Název projektu:

Efektivní hospodaření s energiemi – úspory, účinnost a dostupnost

Číslo projektu:

CZ.1.07/2.2.00/15.0006

MĚŘENÍ VELIČIN V HYDRAULICE s využitím přístroje Hydrotechnik

Učební opora do předmětů „Ročníkový projekt" a "Bakalářský

projekt"

Lumír Hružík

Ostrava 2012

1

Obsah Strana

1 Úvod 2

2 Seznam použitých veličin a jednotek 3 3 Měřicí přístroj M5050 Hydrotechnik, základní informace 4

4 Snímače Hydrotechnik dostupné na Katedře hydromechaniky

a hydraulických zařízení 6

4.1 Snímače tlaku a teploty dostupné na katedře 6 4.2 Snímače průtoku dostupné na katedře 7 5 Postup měření přístrojem M5050 Hydrotechnik 8 5.1 Výběr aktivních kanálů přístroje 10 5.2 Definování parametrů měřicích kanálů 11 5.3 Měření s ukládáním dat do paměti přístroje 14 5.4 Zpracování dat v programu Hydrowin 17 6 Parametry snímačů 25 7 Vzorový příklad měření přístrojem M5050 Hydrotechnik 27

7.1 Hydraulický obvod a zapojení snímačů 27 7.2 Nastavení přístroje, měření s odečítáním hodnot z displeje 28 7.3 Měření se záznamem do paměti přístroje 30 7.4 Zpracování dat v programu Hydrowin 31

8 Technická diagnostika hydraulických prvků a systémů 34 8.1 Diagnostika rotačního hydromotoru 34 8.2 Diagnostika rotačního hydrogenerátoru 43 8.3 Diagnostika tlakových ventilů 45

8.4 Diagnostika průtokových prvků 49 8.5 Měření otáček rotačního hydromotoru v dynamickém režimu 50 8.6 Diagnostika přímočarého hydromotoru 52 Literatura 54

2

1 ÚVOD

Při provozu strojního zařízení je kladen důraz rovněž na jeho energetickou úspornost. Technická diagnostika umožňuje sledovat vybrané technické parametry (tlak, teplotu aj.), které umožňují sledovat rovněž energetickou bilanci zařízení, v čase.

Příručka je určena studentům zpracovávajícím své bakalářské práce. Získají základní

informaci o možnostech využití měřicího přístroje M5050 Hydrotechnik 1 pro měření v oboru. V příručce jsou uvedeny vybrané snímače tlaku, průtoku, teploty, otáček aj. pro měření příslušných veličin s využitím přístroje M5050 Hydrotechnik či podobného přístroje.

Příručka uvádí základní obvody pro diagnostiku hydraulických prvků. Zabývá se diagnostikou hydrogenerátorů, hydromotorů, průtokových prvků a tlakových ventilů s využitím měřicího přístroje M5050 Hydrotechnik či podobného přístroje.

Je uveden postup měření přístrojem M 5050 Hydrotechnik. Jsou popsány výběr aktivních kanálů, přiřazení příslušné veličiny měřicímu kanálu, výběr snímačů včetně jejich zapojení, nastavení parametrů snímačů. Příručka se zabývá měřením veličin bez a s ukládáním naměřených dat do paměti přístroje. Pro měření časových závislostí měřených veličin s ukládáním do paměti přístroje jsou popsány výběr kanálů přístroje pro ukládání do jeho vnitřní paměti, volba intervalu snímání měřené veličiny a volba doby měření. V příručce jsou uvedeny možnosti zpracování naměřených dat. Pro názornost je uveden příklad měření a vyhodnocení tlaku a průtoku.

3

2 SEZNAM POUŽITÝCH VELIČIN A JEDNOTEK

Značka Název veličiny Rozměr n otáčky min-1, rpm p tlak Pa, bar, mbar, psi t čas ms, s, min, hod

tt, T teplota °C, F F síla kN I proud A, mA M moment N·m Q objemový průtok dm3·min-1, l·min-1 U napětí V V geometrický objem cm3 Δt časový úsek, interval ms, s, min, hod ΔU změna napětí V Δx změna polohy pístnice mm

p tlakový spád bar ηQ průtoková účinnost 1 ηmp mechanicko tlaková účinnost 1

hustota kg·m-3

kinematická viskozita mm2.s-1

4

3 MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ M 5050 HYDROTECHNIK, ZÁKLADNÍ INFORMACE

Multi Systém 5050 Hydrotechnik (dále M 5050 Hydrotechnik) je univerzální přístroj

pro měření veličin snímači s elektrickým výstupem 1. Umožňuje měřit např. tlak, teplotu, průtok, moment a jiné veličiny. Přístroj umožňuje najednou měřit 6 veličin, tedy najednou připojit 6 snímačů. Přístroj je vybaven celkem čtyřmi analogovými vstupy a dvěma vstupy frekvenčními. Analogové vstupy jsou následující: proudové I = (0÷20) mA, (4÷20) mA, napěťový U = (0÷10) V. Napájení přístroje M5050 Hydrotechnik je buď externě U = (24÷30) V, nebo na baterie. Snímače jsou napájeny z přístroje.

Přístroj umožňuje naměřené veličiny odečítat z displeje nebo zaznamenávat naměřené veličiny v čase do jeho vnitřní paměti. Přístroj M5050 Hydrotechnik je vhodný jak pro měření veličin v ustáleném režimu, tak pro měření rychlých změn veličin v čase. Při měření veličin v ustáleném režimu lze použít odečet veličin přímo z displeje přístroje. V případě, že dochází ke kolísání měřené veličiny, je vhodné provést měření se záznamem do jeho vnitřní paměti s následným vyhodnocením průměrné hodnoty měřené veličiny. Pro měření rychlých časových změn měřené veličiny je nutno provést měření vždy se záznamem do vnitřní paměti přístroje, kdy jsou naměřená data vyhodnocena v programu Hydrowin. Rychlé změny v čase lze možno měřit snímači s analogovým výstupem. Nejkratší interval

snímání měřené veličiny s analogovým výstupem je t = 1 ms, což vyhovuje pro měření rychlých změn, např. hydraulického rázu. Naměřená data mohou být transformována v programu Hydrowin na soubor „txt" pro následné zpracování v software MS Excel.

Schéma zapojení snímačů a přístroje M5050 Hydrotechnik je na obr. 3.1., kde jsou označeny 4 analogové vstupy (A1 až A4) a dva frekvenční vstupy přístroje (F1 a F2) přístroje M 5050 Hydrotechnik.

