoidalari va o’lchash vositalaridan foydalanib, kattaliklarni uning birligi bilan solishtirish o’lchash usuli deyiladi va u 2ga bo’linadi:
1. Bevosita baholash usuli.
2. O’lchov bilan taqqoslash usuli.
Bevosita baholash usuli deb, bevosita o’lchash asbobining kuzatish uchun mo’ljallangan qismida to’g’ridan – to’g’ri qiymatni olishga aytiladi.
O’lchov bilan taqqoslash usulida esa natija yaratilgan kattalik bilan solishtirish asosida olinadi.bu usulni o’zi 4ga bo’linadi: nolga keltirish usuli, differensial o’lchash usuli, o’rindoshlik o’lchov usuli va mos kelish usuli.
Bosim o’lchash asboblaridan foydalanish hamda ular yordamida natijalar olishning o’ziga xos ketma – ketligi mavjud bo’lib, ushbu jarayonlar me’yoriy hujjatlar bilan tartibga solinadi. Bosimni o’lchashning bir necha usullari mavjud bo’lib , ishlab chiqarish jarayonining turiga suvni, havoni yoki boshqa jismlarni bosimi o’lchanadi. O’lchash diapazoniga , sharoitiga ko’ra turli xil o’lchash asboblaridan foydalaniladi. Og’ir sanoatda bosim o’lchash ko’proq nazorat yo’sinida olib boriladi. Chunki jarayonlar uchun ma’lum oraliqqa ruhsat etilgan bo’lib, signalizatsiyali bosim o’lchash asboblaridan keng foydalaniladi. Bunda esa ko’p holatlarda mexanik asboblar qo’llaniladi. Masalan, deformatsion yoki yuk – porshenli asboblar. Bosim o’lchash ma’lum bir fizik effektni o’zgarishiga asoslanadi. Masalan, pezoeffektga asoslanib o’lchash. Bu yerda pezoeffekt deganda, moddalarga mexanik kuch ta’sir qilganida, ularda elektr zaryad hosil bo’lishiga aytiladi. Buning uchun pezoelektrik manometrlardan foydalaniladi.
Men amaliyotda bo’lgan “Olmaliq KMK” AJ ning “Markaziy Metrologiya Labaratoriyasi” korxonaning metrologik xizmati bilan shug’ullanadi. Ushbu labaratoriyada barcha turdagi, chiziqli – burchakli o’lchashlar, issiqlik texnikasidagi o’lchashlar, elektr o’lchashlar, fizikaviy – kimyoviy o’lchashlar, mexanik o’lchashlar va akustik o’lchashlar uchun mo’ljallangan o’lchov vositalari kalibrlanadi, qiyoslanishi ta’minlanadi hamda nazorat qilinadi.
Bitiruv malakaviy ishim asosan bosim o’lchash asboblarini metrologik xarakteristikalarini tatqiq qilish bo’lganligi sababli, eng avvalo bosim o’lchash asboblarini va usullarini o’rganib chiqdim. Yuqorida keltirilgan bosim o’lchash asboblari bilan bir qatorda bugungi kunda kombinatda bir qator bosim o’lchashning zamonaviy usullari va asboblaridan keng foydalanilar ekan. Kombinat tarkibida ko’plab zavod va sexlar mavjud. Ulardagi jarayonlar asosan uzluksiz bo’lib, to’xtovsiz nazorat qilish talab qilinadi. Shundan kelib chiqib aytish mumkunki,bosim ham to’xtovsiz nazorat qilinadigan parameter hisoblanadi.Bunga erishish uchun hozirda ko’proq bosim o’zgartkichlaridan keng foydalanilmoqda. Ular quyidagi turli diapazondagi ko’rsatuvchi manometrlar, manovakuummetrlar, ko’rsatuvchi va o’zi yozuvchi manometrlar, ko’rsatuvchi va qayd qiluvchi nazorat vositalari, difmanometrlar,pnevmatik signalli bosim o’lchash o’zgartkichlari, ko’rsatuvchi nazorat vositalari, chiqish signali o’zgarmas tokli elektr bosim o’lchash o’zgartkichlari, ko’rsatuvchi va signalizatsiyaga ega bo’lgan manometrlar,ko’rsatuvchi vakuummetrlar, bosimlar farqini o’lchovchi bosim o’zgartkichlari,ko’rsatuvchi va qayd qiluvchi naporomer va tyagomerlar,aniq o’chashlar uchun deformatsion manometrlar,analogli bosim o’lchash asboblari, turli chiqish signallariga ega bo’lgan bosim o’lchash o’zgartkichlari va boshqa ko’plab shu kabi bosim o’lchash asboblaridan iborat.
