Kontrola emisji zanieczyszczeń ćwiczenie laboratoryjne nr 6

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery dr inż. Maria Mazur Wrocław, 2013/2014

5. AUTOMATYZACJA GRAWIMETRYCZNEGO POMIARU STĘŻENIA PYŁU –

PYŁOMIERZ EMIOTEST

5.1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest nabycie umiejętności programowania i obsługi jednostki centralnej
pyłomierza grawimetrycznego

EMIOTEST

oraz interpretacji wyników pomiaru.

5.2.

CHARAKTERYSTYKA PYŁOMIERZA EMIOTEST

Wyposażenie pyłomierza umożliwia pomiar stężenia i strumienia masy pyłu. Problemy związane z
zachowaniem izokinetycznego poboru próbki gazu do układu pomiarowego pyłomierza
grawimetrycznego w istotnym stopniu minimalizuje automatyzacja pomiaru umożliwiająca
realizację (praktycznie on line ) funkcji



P

v

= f (



P) (1)

gdzie:



P

v

– ciśnienie różnicowe gazu w zwężce pomiarowej, będące miarą strumienia objętości

gazu zasysanego z kanału końcówką aspiracyjną sondy,



P – ciśnienie spiętrzenia gazu w kanale będące miarą prędkości gazu w kanale

przepływowym w miejscu poboru próbki gazu.

Istotnym elementem wyposażenia pyłomierza

EMIOTEST

jest centralna jednostka pomiarowo-

sterująca (rys.1), w obudowie której znajdują się m.in. zwężka pomiarowa oraz przetworniki
temperatury i ciśnienia spiętrzenia gazu w kanale, temperatury oraz ciśnienia absolutnego i
ciśnienia różnicowego gazu w zwężce, regulator przepływu a przede wszystkim układ
mikroprocesorowy wyposażony w system rejestracji oraz algorytm przetwarzania danych
pomiarowych. Widok panelu sterowania jednostki centralnej przedstawiono na rys.2.

Rys. 1. Pyłomierz EMIOTEST: 1 – wymienna końcówka aspiracyjna, 2 – sonda prędkościowa z
głowicą typu S (lub typu Duplex), 3 – czujnik termometru, 4 – jarzmo M64x4, 5 – wskaźnik
położenia sondy, 6 – separator pyłu (tu: woreczek filtracyjny z ogrzewaną obudową, alternatywnie
–separatory pyłu do filtracji wewnętrznej), 7 – transformator, 8 – separator wilgoci, 9 – centralna
jednostka pomiarowa i sterująca, 10 – urządzenie zasysające, 11 – wyłącznik zabezpieczający, 12 –
drukarka

Kontrola emisji zanieczyszczeń ćwiczenie laboratoryjne nr 6

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery dr inż. Maria Mazur Wrocław, 2013/2014

Rys. 2. Widok panelu sterowania jednostki centralnej pyłomierza EMITEST 1590 (klawisze
sterujące:

BS-

skasowanie znaku po lewej stronie migającego kursora,

ECS

-zakończenie

wprowadzania danych,

ENTER

- zaakceptowanie wprowadzonej wartości i wpisanie jej do pamięci)

Podstawowe dane techniczne pyłomierza

EMIOTEST

są następujące:



zakres pomiarowy stężenia pyłu w kanale ………………………..……. 1 ÷ 100 000 mg/m3



zakres prędkość gazu w kanale ………………………………………..…………. 3 ÷ 35 m/s



maksymalna temperatura gazu w kanale ……… 500

0

C (w wykonaniu specjalnym 1000

0

C)



zakres pomiarowy strumienia objętości aspirowanego gazu …………….………4 ÷ 15 m

3

/h



typoszereg średnic wewnętrznych końcówek aspiracyjnych…………... 8, 10, 13, 16, 20 mm

5.3.