Obr. 3.1 Schéma zapojení snímačů k přístroji M5050 Hydrotechnik

5

Ke čtyřem analogovým vstupům přístroje (A1 až A4) přístroje M5050 Hydrotechnik mohou být umístěny až 4 snímače S1 až S4 měřených veličin (V1 až V4) s analogovým elektrickým výstupem (A1 až A4). Ke dvěma frekvenčním vstupům přístroje (F1 a F2) přístroje M5050 Hydrotechnik mohou být připojeny 2 snímače měřených veličin (V5, V6) s frekvenčním elektrickým výstupem (F1, F2). Na obrázku je rovněž naznačeno připojení přístroje k počítači PC.

Na obrázku 3.2 je pohled na měřicí přístroj M5050 Hydrotechnik.

Obr. 3.2 Pohled na měřicí přístroj M5050 Hydrotechnik

6

4 SNÍMAČE HYDROTECHNIK DOSTUPNÉ NA KATEDŘE HYDROMECHANIKY A HYDRAULICKÝCH ZAŘÍZENÍ

Pro měření přístrojem M5050 Hydrotechnik lze použít originální snímače

Hydrotechnik 1. Katedra disponuje snímači Hydrotechnik pro měření tlaku, průtoku, teploty, otáček, napětí. K přístroji Hydrotechnik lze připojit rovněž snímače jiných výrobců s kompatibilním výstupem. Na katedře je k dispozici snímač tlakové diference, snímač momentu a snímač polohy, které lze připojit k přístroji M5050 Hydrotechnik.

Snímače veličin se připojují ke vstupům měřicích kanálů na přístroji pomocí elektrických kabelů. Snímače s analogovým výstupem lze připojit pouze na analogové vstupy přístroje. Snímače s frekvenčním výstupem lze připojit pouze na frekvenční vstupy přístroje.

4.1 Snímače tlaku a teploty dostupné na katedře

• Pro měření tlaku jsou na katedře k dispozici snímače tlaku PR 15 Hydrotechnik v rozsazích: p = (-1 ÷ 6) bar, (0 ÷ 60) bar, (0 ÷ 200) bar, (0 ÷ 400) bar, (0 ÷ 600) bar s analogovým výstupním signálem I = (4 ÷ 20) mA a přesností měření ± 0,5 %.

• Snímače tlaku jsou hydraulicky připojeny do obvodu přes přípojky MINIMESS 1620. Přípojky MINIMESS umožňují připojení snímačů pod tlakem bez úniku kapaliny.

• Teplotu je možno měřit snímačem teploty Pt 100, který má měřicí rozsah teplot tt = (-50 ÷ +200) ºC s přesností měření ± 1 %. Snímače teploty mají analogové výstupy I = (4 ÷ 20) mA.

• Hydraulicky jsou snímače teploty připojeny k obvodu přes teplotní jímku (přípojku MINIMESS p/T 1620).

Obr. 4.1 Příklad zapojení snímačů tlaku a teploty do hydraulického obvodu

7

4.2 Snímače průtoku dostupné na katedře

Pro měření průtoku je k dispozici zubový průtokoměr GFM-70 o rozsahu Q = (0,7÷70) dm3·min-1 pro maximální tlak p = 400 bar s přesností měření ± 0,5%. Dále zubový průtokoměr GFM-5 o rozsahu Q = (0,05÷5) dm3·min-1 pro maximální tlak p = 630 bar s přesností měření ± 0,5%. Elektrický výstup ze snímače průtoku je frekvenční. Jedná se o sdružený snímač. Průtokoměr je vybaven MINIMESS přípojkou pro připojení snímače tlaku a teplotní jímkou pro připojení snímače teploty.

Pro měření průtoku je dále možno použít turbínkový průtokoměr RE3 – 75 pro rozsah průtoku Q = (7,5 ÷ 75) dm3·min-1 s přesností měření ± 0,5%. Jedná se opět o sdružený snímač, který dále umožňuje připojení snímače tlaku přes MINIMESS přípojku a snímače teploty přes teplotní jímku.

Obr. 4.2 Příklad zapojení zubového průtokoměru do hydraulického obvodu včetně připojení snímače tlaku a teploty

8

5 POSTUP MĚŘENÍ PŘÍSTROJEM M5050 HYDROTECHNIK

Po spuštění přístroje tlačítkem „ON“ na jeho horní straně je možno M5050 ovládat

pomocí dalších tlačítek na jeho horní straně 1. Po stisknutí tlačítka „Menu“ na přístroji se na displeji objeví „Hlavní nabídka" pro ovládání přístroje v některém z následujících jazyků: němčina, angličtina, francouzština, španělština, italština, holandština, švédština. Český jazyk není pro ovládání přístroje k dispozici. Níže jsou proto u „hlavní nabídky" uvedeny názvy v jazycích dle pořadí němčina, angličtina, francouzština, španělština, italština, holandština, švédština, která se zobrazí na displeji podle posledně nastaveného druhu jazyka.

„Hlavní nabídka"

(„HAUPTMENÜ", „MAIN-MENU", „MENU PRINCIPAL", „MENU PRINCIPAL", „MENU PRINCIPALE", „HOOFDMENU", „HUVUDMENY").

V rámci „hlavní nabídky" lze zvolit:

• „Nabídka měřicí kanál" („Meßkanal menü", „Channel menu“, „Menu Mesure", „Menu Medicion", „Menu Misura", „Meetkanaal menu", „Mätkanalsmeny"),

• „Nabídka zobrazení" („Anzeige menü", „Display menu“, „Menu Affichage", „Menu Presentacion", „Menu Visualizzazione", „Vitless menu", „Visningsmeny"),

• „Nabídka paměť" („Speicher menü", „Memory menu“, „Menu Memoire", „Menu Memoria", „Menu Memoria", „Geheugen menu", „Minnesmeny"),

• „Nabídka přístroj" („Geräte menü", „Device menu“, „Menu parametrage", „Menu Sistema", „Menu Sistema", „Apparaat menu", „Instrumentmeny"),

• „Nabídka projekt" („Projekt menü", „Project menu“, „Menu Projet", „Menu Projecto", „Menu Progetto", „Project Menu", Projektmeny").

