BUTUNSiNAVLAR.COM
        Giriş     Üye OL
Proseslerde Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları, Basınç Ölçümünde Dikkat Edilecekler, Basınç Ölçüm Cihazları, Manometreler, Körük, Bourdon Tüpü, Spiral Basınç Metreleri

Proseslerde Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

1.9. Proseslerde Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

1.9.1. Basınç Ölçümünde Dikkat Edilecekler

1.9.1.1. Basınç Ölçüm Cihazları

Basınç ölçüm cihazları hidrolik ve pnömatik sistemlerde bağlandıkları noktalardaki basıncı ölçerek kontrol altında tutulmak istenen yerlerde kullanılır.

Manometreler

Manometreler hidrolik ve pnömatik sistemlerin her ikisinde de kullanılmaktadır. Hidrolik sistemlerde akışkanın basıncını, pnömatik sistemlerde ise havanın basıncını ölçmek için kullanılır. Manometreler genellikle basınç hattına bağlanır. Sistemde basıncın ölçülmek istendiği yerlere de takılarak buralardaki basınçlar da kontrol edilebilir. Manometreler sert koşullar ve sallantının olduğu endüstriyel alanlarda, gemilerde geniş kullanım alanı bulur.

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

• Taslak Ölçüleri

Manometre seçiminde dikkat edilmesi gereken konular şunlardır:

  • Manometrenin çalışma basıncı
  • Bağlantı vidasının ölçüsü
  • Dış çapı

• Diferansiyel Elemanlar

Diferansiyel elemanlar; basınç ölçülen sistemde iki farklı basınç arasındaki farkı görmek için kullanılır. Genellikle filtrelerindeki giriş ve çıkış basınç farklarını, ısıtma ve

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

Şekil 1.59’da diferansiyel elemanlarla basınç ölçme sisteminin iç yapısı verilmiştir.

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

Basınçölçer iki girişe sahiptir. Bunlar “+” ve “-” olarak işaretlenmiştir. Montaj esnasında önce pozitif basınç sisteme verilmelidir. Skala üzerinde ölçülen basınç, iki basınç arasındaki farktır. Bu cihazlara fark basınçölçerleri de denilmektedir. Bu ölçüm, bourdon tüplü manometreyle veya diyaframlı manometreyle yapılır. Bu cihazlar, darbe ve titreşimin olduğu yüksek dinamik yük altındaki test noktalarında basınç ölçülürken sönümleyici akışkanla (genellikle gliserinle) doldurulur.

• Körük

Körük tipi fark basınç sensörleri 0 ile 1000 Pa aralığındaki basınç değerlerini ölçmek için kullanılır. Daha yüksek basınç değerlerinde körük zarar göreceğinden kullanılamaz. Körükler, malzeme olarak bakır alaşımı, yapı olarak ince oluklu levha tipinde birbirine preslenmiş olarak imal edilir. Körük içerisine basınç uygulandığında, körük genleşerek uzar. Bu uzama değeri basınçla ilişkilidir. Basınç miktarındaki artış körükte mesafe değişimi olarak algılanır. Bu uzama değerini, çeşitli algılayıcılarla ekranda değişen basınç değeri olarak okumak mümkündür.

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

Diyafram; ince metal bir levha olup çevresi boyunca yataklanmıştır. Genelde paslanmaz çelik veya pirinçten yapılır. Üzerine basınç uygulandığında diyafram bir şişme yapar. Bir mil veya mekanik bir düzenek, diyaframın şişmesinden kaynaklanan hareketle yer değiştirir. Bu yer değiştirme çeşitli algılayıcılarla elektriksel verilere dönüştürülür ve uygulanan basınç ölçülmüş olur (Şekil 1.60).