METODYKA POMIARU PYŁOMIERZEM EMIOTEST

Podstawowe grupy operacji wykonywanych przez przyrząd to:

TEST, POMIAR, RAPORT, DANE,

KONIEC

Po zakończeniu montażu układu pomiarowego wymagane jest sprawdzenie poprawności
funkcjonowania centralnej jednostki sterującej, co oznacza realizację funkcji TEST (rys.3).

wyświetlacz LCD

klawisze sterujące
umożliwiające wykonane
lub anulowanie wybranych
operacji (funkcji)

klawisze numeryczne
umożliwiające wprowadzanie
danych liczbowych

zawór regulacyjny

zawór odcinający

klawisze funkcyjne
umożliwiające wybór
określonych operacji (funkcji)

Kontrola emisji zanieczyszczeń ćwiczenie laboratoryjne nr 6

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery dr inż. Maria Mazur Wrocław, 2013/2014

Rys.3. Operacje funkcji TEST

Pozytywny wynik testu umożliwia przystąpienie do realizacji funkcji POMIAR, co oznacza w
szczególności:
 wprowadzenie do komputera jednostki sterującej określonych informacji:.



kod obiektu/kanału,



wymiar/wymiary przekroju pomiarowego,



numer serii pomiarowej,



ciśnienie barometryczne i temperatura otoczenia



ciśnienie statyczne/absolutne gazu w kanale



temperatura gazu w kanale



skład chemiczny gazu suchego (O

2

, CO

2

– N

2

jest obliczane jako dopełnienie do 100 %) lub

gęstość gazu suchego w warunkach umownych,



stopień zawilżenia gazu w kanale,

 dobór średnicy końcówki aspiracyjnej - czynność ta jest wykonywana automatycznie:



w oparciu o wyniki wykonanego uprzednio pomiaru temperatury i ciśnienia

spiętrzenia/ciśnienia dynamicznego (w zależności od użytej sondy) gazu w kanale,



lub wariantowo poprzez zadanie wartości ciśnienia spiętrzenia lub prędkości jako wartości
stałej,

 zadeklarowanie rodzaju separatora pyłu
 wprowadzenie dodatkowych informacji w trybie funkcji EMISJA:



czas jednej rejestracji,



ciśnienie różnicowe na zwężce (standardowo 50 Pa), powyżej którego rozpoczyna się

rejestracja danych i zliczanie czasu pomiaru, ciśnienie różnicowe na zwężce, poniżej
którego przerwana zostaje rejestracja danych (standardowo 25 Pa),



numer osi pomiarowej,



numer pierwszego i ostatniego punktu pomiarowego w danej osi,



ilość rejestracji w każdym punkcie pomiarowym.

Po wprowadzeniu wszystkich informacji związanych z wykonywanym pomiarem, na ekranie LCD
wyświetla się polecenie włączenia agregatu zasysającego i otwarcia zaworu odcinającego. W czasie
pomiaru właściwego, czyli aspiracji gazu zapylonego do układu pomiarowego pyłomierza na
wyświetlaczu:
 następujące informacje są prezentowane w sposób ciągły:



chwilowa wartość współczynnika izokinetyczności H,



aktualny numer rejestracji,

TEST

POMIAR

RAPORT

DANE

KONIEC

Ekran

Klaw.

Sygnał

8VDC

Wejścia

Reset

Zegar

Druk.

Komp.

dP

dP

V

/h

V

T

V

T1/T2

Kontrola emisji zanieczyszczeń ćwiczenie laboratoryjne nr 6

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery dr inż. Maria Mazur Wrocław, 2013/2014

 następujące informacje wyświetlane są natomiast po wprowadzeniu odpowiedniej funkcji i w

zależności od skonfigurowanego układu pomiarowego:



funkcja [ROsu] – gęstość gazu suchego w warunkach umownych,



funkcja [ROu] – gęstość gazu wilgotnego w warunkach umownych,



funkcja [dP] – ciśnienie spiętrzenia,



funkcja [dPv] – ciśnienie różnicowe gazu w zwężce,



funkcja [hv] – ciśnienie manometryczne gazu w zwężce,



funkcja [T] – temperatura gazu w kanale,



funkcja [Tv] – temperatura gazu w zwężce,



funkcja [Tp] – temperatura pracy przetworników,



funkcja [Pb] – ciśnienie barometryczne,



funkcja [h] – ciśnienie manometryczne gazu w kanale,



funkcja [fv] - wilgotność względna gazu w zwężce,



funkcja [w] – prędkość gazu w kanale,



funkcja [Vv] – strumień objętości gazu w kanale,



funkcja [t] – czas pomiaru

Przedstawiona powyżej lista funkcji charakteryzuje możliwości pomiarowe pyłomierza.