Elektr qarshilik usuli bo‘yicha bosimni o‘lchashda sezgir element sifatida tenzodatchiklar qo‘llaniladi. Tenzometrning ishlash prinsipi kuch yoki unga mutanosib bo‘lgan deformasiyani deformasiyalangan jismga yopishtirilgan sim qarshiligining o‘zgarishiga aylantirishdan iborat.
Yuqori metrologik va foydalanish xarakteristikalariga ega bo‘lgan tenzorezistorli bosimni o‘lchash o‘zgartkichlari bir qator afzalliklariga ko‘ra: gabarit o‘lchamlari va massasi kichik, vaqt bo‘yicha yuqori darajada barqaror, aniqligi yuqori, tebranishga chidamliligi, turli agressiv muhitlar bilan kontaktda ishlashi mumkinligi, uchqunga havfsiz qilib ishlaganiga ko‘ra yanada kengroq tarqalmoqda. Avtomatik nazoratning sanoat tizimlari uchun va o‘zgarmas tokning (0...5; 0...20 yoki 4...20 mA) standart chiqish signallari bilan ishlovchi mikroprosessor texnikasi asosidagi TJABT tarkibidagi tizimla r uchun Sapfir turkumidagi elektr o‘lchov tenzometrik o‘zgartkichlari majmuasi ishlab chiqarilmoqda: odatdagicha ishlangan Sapfir-22 va portlashdan himoyalangan turdagi Sapfir-22 Ex. O‘zgartkichlarning aniqlik sinfi 0,25 va 0,5.
Sapfir turkumidagi o‘lchov o‘zgartkichlar majmuasi mutlaq va ortiqcha bosimni, siyraklanishni, shuningdek suyuqlik va gazlarning sarflanishini, kimyoviy aktiv, qovushoq va kristallanuvchi suyuqliklarning sath balandligini, suyuq muhit zichligini va bosim bilan bog‘liq boshqa kattaliklarni keng doirada nazorat qilishga imkon beruvchi datchiklar qatoriga kiradi. Sapfirning ishlash prinsipi kremniyning geteroepitaksial plyonkalaridagi tenzorezistiv effektdan foydalanishga asoslangan. O‘lchanayotgan parametrning ta'siri texnoplyonkali yarim o‘tkazgichli tenzorezistorli elementni deformasiyalaydi. Tenzorezistorlar deformasiyasi natijasida qarshilikning o‘zgarishi elektron qurilmalar yordamida me'yorlashtirilgan tokli chiqish signaliga aylanadi.



1чик

RH
Sapfir-22 o‘zgartkichi komplekti kuchaytiruvchi qurilmasi bo‘lgan o‘lchov blokidan va manba blokidan iborat. Sezgir element deformasiyasi, o‘lchanayotgan parametrning mutanosib kattaligi kremniyli tenzorezistorlarning qarshiligini o‘zgartiradi. Elektron qurilma qarshilikning bu o‘zgarishini o‘zgarmas tokning me'yorlashtirilgan chiqish signaliga almashtiradi.

8- rasm. Sapfir - 22 DD-EX bosimlar farqini o‘lchovchi o‘zgartkichning sxemasi.
8 - rasmda Sapfir-22 DD-Ex bosimlar farqini o‘lchovchi o‘zgartkichning
sxemasi ko‘rsatilgan. Tenzoo‘zgartkich (4) metall membranadan iborat bo‘lib, unga
yuqori tomondan nomuvozanat ko‘prikning yelkalarini tashkil etuvchi to‘rtta kremniyli tenzorezistorlar bilan c hanglatilgan sapfirli membrana kavsharlangan.