Nejprve je nutno zvolit jazyk pro ovládání přístroje. Toto se provede v „hlavní nabídce" výběrem „Nabídka přístroj" 3 krát stlačením červené šipky na přístroji směrem dolů. Následně se potvrdí „Nabídka přístroj" („Geräte menü", „Device menu", .....) tlačítkem „ENT" na horní straně přístroje. Dalším stisknutím tlačítka „ENT" se zobrazí na displeji přístroje nabídka sedmi výše uvedených jazyků pro ovládání přístroje. Výběr jazyka se provede pomocí červených šipek na přístroji. Následně se vybraný jazyk potvrdí tlačítkem „ENT". Na displeji je uvedeno „OK" nad tlačítkem „F4" na přístroji. Následně se potvrdí „OK" na displeji tlačítkem F4 na přístroji. Tímto jsme se dostali zpět do hlavní nabídky v jazyce který byl zvolen. Následně budou v příručce pro zjednodušení jednotlivé dílčí nabídky zobrazované na displeji přístroje uvedeny pouze v anglickém a německém jazyce.

Ovládání přístroje se děje pomocí tlačítek na horní straně přístroje: „ENT", „ESC", čtyř červených šipek v různých směrech, dvanácti tlačítek s číslicemi a písmeny a tlačítek „F1", „F2", „F3", „F4".

Výběr položky na displeji přístroje a potvrzení zvoleného parametru či dílčí nabídky se provádí tlačítkem „ENT", návrat zpět o jednu nabídku lze provést tlačítkem „ESC". Potvrzení jednotlivých nabídek, které se zobrazí na displeji nad tlačítky „F1" až „F4" na přístroji se provádí pomocí těchto tlačítek. Mezi jednotlivými položkami dílčích nabídek se v jednotlivých případech pohybuje buď tlačítkem „ENT" nebo pomocí čtyř červených šipek v jednotlivých směrech.

Mezi jednotlivými položkami „hlavní nabídky" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji se tedy lze pohybovat pomocí šipek nahoru a dolů na přístroji. Vybraná položka „hlavní nabídky" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") se potvrdí tlačítkem „ENT“, přičemž se objeví nabídka vybrané položky "hlavní nabídky". Z „hlavní nabídky" („Main menu“,

9

„HAUPTMENÜ") se lze vrátit zpět tlačítkem „ESC", kdy se objeví na displeji měřené veličiny aktivních kanálů přístroje. Pokud jsou k přístroji připojeny snímače, zobrazují se rovněž hodnoty měřených veličin. Pokud není předdefinován žádný aktivní kanál přístroje, na displeji přístroje se nebude zobrazovat žádná měřená hodnota.

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü",) lze kromě jazyka pro ovládání přístroje zvolit další údaje jako „Datum" („Date", „Datum"), „Nastavení času" („Time", „Zeit",), „ISDS", „Tiskárna" („Printer", „Drucker"), „Formát" („Format"), „Typ a rychlost přenosu dat" („RS232"), „Filtr" („Filter"), „Klávesnice" („Keyboard", „Tastatur").

Nastavení data

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü",) se pomocí šipek vybere položka „Datum" („Date", „Datum"). Potvrzením položky tlačítkem „ENT" se nastaví kurzor na první číslici data. Den, měsíc a rok lze přepsat pomocí tlačítek s číslicemi na přístroji a následně je potvrdit tlačítkem „ENT".

Nastavení času

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü",) se pomocí šipek vybere položka „Čas" („Time", „Zeit"). Potvrzením položky tlačítkem „ENT" se nastaví kurzor na první číslici času. Čas lze přepsat pomocí tlačítek s číslicemi na přístroji, přičemž nastavení hodin a minut je nutno potvrdit tlačítkem „ENT".

Nastavení ISDS

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü",) se pomocí šipek vybere položka „ISDS". Tlačítkem „ENT" se stav „ANO" („YES", „JA") a „NE" („NO", „NEIN") přepne do opačného režimu. Při volbě „ANO" („YES", „JA") se zobrazí na dalším řádku položka „Jednotky" („Unit", „Einheit"), kdy lze volit variantu „SI" nebo „US".

Nastavení tiskárny, formát

K přístroji lze přímo přes port na jeho boční straně připojit tiskárnu. V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü") se pro nastavení tiskárny vybere pomocí šipek položka „Tiskárna" („Printer", „Drucker"). Potvrzením položky tlačítkem „ENT" se objeví nabídka typů tiskáren. Příslušný typ tiskárny na displeji se vybere pomocí šipek. Po potvrzení tlačítkem „ENT" se objeví další dílčí nabídka pro volbu příslušné tiskárny. Výběr se provede tlačítkem „OK". Pro návrat do položky „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü") bez změny tiskárny se použije tlačítko „ESC".

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü",) se pomocí šipek vybere položka „Formát" („Format"). Tlačítkem „ENT" lze volit mezi variantou „A4" nebo „US Letter".

Nastavení přenosu dat z přístroje do počítače

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü") se pro nastavení parametrů přenosu dat z přístroje do počítače vybere pomocí šipek položka „Typ a rychlost přenosu dat" („RS232") na displeji. Položka se objevuje až na další stránce nabídky „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü"). Po potvrzení tlačítkem „ENT" se vybere správné nastavení parametrů z nabídky (Radio2400, 9600, 19200, 38400, 57600, Modem), (Funk2400, 9600, 19200, 38400, 57600, Modem) pomocí šipek s následným potvrzením tlačítkem „ENT".

Nastavení položky filtr

V položce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü") se vybere pomocí šipek na přístroji položka „Filtr" („Filter"). Po potvrzení položky tlačítkem „ENT" se zobrazí nabídka „Filtr kanálů" („Channel Filter", „Kanälfilter") s nastavením jednotlivých analogových („AD Channels", „AD-Kanäle") a frekvenčních kanálů („Frequency Channels", „Frequenz-Kanäle").

10

Šipkami lze vybrat příslušný analogový kanál. Po potvrzení tohoto kanálu tlačítkem „ENT" se pomocí šipek vybere hodnota z nabídky (1 ms, 2 ms, 4 ms, 8 ms, 16 ms) a potvrdí se tlačítkem „ENT". Bez potvrzení nastavené hodnoty proběhne návrat z této tabulky tlačítkem „ESC".

V nabídce „Filtr kanálů" („Channel Filter", „Kanälfilter") lze šipkami vybrat položku „Min. frekvence" („Min. Frequency", „Min. Frequenz"). Po potvrzení této položky tlačítkem „ENT" lze šipkami vybrat z tabulky hodnotu min. frekvence (0,25 Hz, 1 Hz, 10 Hz, nebo 100 Hz). Zvolená hodnota se potvrdí „ENT". U analogových signálů lze rovněž nastavit příslušnou hodnotu („Gate Time f1, Gate Time f2", „Torzeit f1", Torzeit f2"). Po potvrzení tlačítkem „ENT" lze změnit danou číselnou hodnotu s následným potvrzením „ENT".