Şekil 1.61’de diyafram ve diyaframa belli uzaklıkta yerleştirilmiş bir iletken levha vardır. Hem levhanın hem de yerleştirilmiş olan plakanın arasında yalıtkan olarak hava bulunduğu için burada bir kapasite ölçümü söz konusudur. Diyafram üzerine basınç uygulandığı zaman diyaframda bir şişme ve dolayısıyla “d” kadar bir yer değiştirme olur. Bu yer değiştirme miktarı kapasitede de bir değişiklik oluşturur. Dolayısıyla uygulanan basıncın değişimi kapasitenin de değişimi demektir. Göstergede minimum ve maksimum değerler arasında yapılan bir lineer skalalandırma basınç değerini kapasite ya da basınç değeri olarak ölçmeye imkân sağlar.

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

1.9.1.2. Bourdon Tüpü

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

Bourdon tüpü kullanılarak yapılan basınç göstergeleri, statik basınç ölçümlerinde en çok kullanılan ve ucuz olan cihazlardır. Elastik elemanın basınç altında şekil değişiminden faydalanılmaktadır. Bourdon tüpü çoğunlukla eliptik kesitli C şeklindeki bir borudan ibarettir. Borunun bir ucu sabit, diğer ucu boştadır. Bu boruya basınç uygulandığında borunun ucunda ok yönünde elastik bir şekil değişimi meydana gelir (Şekil 1.62). Borunun boş ucunun değişimi yay ve dişli mekanizmalarla dönme olarak ibreye iletilir (Şekil 1.63).

1.9.1.3. Spiral Basınç Metreleri

Spiral bourdon tüpünün açık ucuna basınç uygulandığında kapalı uca bağlı ibre, spiralin açılma isteğiyle hareket eder (Resim 1.56). Tüpün serbest ucundaki momentin

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

1.9.1.4. Kimyasal Basınç Ölçeği

Kimyasal basınç manometreleri çeşitli kimyasallarla çalışan sistemlerde kullanılır. Kimyasalların bakır alaşımlarını aşındırıcı özelliği nedeniyle basınç organı paslanmaz malzemeden imal edilir. Paslanmanın istenmediği yerler için komple paslanmaz türleri, sürekli inip çıkan dinamik basınçlar ve sarsıntılı ortamlar için gliserin dolgulu tüpler tavsiye edilir.

1.9.1.5. Basınç Göstergeleri ve Kaydedicileri

Basınç ölçümü ve basınç göstergelerinden bazıları Bölüm 1.1.3’te ayrıntılı olarak açıklandı. Bu kısımda farklı olarak atmosferik basıncın ölçülmesi ve kaydedilmesi açıklanacaktır. Atmosferik basıncın ölçülmesinde üç ana metot vardır:

  • Atmosferik sütunun, bir sıvı sütunu ile dengesini kullanmaktır. Sıvı olarak alçak buhar basıncına sahip cıva kullanılır. En sıhhatli ölçüm bu metotla yapılır.
  • Bir zarın veya bir metal levhanın bir tarafındaki basınç, diğer taraftakinden farklı ise zarın şekli değişir. Bu metottan yararlanarak aneroid (metal) barometreler ve barograflar yapılmıştır.
  • Sıvıların kaynama noktaları, yüzeyleri üzerindeki basınca bağlıdır. Sıvı üzerindeki buhar basıncı, üzerinde duran atmosferin basıncına eşit olunca buharlaşma başlar. Sıvının kaynama noktası ölçülerek barometrik basınç bulunur. Müfettiş barometresi olarak kullanılan hipsometreler, bu metottan yararlanılarak yapılmıştır.

Cıvalı barometreye göre basınç ölçümü standarttır. Diğer aletler cıvalı barometreye göre ayarlanır.