Tenzoo‘zgartkich (2) asosga mahkamlangan va o‘lchanayotgan muhitdan ikkita ajratuvchi metall membranalar (1) va (3) bilan bo‘lingan. Termoo‘zgartkich va
membranalar orasidagi berk bo‘shliqlar polimetilsiloksanli suyuqlik bilan to‘ldirilgan. Bosimlarning o‘lchanuvchi farqi R1—R2—tenzoo‘zgartkichlarga
membrana va suyuqliklar orqali ta'sir qiladi. Tenzoo‘zgartkich germetik chiqishlar (5) orqali elektron qurilma (6) ga ulanadi. Shu qurilma yordamida tenzorezistorlar
qarshiligining o‘zgarishi me'yorlashtirilgan tokli chiqish signaliga almashadi, u
masofadan turib uzatish uchun havfsiz uch o‘tkazgichli sim bo‘yicha tam'inot bloki (7) ga uzatiladi. Ta'minot bloki portlashga xavfsiz xonaga o‘rnatiladi va birlamchi o‘zgartkichning ikki o‘tqazgichli sim bo‘yicha ta'minotini ta'minlaydi. Shu liniyaning o‘zidan chiquvchi tokli signal uzatiladi. Ko‘rsatilgan vazifa bilan bir qatorda ta'minot bloki chiqish signalining quvvatini tashqi RH yuklanishni ulash uchun zarur qiymatgacha oshiradi va chiqish signalining berilgan qiymatini shakllantiradi (0...5, 0...20 yoki 4...20mA). Ortiqcha bosim, mutlaq bosim va
siyraklanishlarni nazorat qilishda tenzorezistorli o‘lchov o‘zgartkichlaridan foydalaniladi. Farqi shundaki, o‘lchovchi o‘zgartkich, ob'ektga «plyusli kamera» bilan, «minusli kamera» orqali esa atmosfera bilan ulanadi. Mutlaq bosimni o‘lchovchi o‘zgartkichlarda minusli kamera vakuumlanadi.
Ortiqcha bosimni, siyraklashish va bosimlar farqini o‘lchaydigan tenzorezistorli o‘lchovchi o’zgartkichlarning aniqlik sinflari 0,6; 1,0; 1,5. O‘lchash chegaralari: ortiqcha bosim - 0...10^-3dan 0...60 MPa gacha; siyraklanish - 1...0 dan 10...0 kPa gacha; mutlaq bosim - 0...2,5 kPa dan 0...2,5 MPa gacha; bosimlar farqi 0...1 kPa dan 0...2,5 MPa gacha.
Bosim o’lchashda asosiy xatoliklar asboblarni nosozligidan yoki bosimni bir tekis uzatilmasligidan kelib chiqadi. Buni oldini olish uchun sanoat obyektlarida bosimi o’lchanishi zarur bo’lgan jismning turiga ko’ra bosim o’lchash asboblarini to’g’ri o’rnatish muhum sanaladi. Masalan, gidrostatik bosimni o’lchashga mo’ljallangan datchiklar odatda, rezervuarlarni yon devorining pastki qismiga o’rnatiladi.

9 – rasm. Gidrostatik bosimni o’lchash uchun bosim datchiklarini o’rnatish sxemasi.
Suv va bug’ning bosimlar farqini o’lchashda difmanometr o’lchash kamerasi suv bilan to’la bo’lishi kerak.
Bosim farqini o’lchashning zamonaviy usullaridan biri bu КАРАТ – ДД difmanometr datchigi bo’lib, u membranali birlamchi o’zgartkich va elektron moduldan iborat. Bosimlar farqini o’lchash uchun ikkita
kirishga egadir. Bunday datchik orqali ortiqcha bosimni ham o’lchash mumkun. Ushbu ko’rsatgichlariga ko’ra КАРАТ – ДД universal o’zgarkich sifatida ham ishlatilishi mumkun. Chunki uni konstruksiyasida membranali blok va tenzodatchik bloki mavjud. Membranada ishchi bosim uchun bir tomonlama o’tish, bosimlar farqini o’lchash uchun ko’p martali o’tish mavjud.