Nastavení klávesnice

Po výběru položky „Klávesnice" („Keyboard", „Tastatur") v nabídce „Nabídka přístroj" („Device menu“, „Geräte menü") pomocí šipek lze tlačítkem „ENT" přepínat mezi režimy („Comfort", „KOMFORT" a „Standard", „STANDARD").

Vypnutí přístroje se provede tlačítkem „OFF" na jeho horní straně.

5.1 Výběr aktivních kanálů přístroje

Vyberou se kanály přístroje, které budou aktivní. K těmto kanálům budou připojeny snímače nebo mají předdefinovanou funkci.

Cesta pro výběr aktivních kanálů: Tlačítko „Menu“ na přístroji, „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") pomocí šipek, potvrzení této položky tlačítkem „ENT", výběr položky „Kanály" („Channels“, „Kanäle") tlačítkem „ENT".

Na displeji se zobrazí kanály K1 až K11. Kanály, které mají být aktivní, se vyberou šipkami a označí se „Ano" („YES“, „JA") pomocí tlačítka „ENT“. Kanály, které nemají být aktivní, se opět vyberou pomocí šipek a označí se „Ne" („NO“, „NEIN") tlačítkem „ENT“. Nad tlačítkem „F4" na přístroji se zobrazuje na displeji „OK". Výběr aktivních a neaktivních kanálů je nutno potvrdit tlačítkem „F4“ na přístroji. Pokud bychom se vrátili o úroveň zpět tlačítkem „ESC" na přístroji, nebudou změny „Ano" („YES“, „JA"), „Ne" („NO“, „NEIN") akceptovány. Rovněž před opuštěním položky „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") o úroveň výš je nutno potvrdit nastavené údaje v této nabídce tlačítkem „F4", kdy se nad tímto tlačítkem objevuje na displeji „OK". Tímto se dostaneme o úroveň výš do položky „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ). Z položky „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") se lze dostat o úroveň výš do položky „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") rovněž tlačítkem „ESC". Nastavené údaje ale nebudou akceptovány a zůstane původní nastavení této nabídky.

Kanál K9 provádí derivaci signálu kanálu K1 dle času (dK1/dt). Kanál K10 provádí rozdíl hodnot kanálů K3 a K4 (K3-K4).

Aktivní kanály se dále budou zobrazovat na displeji přístroje. Pro zobrazení číselných hodnot měřených veličin na displeji přístroje je nutno v položce „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") zvolit v položce „Prezentace, zobrazení" („Presentation", „Darstellung") údaj „TEXT". V případě nastavení „Grafický" („GRAPHIC", „GRAFIK") se budou hodnoty měřených veličin na displeji zobrazovat ve formě grafu.

V položce „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") lze zvolit rychlost zobrazení měřených dat na displeji přístroje v položce „Zobrazení rychlosti" („Display rate", „Anzeigerate") v sekundách pro hodnoty 0,25 s, 0,50 s, 1,00 s, 2,00 s. Dále lze nastavit

11

kontrast displeje v položce „Kontrast" („Contrast", „Kontrast"), Při měřeních bylo obvykle nastavení rychlosti zobrazování měření veličiny na displeji 0,5 s.

Ve fázi výběru aktivních kanálů snímače nemusí být, ale mohou být připojeny kabely na vstupy měřicích kanálů přístroje.

5.2 Definování parametrů měřicích kanálů

Pro přehlednost je vhodné připojit snímače veličin pomocí kabelů k příslušným vstupům kanálů měřicího přístroje před nastavením parametrů měřicích kanálů. Připojením snímače ještě před nastavováním parametrů měřicích kanálů přístroje se vyhneme riziku, že bude po nastavení parametrů odpovídajících danému snímači k měřicímu kanálů přístroje připojen omylem jiný snímač. Parametry snímačů jsou odečítány z jeho štítku (např. u snímačů tlaku s analogovým výstupem údaje o měřené veličině snímače, jednotce měřené veličiny, měřicím rozsahu a o elektrickém výstupu snímače), nebo jsou zjištěny z dokumentace ke snímači. Pro nastavení druhu a jednotky měřené veličiny, rozsahu snímače, typu elektrického výstupu snímače, kalibrační hodnoty snímače v přístroji M5050 přesto není nutné připojení snímačů k přístroji. Připojení snímačů je možné rovněž po nastavení těchto hodnot. Pokud se použije inteligentní snímač, budou jeho vybrané parametry načteny automaticky do paměti přístroje po připojení snímače kabelem k příslušnému měřicímu kanálu přístroje. Připojení snímače k přístroji je ale bezpodmínečně nutné před nastavením nulového bodu příslušného měřicího kanálu jak je uvedeno dále v textu.

Cesta pro přiřazení parametrů měřicích kanálů je následující:

Tlačítko „Menu“ na přístroji, „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr pomocí šipek a potvrzení tlačítkem "ENT" položky „Nabídka měřicí kanál" („Channel menu“, „Meßkanal menü") na displeji.

Objeví se kanály K1 až K11. Výběr příslušného kanálu se provede pomocí šipek. Po potvrzení daného kanálu tlačítkem „ENT“ se objeví menu pro definování příslušného kanálu „Kanál" („Channel“, „Meßkanal") s uvedením příslušného čísla kanálu. Položka „Kanál" („Channel“, „Meßkanal") analogového kanálu obsahuje nabídku pro volbu měřené veličiny včetně jednotky, vstupního elektrického signálu ze snímače, měřicího rozsahu, nulového bodu a linearizace:

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"),

- „Typ snímače, signálu" („Sensor Type", „Signaltyp"),

- „Měřicí rozsah" („Meas. Range", „Meßbereich"),

- „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt"),

- „Linearizace" („Linearisation", „Linearisierung").

Položka „Kanál" („Channel“, „Meßkanal") frekvenčního kanálu obsahuje nabídku dle příslušného snímače pro volbu měřené veličiny včetně jednotky, typu signálu, kalibrační hodnoty příslušné danému snímači a linearizace:

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"),

- „Typ snímače, signálu" („Sensor Type", „Signaltyp"),

- „Kalibrační hodnota" („Cal. value", „Kal. Wert"),

- „Linearizace" („Linearisation", „Linearisierung").