• Atmosferik Basınç Birimleri

Basıncın ölçülmesinde muhtelif birimler kullanılmaktadır. Meteorolojik amaçlarla basınç ölçümünde kullanılan eski birim milibardır. Ancak, WMO (World Meteorological Organization) tarafından 1 milibara eşit olan hektopaskal (hPa), yeni basınç birimi olarak kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca cıvalı barometrelerden bazıları standart şartlar altında “mm” veya “inç” olarak taksimatlandırılmıştır. Bu standart şartlar altında 760 mm’lik gerçek skala yüksekliğine sahip olan cıva sütunu 1013,250 hektopaskallık bir basınç meydana getirir.

Basınç Ölçme ve Kontrol ElemanlarıBasınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

Barometre, atmosferik basıncı ölçen alettir. Aneroid ve cıvalı olmak üzere iki türü vardır. Cıvalı barometre, 1643 yılında Toricelli tarafından bulunmuştur. Bu tür barometrelerin temel yapısı; içi cıva dolu bir tüpün, cıva dolu bir kaba ağzı açık tarafı aşağı gelecek şekilde daldırılmasıdır. Aneroid barometreler ise herhangi bir sıvı içermeyen ve basınç değişimlerine duyarlı metallerden yapılan barometrelerdir.

Barograf; barometrik değişimleri ve basınç değişimlerini sürekli kaydeden basınçölçerdir. Barograflar cıvalı veya aneroid tipte olabilir ama genellikle ikinci tip kullanılır. Aneroid barograf içi boş bir veya birkaç hücreden oluşur. Hücrelerden en alttaki sabittir ve en üsttekine ise bir kalem monte edilmiştir. Basınç değişimleri ile hücrelerde olan değişimler kalem tarafından kurulu bir saat üzerine yerleştirilmiş diyagrama kaydedilir. Bu aletlerin en hassas tarafı sıcaklıktan etkilenmeleri nedeniyle hata yapabilmesi ve çok küçük basınç değişimlerine zaman zaman tepki verememesidir. Bu nedenle zaman zaman standart barometre veya en yakın barometre ile karşılaştırılmalı ve hata oranı düzeltilmelidir.

1.9.2. Kalibrasyon Standartları ve Metotları

Kalibrasyon; bir ölçü aletine doğru ölçme yeteneği kazandırma (ayar) ve/veya bu yeteneği test etme (kontrol) işlemine denir.

1.9.2.1. Net Ağırlık Ölçmenin İncelikleri

• Test Ölçekleri

Esnek ölçüm elemanlarına sahip basınç ölçüm cihazları söz konusu olunca, Ağırlıklar ve Ölçüler Yönetmeliği’nde tanımlanan spesifik bir kategori sınırında kalan hata eğrisinde ortaya çıkan bireysel hatalar izin verilen bir hata şeridini geçemez. Bu hata şeridinin iki sınırı vardır; kalibrasyon hata sınırı ve geleneksel hata sınırı. Kalibrasyon hata sınırı yepyeni bir cihazın izin verilen en büyük hata sınırını belirlerken, geleneksel hata sınırı ise cihaza belli bir sayıdaki dinamik ve sürekli yüklenmeler neticesinde ortaya çıkan hataların sınırıdır. Bu yüklenmeler Ağırlıklar ve Ölçüler Yönetmeliği ile DIN 16005'te verilmiştir.

Tablo 1.16: Sınıf bölünmeleri ve hata sınırları

Basınç ölçümü Kalibrasyon hata sınırı Geleneksel hata sınırı
Klas (Sınıf) Tam skala sapmasının %si
Kl.0.1 ±0.08 ±0.1
Kl.0.2 ±0.16 ±0.2
Kl.0.3 ±0.25 ±0.3
Kl.0.6 ±0.5 ±0.6
Kl.1.0 ±0.8 ±1
Kl.1.6 ±1.3 ±1.6
Kl.2.5 ±2 ±2.5
Kl.4.0 ±3 ±4

