Urządzenie - "Wybrane zagadnienia z maszynoznawstwa ogólnego"

1. Przyrządy kontrolno-pomiarowe
W świecie nas otaczającym zachodzi mnóstwo zjawisk. Aby ograniczyć ich wpływ na środowisko człowiek potrzebuje wielu różnych przyrządów kontrolno-pomiarowych. Każde z nich ma swoje zastosowanie wyłącznie w pomiarze jednej konkretnej wielkości fizycznej. Każda z tych wielkości jest stała, nie zmienna i niezależna oraz ma swoją konkretną nazwę i symbol.
# Aby zachować ład i uniknąć przeliczeń z jednej jednostki na inna (np. z centymetra na cale, z ton na gramy) został powszechnie przyjęty Międzynarodowy Układ Jednostek i Miar inaczej zwany Układem SI. Dokonuje się podziału na:
Podstawowe ? jednostki miar podstawowych wielkości fizycznych
- Pochodne ? jednostki wszystkich wielkości mierzonych utworzone na podstawie wzajemnych zależności jednostek
- Uzupełniające ? odnoszą się do miar kątów
- Główne ? jednostki podstawowe uzupełniające
# Jednak niekiedy liczby są na tyle małe, że zajmują mnóstwo miejsc po przecinku i mogą wystąpić problemy z łatwym odczytem. Podobnie jest i z za dużymi liczbami. Rozwiązanie jest takie aby używać system jednostek krotnych, który odpowiada dziesiętnym wielokrotnościom lub podwielokrotnością jednostek głównych. Dodanie do nazwy jednostki odpowiedniego przedrostka pozwala na uzyskiwanie nazw jednostek i symboli.
Oto niektóre z nich:
Nazwa przedrostka - Oznaczenie - Mnożnik
Tera -------------------- T ------------ 1012 = 1000 000 000 000
Deka ------------------- da ------------ 10
Decy -------------------- d ---------- 10-1 = 0,1
Piko --------------------- p --------- 10-12 = 0,000 000 000 001

# Występuje w naturze również błąd pomiarowy. Wszystkie przyrządy dokonują pomiarów przybliżonych do prawdziwej wartości mierzonej wielkości. Błędy biorą się z wadliwości lub małej dokładności przyżądu pomiarowego, niedokładnego odczytu oraz nieodpowiednich warunków do dokonania pomiaru.


2. Termometry
Termometrami nazywamy urządzenia służące do pomiaru temperatury. Są one robione z ciał termometrycznych tzn. takich, których właściwości (rezystancja, objętość) są zależne od temperatury. Wykorzystuje się do tego substancje w 3 stanach skupienia, zależnie od potrzeby i warunków pomiarowych i innych czynników wpływających na zmianę dokładności pomiaru.

#Najbardziej znane i powszechne są termometry cieczowe. Wykorzystywana jest w nich zmiana objętości cieczy. Najczęściej wykorzystywane ciecze są to rtęć lub zabarwiony alkohol. Termometry drugiego typu używa się w zakresie od -40oC do 140oC, gdy termometry rtęciowych można używać do pomiaru o wiele wyższych temperatur, nawet do 360oC ale nie są wskazane do wykorzystywania w gastronomii. Są one zbudowane ze zbiorniczka w którym zawarta jest ciecz i kapilary. Podczas zwiększenia temperatury ciecz termometryczna zwiększa objętość i wpływa do kapilary. Zależnie od tego na jakiej wysokości się kończy słupek cieczy można odczytać na skali temperaturę.

# Używa się również termometry wykorzystujące rozszerzalność dwóch metali o skrajnej podatności na rozszerzanie połączonych (termobimetal) w postaci blaszki albo spirali. Podczas zwiększania temperatury metal o większej rozszerzalności termicznej bardziej się wydłuży i blaszka się wygnie tak jak na rysunku a). Podczas spadku temperatury sytuacja wygląda odwrotnie, ponieważ blaszka wygnie się w drugą stronę tak jak na rysunku b). Łącząc z odpowiedni sposób to urządzenie ze wskazówką można uzyskać termometr. Są nie dokładne więc używa je się do pomiaru w pomieszczeniach, albo w termoregulatorach np. tosterach i żelazkach.

# Termometry elektryczne dzielimy na:
- Term. generacyjne ? wytwarzające energię elektryczną pod wpływem temperatury
- Term. parametryczne ? zmieniające rezystancję pod wpływem temperatury
Wszystkie one wymagają dodatkowych urządzeń przetwarzających informacje o zmiennym napięciu prądu elektrycznego napływającego do czujnika w celu jego prezentacji i interpretacji w urządzeniach sterujących.
Działanie generacyjnych czujników temperatury oparte jest na Zjawisku Seebecka ? zjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej w obwodzie zawierającym dwa metale lub półprzewodniki gdy ich złącza znajdują się w różnych temperaturach.