Nastavené parametry v nabídce „Kanál" („Channel“, „Meßkanal") je nutno potvrdit tlačítkem „F4", kdy se nad tímto tlačítkem zobrazuje „OK". Tím se zároveň dostaneme o úroveň výše do položky „Nabídka měřicí kanál" („Channel menu“, „Meßkanal menü"). Pokud

12

se z nabídky „Kanál" („Channel“, „Meßkanal") dostaneme o úroveň výše tlačítkem „ESC", nebudou provedené změny v této nabídce akceptovány.

Přiřazení měřené veličiny a jednotky kanálu

Přiřazení měřených veličin včetně jednotek jednotlivým měřicím kanálům se provede v nabídce „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße").

. Potvrzením této nabídky tlačítkem „ENT“ se zobrazí nabídka možných měřených veličin a jejich jednotek. Volba měřené veličiny na displeji (např. p (bar), p (mbar), p (Pa), p

(psi), T (C), T (F), U (V), I (A), I (mA), F (kN), M (N·m), Q (l/min), Q (l/h), n (rpm)) se provede pomocí šipek. Vybraná veličina s jednotkou se potvrdí tlačítkem „ENT“.

Při použití inteligentního snímače se veličina a jednotka přiřadí kanálu automaticky po připojení snímače.

Přiřazení typu snímače, signálu

Provede se v nabídce - „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp").

U analogových vstupů je nutno nastavit typ analogového signálu, který odpovídá elektrickému výstupu ze snímače. Potvrzením nabídky „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp") tlačítkem „ENT" se zobrazí nabídka:

- 0/20 mA,

- 4/20 mA,

- 0/10 V.

Pomocí šipek se vybere daný elektrický signál ze snímače a potvrdí se tlačítkem „ENT". Inteligentní snímač s analogovým výstupním signálem se nadefinuje automaticky.

U frekvenčních vstupů je možno nastavit směr (např. směr průtoku u průtokoměru), kdy se potvrzením položky „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp") tlačítkem „ENT" objeví na displeji nabídka:

- „Bez směru" („No Direction", „OHNE RICHTUNG"),

- „Se směrem" („With Direct." „MIT RICHTUNG").

Výběr varianty se provede pomocí šipek s následným potvrzením „ENT".

Nastavení měřicího rozsahu

Přiřazení měřicího rozsahu snímače s analogovým výstupem se provede v položce „Měřicí rozsah" („Meas. Range", „Meßbereich").

Po potvrzením této nabídky tlačítkem „ENT" lze uvést na displeji číselný údaj dolní hranice měřicího rozsahu pomocí tlačítek s číslicemi na přístroji. Potvrzením této hodnoty tlačítkem „ENT" se kurzor přesune doprava k hodnotě horního měřicího rozsahu. Její číselnou hodnotu lze opět nadefinovat. Potvrzením tlačítkem „ENT" bude měřicí rozsah akceptován. Při zapojeném inteligentním snímači se hodnota měřicího rozsahu nastaví automaticky.

Nastavení kalibrační hodnoty

Přiřazení kalibrační hodnoty snímače s frekvenčním výstupem se provede v nabídce „Kalibrační hodnota" („Cal. value", „Kal. Wert").

13

Po potvrzením této nabídky tlačítkem „ENT" lze definovat číselný údaj kalibrační hodnoty snímače pomocí tlačítek s číslicemi na přístroji. Potvrzením tlačítkem „ENT" bude nastavená kalibrační hodnota snímače akceptována. Při zapojeném inteligentním snímači se kalibrační hodnota nastaví automaticky.

Linearizace

Nabídka „Linearizace" („Linearisation", „Linearisierung") se tlačítkem „ENT" přepíná do režimu „Ano" („Yes", „JA"), a „Ne" („NO", „NEIN"). V režimu „Ano" („YES" lze pomocí šipky přejít na nabídku „Tabulka" („Table", „Tabelle"). Po potvrzení tlačítkem „ENT" se otevře nabídka dříve nadefinovaných tabulek, kde lze pomocí šipek vybrat příslušnou tabulku a potvrdit ji tlačítkem „ENT". Nebo je možno zadat novou tabulku po nastavení šipky na volný řádek v nabídce předdefinovaných tabulek a potvrzením „ENT". Dalším „ENT" se nastaví kurzor pro zadání názvu nové tabulky. Uvede se název tabulky, který se potvrdí „ENT". Pomocí šipek, tlačítka „ENT" a tlačítek s číslicemi na přístroji se vyplní nová tabulka. Hodnoty nové tabulky se potvrdí tlačítkem „F4", kdy se nad tímto tlačítkem zobrazuje „OK" na displeji.

Nastavení nulového bodu

Některé veličiny nastavené v kanálech s analogovým výstupem vyžadují v nabídce „Měřicí kanál" („Channel menu“, „Meßkanal menü") nastavení nulového bodu. Toto je typické např. pro měření tlaku snímači s analogovým výstupem elektrického signálu. Nastavení nulového bodu se provede v nabídce „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt").

Před nastavením nulového bodu měřicího kanálu musí být snímač připojen kabelem k příslušnému kanálu měřicího přístroje. Nastavením nulového bodu snímače se definuje nulová hodnota aktuálně měřené hodnotě. Proto je vhodné např. snímače tlaku před nastavením nulového bodu odpojit od hydraulického obvodu. V případě, že by v obvodu byl v době definování nulového bodu tlak a snímače by byly do tohoto hydraulického obvodu zapojeny, nastavila by se nulová hodnota tlaku právě měřené aktuální hodnotě tlaku v obvodu.

Nastavení nulového bodu se provede v položce „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt") stisknutím tlačítka „ENT". Následně se stiskne tlačítko „F3" potvrzující text „START", který se objevuje na displeji nad tímto tlačítkem. Po chvíli se objeví u nabídky „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt") hodnota korekce příslušné měřené veličiny.

Projekt

Přístroj umožňuje uložení nastavených parametrů z dřívějšího měření do jeho paměti. Po vyvolání příslušného nastavení parametrů lze pokračovat v měření, které proběhlo v minulosti s těmito nastavenými parametry. Parametry přístroje tedy není nutno opětovně nastavovat.

Z položky na displeji přístroje „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") se vybere položka „Nabídka projekt" („Project menu“, „Projekt menü").

Uložení nastavených parametrů měřicích kanálů pod novým projektem se provede následovně. Po potvrzení tlačítkem „ENT" je možno pomocí tlačítek s číslicemi a písmeny na přístroji napsat název projektu (číslice a písmena) a potvrdit jej tlačítkem „ENT". V případě opětovného stlačení „ENT" se opět objeví kurzor na prvním znaku názvu projektu a název projektu lze přepsat. Po přepsání názvu je nutno jej opětovně potvrdit tlačítkem „ENT". Při návratu tlačítkem „ESC" se změna názvu nepotvrdí a zůstane platný předchozí název projektu. Následně se nově označený projekt uloží do paměti přístroje tlačítkem „F2", nad kterým je na displeji uvedeno („SAVE", „SPEICH").