Rola operatora podczas pomiaru właściwego polega na:
 operowaniu zaworem upustowym tak aby wskazywana przez pyłomierz wartość

współczynnika H mieściła się w zakresie 0,95-1,1,

 kontrolowaniu parametrów gazu w kanale oraz w torze pomiarowym pyłomierza,
 ustawianiu sondy aspiracyjnej w kolejnych punktach poboru gazu (informacja generowana

automatycznie).

Po zakończeniu pomiaru funkcja RAPORT umożliwia przegląd zarejestrowanych w czasie pomiaru
wartości (raport z przebiegu aspiracji). Wydruk pełnego raportu (raport EMISJA) wymaga
wykonania oznaczeń laboratoryjnych takich jak: ustalenie masy próbki pyłu czy masy wkroplonej
pary wodnej i wody zaabsorbowanej w absorberze wilgoci (opcjonalnie w zależności od metody
pomiaru stopnia zawilżenia gazu).

5.4. KOMENTARZ DO ĆWICZENIA

W czasie ćwiczeń laboratoryjnych pomiar stężenia i strumienia masy pyłu jest symulowany.
Poniżej podano znaczenie symboli występujących w raporcie z przebiegu aspiracji:

RO

SU

= RO

VSU

– gęstość gazu suchego w warunkach umownych: P

U

= 1013 hPa, T

U

= 273 K

h, h

V

– odpowiednio ciśnienie manometryczne statyczne gazu w kanale oraz w zwężce

t, t

V

– odpowiednio temperatura gazu w kanale oraz w zwężce

X, X

V

– odpowiednio stopień zawilżenia gazu w kanale oraz w zwężce

dP – ciśnienie spiętrzenia gazu w kanale

dP

V

– ciśnienie różnicowe gazu w zwężce

K – współczynnik kalibracyjny (stała wzorcowania) sondy specjalnej (prędkościowo-aspiracyjnej)

d = d

a

– średnica końcówki aspiracyjnej sondy specjalnej (prędkościowo-aspiracyjnej)

K

V

- współczynnik kalibracyjny (stała wzorcowania) zwężki pomiarowej

w – prędkość gazu w kanale

V

V

= q

VV

– strumień objętości gazu w zwężce

Kontrola emisji zanieczyszczeń ćwiczenie laboratoryjne nr 6

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery dr inż. Maria Mazur Wrocław, 2013/2014

5.5. ZAKRES ĆWICZENIA

Dla wydanych indywidualnie przykładowych wydruków raportu z przebiegu aspiracji należy:



obliczyć wartości średnie zarejestrowanych danych pomiarowych niezbędnych do
wyznaczenia średniej wartości współczynnika izokinetyczności H,



obliczyć wartość średnią współczynnika izokinetyczności H,



obliczyć strumień objętości gazu w kanale w warunkach rzeczywistych oraz w odniesieniu
do stanu gazu suchego w warunkach umownych,



obliczyć stężenie pyłu w gazie w kanale w warunkach rzeczywistych oraz w odniesieniu do
stanu gazu suchego w warunkach umownych



obliczyć strumień masy pyłu w kanale

Literatura uzupełniająca

[1] Instrukcja obsługi jednostki sterującej – Pyłomierz grawimetryczny EMIOTEST 2592 –
Program obsługi wersja 4.70, EMIO Przedsiębiorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Sp. z o.o.,
Wrocław wrzesień 2000

[2] Mazur. M.: Kontrola emisji zanieczyszczeń, prezentacja wykładu w wersji elektronicznej
Wrocław, 2012/2013: rozdz. 3 Okresowe pomiary stężenia pyłu

Wrocław, 23.05.2013