# Termometry wykorzystujące zależność ciśnienia do temperatury nazywamy gazowymi lub manometrycznymi. Najczęściej wykorzystywany do nich gaz to azot. Pomiar temperatury odbywa się za pomocą czujnika, który składa się z kapsuły wypełnionej gazem, kapilary i elementu sprężystego. Zmiana temperatury medium powoduje powstanie wewnętrznego ciśnienia, co jest mierzone przez układ z rurką Bourdona. Zmiany temperatury otoczenia są wyrównywane z wykorzystaniem układu bimetalicznego znajdującego się wewnątrz termometru.

3. Manometry - przyrządy do pomiaru ciśnienia. Ze względu na wskazywane ciśnienie dzieli się je na:
- względne ? wskazujące różnicę ciśnień,
- bezwzględne ? wskazujące ciśnienie w odniesieniu do próżni.

# Wyróżnia się przyrządy do mierzenia ciśnienia:

- manometr ? do pomiarów ciśnienia wyższego niż atmosferyczne
- barometr ? atmosferycznego
- wakuometr (próżniomierz) ? przyrząd do mierzenia ciśnień poniżej ciśnienia atmosferycznego.

# Podział przyrządów według zasady działania

- hydrostatyczne ? o małej dokładności odczytu, dużych wymiarach, z rtęcią nie stosuje się w gastronomii
- prężne ? wykorzystujące zjawisko odkształcania się elementu sprężystego pod wpływem różnych ciśnień, w swojej budowie posiadają przekładnie dźwigniowo-zębate
- elektryczne

4. Wilgotnościomierze (higrometry) ? to przyrząd służący do wyznaczania wilgotności. Określana jest przez stosunek ilości aktualnej pary w powietrzu do największej ilości pary wodnej jaka może znajdować się w powietrzu w danej temperaturze.

Tzn. wraz ze spadkiem temperatury maleje pojemność wodna.

# Wilgotnościomierz włosowy ? najprostsze urządzenie do pomiaru wilgoci w powietrzu. Wykorzystywana jest zmiana długości włosów podczas wchłaniania wody. Gdy włos się wydłuża sprężyna go rozciąga przez co wskazówka się podnosi pokazując na skali wynik.

# Higrometr kondensacyjny - ilość pary wodnej skroplonej na zewnętrznej powierzchni początkowo była ustalana na podstawie zmiany masy, w udoskonalonej metodzie przez pomiar temperatury przy jakiej rosa zaczyna osiadać na zewnętrznych ściankach ochładzanego naczynia - w ten sposób wyznaczono temperaturę punktu rosy. Temperatura punktu rosy określa wilgotność bezwzględną, wilgotność względna zależy też od temperatury w pomieszczeniu. Na podstawie temperatur z użyciem wzorów lub wykresów wyznacza się wilgotności.

# Psychometr - składającego się z dwóch termometrów: suchego i wilgotnego. Wykorzystując zjawisko hamowania parowania przez powietrze wilgotne i przyspieszania go przez powietrze suche. Przyrząd składa się z dwóch identycznych termometrów, z czego pojemniczek z rtęcią jednego z nich owija się kawałkiem nasiąkliwego batystu, którego jeden koniec zanurzony jest w wodzie - dzięki temu batyst okalający zbiorniczek jest ciągle wilgotny.

5. Wagi ? przyrządy do wyznaczania masy ciał na zasadzie równoważenia sił lub momentów sił; jedną z sił jest ciężar ciała o mierzonej masie, drugą ? ciężar odważników lub inna siła (np. związana z odkształceniem elementu sprężystego) . Wyróżnia się następujące wagi:
Odważnikowa ? siłą równoważącą w wagach jest wytwarzana przez masy wzorcowe (odważniki) za pośrednictwem dźwigni lub układu dźwigniowego.
- Uchylona
- Przesuwnikowe
- Sprężynowa - podstawowym elementem jest odpowiednio uformowany element sprężysty (sprężyna, nić, taśma, drut itp.), odkształcający się pod wpływem ciężaru ważonego ciała.
- Elektromagnetyczna - wyposażona w elektron. układ wskazujący, najczęściej cyfrowy.
- Elektryczna - waga wyposażona w przetwornik siły lub naprężenia mech. na sygnał elektr., który jest następnie przetwarzany na wskazanie w.e.; np. w. tensometryczna.

6. Sprężarki ? maszyna której zadaniem jest podwyższenie ciśnienia gazu lub wymuszenie jego przepływu (nadanie energii kinetycznej).