• Ölçek Hataları

Histerezis; düşen istikametteki okuma büyüklüğünden yükselen istikametteki okuma büyüklüğünün çıkarılması ile hesaplanır. Sınırlar Tablo 1.16’da görülen değerleri aşamaz. Sınır değerleri pozitif olup negatif veya pozitif fazla-basınç altındaki baş ve son skala değer büyüklüğü ile (yani pozitif ve negatif fazla basınç altındaki ölçüm alanı ile) ilişkilidir. Test yapılacak basınç ölçüm ekipmanının hatası, test yapılacak cihazın kalibrasyon hata sınırının %25'inden daha az olmalıdır. Okuma, göstergeye hafifçe fiske attıktan sonra yapılır. Ölçüm alanına eşit olarak dağıtılan ölçüm nokta sayısışöyledir:

  • Klas 0.1; 0.2; 0.3; 0.6 için en az 10 nokta
  • Klas 1; 1.6; 2.5 için en az 5 nokta
  • Klas 4.0 için en az 4 nokta

Aralığın başlangıcı ve sonu ölçüm noktası olarak alınır. Aşağıda hassas sınıf ve kullanım alanları arasında pratikte bir bağıntı ortaya çıkmaktadır:

  • Klas 0.1’den 0.6’ya kadar olanlar: Laboratuvar ve atölyede hassas ölçümlerde,
  • Klas 2.5'ten 4.0'a kadar olanlar: Hassasiyet gerektirmeyen gözlemlerde tercih edilir.

1.9.2.2. Basınç Ölçümü ve Cihaz Ekipman Kontrolü

Basınç ölçüm ve kalibrasyon cihazları olarak analog manometre, dijital basınç ölçer, basınç kalibratörleri, kalibrasyon el pompası vb. cihazlar kullanılır.

Resim 1.61’de 4½ inç ABS sert plastik gövdeli, darbelere karşı yüksek dayanımlı, sıfırlama ayarlı, bakım ve rekalibrasyon gerektirmeyen analog test manometresi görülmektedir. Resim 1.62’de bar grafik LCD ekranlı, seçilebilir basınç birimlerine sahip (psi, inH2O, inHg, mmH2O, mmHg, bar, mbar, Kg/cm²), dijital manometre görülmektedir.

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

Resim 1.61:Analog test manometresi Resim 1.62: Dijital manometre

Resim 1.63’te pnömatik basınç üreteci, alüminyum gövdesi, paslanmaz çelik şaft ve el tutamağı, 99999 sayabilen geniş LCD ekranı bulunan ve psi, bar, kg/cm, inH2O, ftH2O, cmH2O, mH2O, kpa, mbar, inHg, mmHg ve torr birimlerini seçme özeliğine sahip olan el tipi basınç kalibrasyon seti görülmektedir. Resim 1.64’te dâhili sensör ile basınç ölçümü yapabilen korozyona neden olmayan gaz ve sıvılarla kullanımına uygun, eş zamanlı basınç ve akım ölçümü özelliği olan dijital basınç kalibratörü görülmektedir. Resim 1.65’te ise basınç kalibrasyonu işlemlerinde kullanılan 200 bar hidrolik el pompası verilmiştir.

Basınç Ölçme ve Kontrol Elemanları

kalibrasyon seti basınç kalibratörü kalibrasyonu el pompası

1.9.2.3. Basınç Uygulamalarında Dikkat Edilecekler

Hatlarda veya yapı elemanlarının giriş ve çıkışlarında basıncı ölçmek için hattın ilgili yerlerine basınç göstergesi monte edilir. Mutlak basınç vebağıl basınç olmak üzere iki ayrı basınç ifadesi kullanılır. Ölçü aletinin sıfır noktasının tanımı mutlak vakum değeriyle belirlenmişse, bu aletin gösterdiği değer mutlak basınç değeridir. Sıfır noktasının tanımı mutlak vakum değeri yerine atmosfer basıncı esas alınarak yapılmışsa, bu aletin gösterdiği değer bağıl basınç değeridir. Vakum değeri olarak mutlak ölçme sisteminde 1’den küçük değerler, bağıl ölçme sisteminde 0’dan küçük değerler alınır.