Elastik membranalardan kichik bosimlar va bosimlar farqini o’lchashda keng foydalaniladi. Chunki ular arzon, yengil va ekspluatatsiya uchun juda qulay hisoblanadi. Barcha deformatsion bosim o’lchash o’zgartkichlari to’g’ri o’zgartirish metodi asosida ishlaydi. Bunda o’zgartkichlarning deformatsion sezgir elelmentlari o’lchanishi kerak bo’lgan bosimni o’lchash signaliga aylantirib beradi.sezgir elementdan olingan o’lchash axboroti haqidagi signalni o’zgartirish uchun induktiv, differensial – transformatorli, sig’imli, tenzorezistorli va boshqa o’zgartkichlardan keng foydalaniladi.
Ko’rsatuvchi va natijalarni masofadan uzatuvchi manometrlardan nazorat qilish qiyin bo’lgan obyektlarda masalan, AESlarida foydalanish mumkun. Zamonaviy seriyali o’zgartkichlarni aktiv zonaga aralashtirish mumkun emas, shuning uchun ularni bosim sezilarli nuqtaga joylashtirish maqsadga muvofiq bo’ladi. Lekin bu usulning kamchiligi shundaki, manometr haqiqiy ko’rsatgichlarga qaraganda kamroq yoki ko’proq ko’rsatishi mumkun.
Vakuumda bosimni o’lchash uchun ko’p hollarda simobli manometrlardan foydalaniladi. Agressiv, portlash xavfi bo’lgan va suyuq metalli muhutlarni bosimini o’lchashda manometrlar va difmanometrlarni himoya qilish uchun membranali va suyuqlikli ajratuvchilardan foydalaniladi. Kimyoviy aktiv muhutlarda masalan, kislorodli, yuk – porshenli manometrlardan foydalanish mumkun emas.
Bugungi kunda o’lchashlarga qo’yiladigan asosiy talab o’lchash natijalarini avtomatik nazorat qilishga to’g’rida to’g’ri uzatish bo’lib, buning uchun olingan natijalr qayta ishlanishi lozim. Bunday talablarga esa bugungi kunda intellektual o’lchash tizimlari to’la javob bera oladi. Bosimni o’lchash natijalarini ushbu ko’rinishda uzatish uchun turli datchiklardan foydalaniladi. Bunday o’lchash o’zgartkichlari uzluksiz o’lchash imkoniyatiga ega bo’lib, kerakli vaqtda axborot bilan ta’minlashi mumkun. Bunda eng avvalo bosim elektr signallariga aylantirilib, kompyuterga kodlashtiriligan axborot ko’rinishida uzatiladi, dastur asosida ushbu signal yoki keying bosqichga uzatiladi yoki qayta ishlashga yuboriladi. Buning afzalliklari shundaki, jarayon uzluksiz nazoratda ushlab turiladi, o’lchash natijalarini ishonchliligi yuqori bo’ladi, inson omili bo’lmagani uchun xatolik ma’lum darajada pasayadi. Bunday holatda esa ham vaqt tejaladi, ham aniq va ishonchli ma’lumot olinadi. Bosimni o’lchash o’zgarkichlari orqali o’lchashning asosiy afzalligi ham shunda. Lekin shuncha afzalliklari bo’lsada ishlab chiqarishdan analogli o’lchash vositalarini butunlay chiqarib tashlay olmaymiz. Chunki bosimni o’lchashda ularni ham o’ziga yarasha afzalliklari mavjud. Ya’ni, ulat iqtisodiy tomondan arzon, shu bilab birga tashqi ta’sirlarga, turli mexanik zarblarga nisbatan chidamli va ularni ta’mirlash imkoni mavjud. Juda katta aniqlik talab qilinmaydigan jarayonlarda, signalizator sifatida qo’llanilishi mumkun.
Xulosa qilib shuni aytishimiz mumkunki, bosimni o’lchash har bir jarayon va obyektlardan kelib chiqqan holda turli usullar va vositalar orqali amalga oshiriladi. Ularning har birini o’ziga yarasha afzalliklari va kamchiliklari mavjud.
O’lchash natijalarini to’g’riligi faqatgina iqtisodiy tomondan emas, balki xavfsizlik tomonidan ham muhum sanaladi. Shuning uchun ko’p asboblar uchun tkshiruvlar oralig’I 1 yil deb belgilangan. Lekin o’lchash vositalari be’gilangan me’yorlardagi sharoitlarda ishlatilmagan holatlarida bu oraliq kamayishi mumkun.