Ispitivanje termometrijske peći

undergraduate thesis

• Title (english): Testing of thermometric furnaces
• Author: Josip Biloš
• Mentor: Davor Zvizdić (mentor)
• Mentor: Danijel Šestan (komentor)
• Committee member: Hrvoje Kozmar (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Ivo Džijan (član povjerenstva)
• Committee member: Nenad Ferdelji (član povjerenstva)
• Committee member: Danijel Šestan (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2019-03-01, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Osnovni zadatak ovoga završnog rada bio je opisivanje načina rada te definiranje i karakterizacija zona kontrolirane temperature unutar vertikalne peći Leeds&Northrup koja se koristi u Laboratoriju za procesna mjerenja na Fakultetu strojarstva i brodogradnje u Zagrebu. Konkretno, ispitivanjem je obuhvaćeno određivanje radijalnih i aksijalnih temperaturnih gradijenata te temperaturne stabilnosti u radnom prostoru peći unutar zadanog temperaturnog intervala od 200 °C do 600 °C. Navedene gradijente i temperaturnu stabilnost bilo je potrebno odrediti kako bi se predmetna peć mogla koristiti za umjeravanje termometara. Homogenost temperature unutar peći i vremenska stabilnost temperature parametri su koji određuju kvalitetu neke peći. Kada se spomenuto uzme u obzir, gradijenti moraju biti što manji, a vremenska stabilnost temperature mora pokazivati, što je moguće manje, oscilacije temperature između maksimalne i minimalne temperature u vremenu. U peći se, dakle, mora osigurati uniformna raspodjela temperature po prostoru kako bi oscilacije temperature bile što manje te kako bi se s tim u vezi, umjeravanje termometara moglo obaviti što kvalitetnije, uz minimalni utrošak vremena i uz minimalne korekcije. U nastavku, detaljno su opisane metode kojima je moguće vršiti ispitivanje peći od kojih je u praktičnom dijelu ovog rada korištena jedna od metoda. Također, opisan je i postupak mjerenja, a dani su i opisi korištene opreme, uvjeta mjerenja, pripreme mjerenja te podaci o dijelovima i elementima regulacije. Nadalje, objašnjena je i mjerna nesigurnost, uzroci nastanka iste te su spomenuti i pojašnjeni tipovi procjene mjerene nesigurnosti. Uz to, opisani su i načini izračunavanja standardne i proširene mjerne nesigurnosti te je na temelju rezultata izražen doprinos peći ukupnoj mjernoj nesigurnosti kod umjeravanja termometara. Na kraju, rezultati ispitivanja termometrijske peći u određenim ispitnim točkama dani su tabličnom obliku, a popraćeni su i dijagramskim oblikom prikaza dobivenih podataka. Provedbom analize rezultata ustanovljeno je da se platinski otpornički termometri ne mogu umjeravati u peći zbog velikog doprinosa peći ukupnoj mjernoj nesigurnosti umjeravanja. Iz tog razloga ona služi za umjeravanje industrijskih termometara kod kojih zahtjevi na nesigurnost nisu tako strogi kao kod platinskih otporničkih termometara.

Abstract (english)

The aim of this work is to perform characterization of the isothermal zone inside the vertical furnace which is used in the Laboratory for Process Measurement (LPM). LPM is situated at the Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture in Zagreb, and it is responsible for Croatian national standards for temperature, pressure, and humidity. The furnace is characterized in the temperature range between 200 °C and 600 °C, as it is normally used for calibration of industrial thermometers in the mentioned range. Besides the detailed description of the method used for furnace testing, other methods appropriate for the task are also described in this work. The characterization covered the separate determinations of axial and radial temperature gradients together with the determination of temperature stability during a period of 30 minutes. Since those parameters are the main contributors to calibration uncertainty, when the furnace is used for thermometer calibration, they must be quantified precisely. In order to achieve required precision, the characterization was performed using five calibrated standard platinum resistance thermometers connected to the thermometry resistance bridge in a four-wire configuration. The detailed description of the equipment used, together with measurement conditions and preparation process are given in this paper. The characterization results, together with derived measurement uncertainties are given in tabular and graphical forms. Based on the given characterization results, the furnace users can decide on its appropriateness for calibration of the particular thermometer.

• Keywords: ispitivanje zona kontrolirane temperature; termometrijska peć; temperaturni gradijent; umjeravanje termometra; mjerna nesigurnost
• Keywords (english): testing of isotermal zone; calibration furnace; calibration of thermometers; temperature gradients; calibration uncertainty
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:697807
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2024-06-14 12:50:40