# Sprężarki stosuje się tam, gdzie chodzi o:
- zwiększenie gęstości czynnika gazowego,
- podniesienie ciśnienia tego czynnika,
- wymuszenie przepływu,
- podwyższenie temperatury czynnika gazowego, albo też o

- wywołanie dodatniego efektu Joule'a-Thomsona

# Podział ze wzg. na stosunek sprężania:
- wentylatory dla ? < 1.13 (przyrost ciśnienia nie przekraczający 10kPa)
- dmuchawy dla 1.13 < ? < 3
- kompresory dla ? > 3

# Podział ze wzg. na budowę:
- wyporowe
- sprężarka tłokowa
- sprężarka śrubowa
- sprężarka membranowa
- sprężarka spiralna
- sprężarka Roots
- sprężarka łopatkowa
- przepływowe
- sprężarka promieniowa
- sprężarka diagonalna
- sprężarka osiowa
- sprężarka wirowa
- sprężarka Comprex
- inne
- sprężarka chemiczna (termiczna)

# Podział ze wzg. na rodzaj sprężanego czynnika
- maszyny sprężające powietrzne
- maszyny sprężające gazowe
# Podział ze wzg. na ilość stopni
- jednostopniowe,
- wielostopniowe.
# Podział ze wzg. na konstrukcję:
- wyporowe ? składają się z: cylindra, tłoka, wała korbowego, głowicy z zaworami, zaworu ssawnego, - zawora tłocznego
- wirowe i rotacyjne ? wyporowe o obrotowym ruchu tłoka, ze wzg. na kształt tłoków:
a. łopatkowe
b. z pierścieniem cieczowym
c. mimośrodowe
-o innej budowie i zasadzie działania


7. Wentylatory ? sprężarki, w których przyrost ciśnienia statycznego gazu jest minimalny, a cała energia gazu jest zawarta w jej składowej kinetycznej. Stosuję się je do
- agregatów chłodniczych
- odciągów
- urządzeń klimatyzacyjnych
- urządzeń wentylacyjnych

# Wentylatory są zbudowane z:
- silnika
- wirnika
- obudowy

# Dzieli się ja na:
- w. osiowe
- w. kątowe

8. Dmuchawy - sprężarki o cechach konstrukcyjnych podobnych do sprężarek właściwych przepływowych. Różnice polegają na odmiennej konstrukcji kierownic tak aby kinetyczna składowa energii całkowitej gazu opuszczającego urządzenie była dużo większa niż składowa potencjalna.
W przemyśle najszersze zastosowanie znalazły dmuchawy w z wirującymi tłokami Rootsa. Stosuje się tłoki dwu- i trzyskrzydełkowe, te ostatnie tam, gdzie potrzebna jest duża równomierność ciśnienia powietrza na wyjściu.

9.Przenośniki - urządzenie transportu bliskiego o ruchu ciągłym, przeznaczone do przemieszczania materiałów sypkich lub określonych ładunków, po określonym torze. Podział przenośników:

# Cięgnowe ? transport za pomocą cięgna
- członowe - na odpowiednich członach (płyty, koryta, wózki)
- taśmowe
- kubełkowe - transport w kubełkach połączonych cięgnem
- zabierakowe - transport za pomocą zgarniaków, zgrzebłów, zaczepów
- podwieszone - ładunek zawieszony na zawieszkach

# Bezcięgnowe - za pomocą innych niż cięgno elementów mechanicznych, drgań lub grawitacji:
- impulsowe i grawitacyjne - transport po nienapędzanych obrotowych wałkach lub krążkach, lub zsuwniach
- wałkowe i krążkowe napędzane - transport poziomy po napędzanych wałkach lub krążkach
- śrubowe - transport za pomocą obracającej się powierzchni śrubowej
- wstrząsowe (inercyjne) - transport poprzez drgania rynny
- miotające (wyrzutniki)
# Z medium pośredniczącym - transport w strumieniu gazu lub cieczy
- pneumatyczne (gazowe)
- hydrauliczne (cieczowe)

10. Normalizacja - norma wyrobu, która określa wymagania jakie musi spełnić wyrób, by można było go uznać za funkcjonalny.
Norma przedmiotowa dostępna jest zazwyczaj w postaci unormalizowanego pisemnego przepisu (dokumentu technicznego lub techniczno-prawnego) przyjętego bez sprzeciwu przez wszystkie zainteresowane zagadnieniem w niej poruszanym strony i jest zatwierdzona przez odpowiednią jednostkę administracyjną lub prawną.

# Polska Norma - norma o zasięgu krajowym, przyjęta w drodze konsensu i zatwierdzona przez krajową jednostkę normalizacyjną Polski Komitet Normalizacyjny (PKN). Normy PN są powszechnie dostępne, ale nie bezpłatne, zaś ich dystrybucję kontroluje PKN.

# Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna ISO ? instytucja zrzeszająca krajowe organizacje normalizacyjne.

#Wyróżnia się normy:
- krajowe
- międzynarodowe
- zakładowe

# Typy norm:
- technologiczne
- podstawowe
- badań
- wyrobu
- procesu
- usługi
- interfejsu
- danych

11. Katalogi i poradniki
Katalog - zbiór zawierający systematyczny, często hierarchiczny spis obiektów jednego typu wraz z towarzyszącymi im atrybutami, umożliwiający klasyfikację obiektów według kategorii lub wybór obiektów według określonych kryteriów wyszukiwania.