14

Výběr příslušného projektu a nastavení dříve používaných parametrů se provede tlačítkem „F1", kdy na displeji nad tímto tlačítkem je uvedeno „SELECT", „WAHL". Zobrazí se Tabulka všech uložených projektů. Pomocí šipek se vybere příslušný projekt a potvrdí se tlačítkem „ENT". Název projektu se zobrazí u řádku „Projekt" („Project", „Projekt"). Nahrání dat tohoto projektu se provede tlačítkem „F3", nad kterým je na displeji uvedeno „LOAD", „LADEN". Po návratu tlačítkem „ESC" o úroveň výš do položky „Hlavní menu" („Main menu“, „HAUPTMENÜ) a následném stlačením „ESC" se zobrazí na displeji veličiny a kanály nastavené dle tohoto projektu.

Odstranění dříve uloženého projektu se provede v nabídce „Nabídka projekt" („Project menu“, „Projekt menü") tlačítkem „F1", nad kterým je uvedeno na displeji („SELECT", „WAHL"), výběrem šipkami příslušného projektu a potvrzením tohoto projektu tlačítkem „ENT". U řádku („Project", „Projekt") se objeví název projektu. Následně se vymaže tento projekt tlačítkem „F4", nad kterým je uvedeno („DELETE", „Lösch").

Aktuálně nastavený projekt se zobrazuje v horní části položky „Nabídka projekt" („Project menu“, „Projekt menü") nad řádkem („Project", „Projekt").

5.3 Měření s ukládáním dat do paměti přístroje

Po volbě aktivních kanálů přístroje, definování parametrů měřicích kanálů a připojení snímačů k přístroji se na displeji přístroje zobrazují aktuální hodnoty měřených veličin. Pokud je displej nastaven do režimu zobrazování dat ve formě textu, je možno měřené hodnoty přímo odečítat z displeje přístroje.

V některých případech hodnoty měřených veličin z displeje nelze odečítat (rychlé děje), nebo je odečet nepřesný (veličina kolísá kolem střední hodnoty), popř. měření trvá delší dobu. Potom je vhodné naměřená data ukládat do paměti přístroje s jejich následným vyhodnocením pomocí příslušného programu na počítači.

V případě měření rychlých dějů v čase se použije měření se záznamem do paměti přístroje. Přístroj umožňuje snímat měřenou veličinu snímačem s analogovým výstupem s

nejkratším intervalem snímání t = 1 ms. Tento interval snímání umožňuje měřit velmi rychlé děje jako např. průběhy tlaků v čase při hydraulickém rázu.

Měření se záznamem do paměti přístroje nachází rovněž uplatnění u měření statických veličin, kdy ale dochází ke kolísání měřené veličiny kolem její střední hodnoty a odečet je v tomto případě nepřesný. V tomto případě je možné z časového průběhu měřených hodnot stanovit jejich střední hodnotu.

Měření se záznamem do paměti přístroje lze použít rovněž při dlouhodobějších měřeních, trvajících v řádu minut, hodin a dnů. V tomto případě jsou rovněž do paměti přístroje zaznamenávány hodnoty měřených veličin.

Nastavení potřebných parametrů přístroje pro měření s ukládáním dat do jeho vnitřní paměti se realizuje v hlavní nabídce:

„Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü") pomocí šipek. Po potvrzení položky „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü") tlačítkem „ENT" se objeví dílčí položky:

- „Kanály" („Channels", „Kanäle"),

- „Doba ukládání do paměti" („Storage Time", „Speicherzeit"),

- „Vzorkování" („Scann. rate", „Abtastrate"),

- „Rychlost" („Ind. Rate", „Ind. Rate"),

- „Spoušť" („Trigger", „Trigger").

15

Příslušná položka se vybere pomocí šipek na přístroji.

Před opuštěním položky „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü") je nutno změny provedené v této položce potvrdit tlačítkem „F4", kdy se nad tímto tlačítkem zobrazuje na displeji „OK". Tím se dostaneme o úroveň výš do položky „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ"). V případě, že bychom se vraceli z položky „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü") o úroveň výš tlačítkem „ESC", nebudou příslušné změny akceptovány.

Výběr měřicích kanálů přístroje s ukládáním do paměti

U položky „Kanály" („Channels", „Kanäle") se zobrazují měřené veličiny, odpovídající jednotlivým kanálům přístroje, které jsou ukládány do jeho vnitřní paměti. Jedná se o nastavení z předchozího měření. Po potvrzení položky „Kanály" („Channels", „Kanäle") tlačítkem „ENT" se na displeji zobrazí nabídka „Kanály výběr" („Select. chan.", „Kanalauswahl") s tabulkou kanálů K1 až K11 s přiřazením příslušné měřené veličiny nebo funkce. Jak již bylo uvedeno dříve, kanál K9 je vybaven funkcí derivace dle času veličiny v kanálu K1: (dK1/dt). Kanál K10 je vybaven funkcí rozdílu veličin v kanálu K3 a K4: (K3-K4). Kanály, u kterých jsou měřené veličiny (nebo hodnoty) zaznamenávány do vnitřní paměti přístroje, jsou označeny „ANO" („Yes", „JA"). Kanály, u kterých měřené veličiny (nebo hodnoty) nejsou zaznamenávány do paměti přístroje jsou označeny „Ne" („NO", „NEIN"). Pomocí šipek na přístroji lze vybrat příslušný kanál. Potom lze tlačítkem „ENT" přepínat označení „ANO" („Yes", „JA") na označení „Ne" („NO", „NEIN") a naopak. Výběr kanálů, ze kterých budou data zaznamenávána do vnitřní paměti přístroje, je nutno potvrdit tlačítkem „F4" na přístroji, kdy se nad tímto tlačítkem na displeji zobrazuje „OK". Tím se dostaneme z položky „Kanály výběr" („Select. chan.", „Kanalauswahl") do nabídky o úroveň výš. V případě, že bychom se vraceli z položky „Kanály výběr" („Select. chan.", "Kanalauswahl") o úroveň výš tlačítkem „ESC", nebudou příslušné změny akceptovány.

Doba ukládání do paměti přístroje

Doba ukládání měřených dat do paměti přístroje se nastaví pomocí položky „Doba ukládání do paměti" („Storage Time", „Speicherzeit"). Dobu měření s ukládáním do paměti lze nastavit v následujících jednotkách:

- sekundy (s),

- minuty (min),

- hodiny (hod).