1.9.2.4. Basıncın Otomatik Kontrolü

Basıncı kontrol etmek amacıyla basınç kontrol valfleri kullanılır. Pnömatik bir sistemde de hava basıncını sınırlandırmak için birçok tipte kontrol elemanları kullanılmaktadır. Öncelikle hava tankına yerleştirilmiş basınç kontrol üniteleri, tank ve dağıtım hatları içindeki hava basıncının sınırlandırılması amacıyla kullanılır. Bu tür bir basınç kontrol düzeni, kompresörün devreye girme ve devreden çıkma noktalarını belirler. Sistemdeki hava basıncı, alçak basınç noktasına düştüğü anda, kompresör kontrol devresi kompresörü çalıştırarak devreye sokar. Hava tankı basıncının maksimum basınç değerine ulaşması hâlinde ise kompresör çıkış basıncı düşürülür ya da kompresör otomatik olarak durur.

Basınç ayar valfleri, sistemdeki basınçlı havanın basıncını cihazın emniyetli çalışabilmesini sağlayacak bir seviyeye düşürerek kontrol eder. Örneğin; ana hat basıncı 17 bar, hattın beslediği cihaz ise sadece 6 bar basınç için tasarlanmış olduğu taktirde, ana hat basıncının düşürülmesi gerekir. Basınç ayarlayıcıları, genellikle hava istasyonlarınaya da pnömatik cihazın müstakil parçaları üzerine yerleştirilir. Bunlar, çıkış noktasındaki hava basıncının yakın tolerans sınırları içinde kontrol edilebilmesini sağlamak için tasarlanmış hassas cihazlardır ve çalışmakta iken, tahliye valflerinin yaptığı gibi basınçlı havayı atmosfere atmaz; fakat basıncı kontrol eder veya düşürür.

Herhangi bir ayar tertibatına sahip olmayan bir pnömatik sistemde, kompresör çalıştığı sürece hava sıkıştırılmaya devam eder. Sistemde herhangi bir kontrol mevcut değilse, bu durum boruların ve sistem aksamının patlamasına neden olabilir. Bu tür bir hasarı önlemek için, basınç tahliye ve emniyet valflerine ihtiyaç vardır.

Tahliye ve emniyet valfleri değişik tasarım ve çalışma yöntemlerine sahip olmalarına rağmen, aynı koruyucu görevi yerine getirir. Tahliye valflerinin sistemi genel hasarlara karşı korumasına karşın, diğer valfler sistemin değişik parçalarındaki basıncı ayar eder. Ayar edilen basınç değeri, daima toplam sistem basıncının altındaki bir seviyededir.

1.9.2.5. Basınç Uygulamalarıİçin Ekipman Seçimi

Basınç ölçümü için üç ana yöntem vardır. En basit yöntem bilinmeyen basıncı, yoğunluğu belli bir sıvı sütununun ürettiği basınçla dengelemeyi içerir. İkinci yöntem bilinmeyen basıncın, bilinen bir alana etkimesini sağlayarak alan üzerinde oluşan bileşke kuvveti doğrudan ya da dolaylı ölçmeyi kapsar. Üçüncü yöntem ise bilinmeyen basıncın elastik bir elemana (alanı belli) etkimesini sağlamak ve ortaya çıkan gerilim ya da uzama oranını ölçmeyi kapsar.

TÜM DERS NOTLARI İÇİN TIKLAYIN
YORUMLAR

YORUM YAZ
Yorum yazabilmek için sağ üstten giriş yapmanız gerekir.
  Üye değilseniz,üye olmak için
 TIKLAYIN.
Lütfen sorularınızı yukarıdaki SORUSOR sekmesinden sorunuz
Buradan sorularınıza admin tarafından CEVAP VERİLMEYECEKTİR.
Max. 1000 karakter.
Sinavlara hazirlik