Potvrzením položky „Doba ukládání do paměti" („Storage Time", „Speicherzeit") tlačítkem „ENT" se nastaví kurzor na první číslici dříve nastavené doby měření. Pomocí tlačítek s číslicemi se definuje požadovaná doba měření. Následně se potvrdí tlačítkem „ENT". Tímto se zároveň zobrazí tabulka s možností volby jednotek doby měření (s, min, hod). Pomocí šipek se vybere příslušná jednotka, která se potvrdí „ENT". Tím je nově nastavena doba měření s ukládáním do paměti.

Volba intervalu snímání měřené veličiny

Interval snímání měřených veličin s analogovým výstupem se nastaví pomocí položky „Vzorkování" („Scann. rate", „Abtastrate"). Interval snímání měřené veličiny lze nastavit v následujících jednotkách:

- milisekundy (ms),

- sekundy (s),

16

- minuty (min).

Potvrzením položky „Vzorkování" („Scann. rate", „Abtastrate") tlačítkem „ENT" se nastaví kurzor na první číslici dříve zvoleného intervalu snímání měřené veličiny. Pomocí tlačítek s číslicemi na přístroji se definuje interval snímání měřené veličiny. Následně se potvrdí tlačítkem „ENT". Tímto se zároveň zobrazí tabulka s možností volby jednotek intervalu snímání měřené veličiny (ms, s, min). Pomocí šipek se vybere příslušná jednotka, která se potvrdí tlačítkem „ENT". Tím je nově nastaven interval snímání měřené veličiny s ukládáním do vnitřní paměti přístroje.

Spoušť pro zahájení měření s ukládáním dat do paměti přístroje

Spoušť pro zahájení doby měření lze nastavit pomocí položky - „Spoušť" („Trigger"). Pomocí tlačítka „ENT" lze vybrat z tabulky na displeji pomocí šipek buď měření bez spouště („NO", „KEINER"), nebo měření s příslušnou spouští. Volba se potvrdí tlačítkem „ENT". Následně se při volbě měření bez spouště („NO", „KEINER") dostaneme do položky „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü"). V případě volby příslušné spouště se po potvrzení tlačítkem „ENT" opět dostaneme do položky „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü"), přičemž je nutno definovat další parametry spouště.

- „Typ spouště" („Type trig", "Trigger typ")

Potvrzením „ENT" na „Typ spouště" („Type trig", „Trigger typ") se zobrazí nabídka:

„Větší" („GREATER", „Größer,), „Menší" („LOWER, „Kleiner"), Rostoucí („RISE", „Steigend"), „Klesající" („FALL", „Fallend").

Výběr z této nabídky se provede pomocí šipek s následným potvrzením „ENT".

- „Spouštěcí hodnota" („Trig. value", „Triggerwert"),

Udává se číselně. Po potvrzení „ENT" se nastaví kurzor na první číslici dříve nastavené hodnoty. Pomocí tlačítek s číslicemi na displeji se definuje spouštěcí hodnota, která se potvrdí tlačítkem „ENT". Pokud se nepoužije „ENT", ale „ESC", zůstane v platnosti dříve nastavená hodnota.

- „Doba zpoždění záznamu" („Pretrigger").

Udává se v procentech. Záznam se zpozdí o příslušný časový úsek. Po potvrzení „ENT" se objeví tabulka v rozsahu od 0 % do 100 % po deseti procentech. Výběr hodnoty se provede pomocí šipek. Vybraná hodnota se potvrdí „ENT". Pokud se nepoužije "ENT", ale "ESC", zůstane v platnosti dříve nastavená hodnota.

- „Vazba" („Triger Link", „Verknüpfung")

Potvrzením „ENT" se otevře nabídka obsahující položky:

„Žádná" („NONE", „KEINE"), „A" („AND", „UND"), „Nebo" („OR", „ODER,), „START"/„STOP".

Pomocí šipek na přístroji se vybere požadovaná hodnota a potvrdí se „ENT".

Spuštění měření s ukládáním dat do paměti přístroje pomocí příkazu „START"

Měření s ukládáním dat do paměti přístroje příkazem „START" se zahájí v položce „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") tlačítkem „F1" na přístroji, nad kterým se nachází příkaz „START" na displeji přístroje. Následně se zobrazí na displeji přístroje položka „Start paměti" („START MEMORY", „SPEICHER STARTEN").

Na prvním řádku je označení měřeného souboru. Např. (Series 13: 220810-14:50", „Messung 13: 220810-14"50"), kde je uvedeno pořadové číslo měřeného souboru, datum a

17

čas měření. Po potvrzení tohoto údaje tlačítkem „ENT" se zobrazí kurzor na označení datumu a času. Je možno nastavit požadovanou hodnotu s následným potvrzením „ENT".

Na dalším řádku je uveden způsob měření. Lze zvolit buď jediné („SINGLE", „EINZEL") měření nebo měření v cyklickém režimu („CYCLIC", „ZYKLISCH"). Přepínání těchto režimů je možné pomocí „ENT" po nastavení šipkou řádku „Způsob" („Mode", „Modus").

Na displeji se rovněž zobrazují na dalších řádcích měřené veličiny, které budou ukládány do paměti přístroje pod údajem „Parametr" („Parameter") jako doba měření se záznamem do paměti přístroje a interval snímání měřených analogových veličin se záznamem.

Do položky „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") se lze vrátit tlačítkem „ESC" na přístroji. Jinak lze spustit vlastní měření se záznamem pomocí tlačítka „F4", nad kterým je na displeji uvedeno „OK". Zobrazí se displej přístroje s měřenými veličinami. Na displeji se zobrazují všechny měřené veličiny s aktivními kanály. U veličin se záznamem do paměti přístroje se zobrazuje na levé straně hvězdička. Po ukončení záznamu hvězdička zmizí. Doba zbývající do konce měření se záznamem do paměti je zřejmá z orientačního ukazatele na spodní části displeje. Měření se záznamem lze vždy předčasně ukončit tlačítkem „F4" na přístroji, nad kterým se objevuje na displeji „STOP". Data změřená a uložená před stlačením tlačítka „F4" zůstanou uložena v paměti přístroje.

Vymazání dat z paměti přístroje

Paměť přístroje se maže v položce „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") tlačítkem „F3" na přístroji, nad kterým je uvedeno na displeji („DELETE", „Lösch"). Následně je umožněno mazání jednotlivých souborů „Vymazat jednotlivě" („Delete Single", „Löschen einzeln"), nebo mazání všech naměřených souborů „Vymazat vše" („Delete All", „Löschen alles") v paměti přístroje. Mazání jednotlivých souborů se provede výběrem položky „Mazání jednotlivě" („Delete Single",„Löschen einzeln") šipkami na přístroji a potvrzením tlačítkem „ENT". Následně se zobrazí tabulka se všemi označenými soubory uloženými v paměti přístroje. Pomocí šipek se vyberou příslušné soubory, které se mají vymazat a označí se tlačítkem „ENT". Na levé straně souboru připraveného k výmazu se zobrazuje hvězdička. Po opětovném stisknutí tlačítka „ENT" je hvězdička odstraněna a soubor vymazán nebude. Po označení vybraných souborů k výmazu z paměti se stiskne tlačítko „F4" na přístroji nad kterým je uvedeno („DELETE", „Lösch"). Zobrazí se výzva, zda jste si jisti, že chcete soubory vymazat („Are you sure?", „Sind Sie sicher?"). Pokud ano, vymažou se soubory z paměti přístroje stlačením tlačítka „F2" na přístroji, nad kterým je na displeji uvedeno („YES", „JA"). Pokud výmaz souborů nemá být proveden, použije se tlačítko „F3", nad kterým je uvedeno na displeji („NO", „Nein").

Mazání všech souborů v paměti přístroje se provede výběrem položky „Vymazat vše" („Delete All", „Löschen alles"). Po stlačení „ENT" se opět objeví výzva, zda jste si jisti, že chcete soubory vymazat („Are you sure?", „Sind Sie sicher?"). Pokud ano, vymažou se soubory z paměti přístroje tlačítkem „F2" na přístroji, nad kterým se objevuje („YES", „JA"). Pokud výmaz souborů nemá být proveden, zvolí se tlačítko „F3", nad kterým je uvedeno („NO", „Nein").

5.4 Zpracování dat v programu Hydrowin

Pro zpracování naměřených dat na počítači je k dispozici program

HYDROcomsys/WIN32 (dále Hydrowin) 1. Data z měřicího přístroje se přenášejí do počítače PC v prostředí tohoto programu, který je k dispozici ve verzi v anglickém a německém jazyce. Dále budou uvedeny základní údaje programu s textem v jazyce anglickém. Přístroj Hydrotechnik se propojí s PC pomocí sériového portu RS 232 nebo USB

18

vstupu. Program se spustí souborem „hydrowin32.exe". Přenos dat z přístroje se realizuje pomocí nabídky horní lišty. Vybere se položka „Přístroje" („Instruments") a následně „Start komunikace" („Start communication“). Ukázka je na obr. 5.1.

Obr. 5.1 Výběr přístroje

Popř. se klikne myší na čtvrtou ikonu zleva s vyobrazením měřicího přístroje připojeného k PC, která má funkci „Start komunikace" („Star communication“). Po kliknutí myší na tuto položku se objeví nabídka typů měřicích přístrojů Hydrotechnik, ze které se vybere používaný přístroj.

Pro správnou funkci přenosu dat z přístroje do počítače PC je nutno v položce „Doplňky" („Extras") nastavit parametry „Konfigurace" („Configuration"), viz obr. 5.2. V nabídce „Rozhraní" („Interface") se nastaví „Typ přenosu" („Type") a „Přenosová rychlost" („Baudrate"), které musí být nastaveny stejně jako v nabídce měřicího přístroje. Dále je zapotřebí nastavit správný „COM" připojení k počítači.

19

Obr. 5.2 Nastavení rozhraní

Následně se v nabídce „Přístroje" („Instruments") klikne na položku "Číst paměť" („Read memory“), nebo se klikne na pátou ikonu zleva s vyobrazením přístroje, která má funkci „Číst paměť" („Read memory“). Zobrazí se názvy všech souborů uložených v paměti měřicího přístroje. Vybere se naměřený soubor v paměti přístroje, soubor se nově označí a uloží v paměti počítače PC.

Je možno zobrazit průběhy měřených veličin v čase. Výběr příslušného souboru se realizuje v horní liště kliknutím na položku „Prezentace" („Prezentation"). Následně se vybere položka „Grafický" („Graphic"). Vybere se příslušný adresář a následně žádaný soubor s příponou „mwf". Při předchozím přenosu dat z přístroje s jejich uložením do paměti počítače se tyto automaticky uložily v adresáři HYDROWIN 32 AJ, ve kterém je uložen spouštěcí soubor „hydrowin32.exe" a všechny další podpůrné soubory. Po výběru souboru je nutno vybrat příslušný soubor s příponou „kbf" pro definování parametrů os (které veličiny mají být v grafu zobrazeny aj.). Program umožňuje vybrat položku „Automatické generování grafiky/tabulky" („Automatic generation of graphic/table"), kdy budou zobrazeny všechny změřené veličiny. Příklad grafické závislosti měřených veličin v čase v programu Hydrowin je na obr. 5.3.

20

Obr. 5.3 Příklad grafického zobrazení měřených veličin v čase v programu Hydrowin

Na obr. 5.3 jsou vidět časové průběhy tří tlaků (tmavě modrý, zelený a světle modrý

průběh) v jednotkách bar, časový průběh teploty ve C (červený průběh) a průtoku v jednotkách l/min (černý průběh). Tlaky a teploty byly měřeny snímači s analogovým

výstupem s vzorkovací frekvencí t = 1 ms. Průtok byl měřen snímačem s frekvenčním výstupem.

Požadované měřítko os grafu se nastaví v nabídce hlavní lišty „Zpracování" („Processing"), kdy se vybere položka „Měřítko" („Scaling"). Následně se v nabídce „Parametry pro manuální nastavení měřítka" („Parameters for manual Scaling") nastaví pro jednotlivé veličiny minimální a maximální hodnoty na příslušných osách grafu. Příklad je na obr. 5.4.

21

Obr. 5.4 Nabídka „Parametry pro manuální nastavení měřítka" („Parameters for manual Scaling") v programu Hydrowin.

Obr. 5.5 Příklad grafického zobrazení měřených veličin v čase s upraveným měřítkem os v programu Hydrowin.

22

Program umožňuje po kliknutí na položku horní lišty „Zpracování" („Processing") a následně na „Místo" („Spot") zobrazovat v levém horním rohu obrazovky hodnoty měřených veličin v jednotlivých místech časového průběhu grafu. Příslušný čas na časové ose se vybere kurzorem a je rovněž zobrazován v levém horním rohu. Příklad je na obr. 5.6.

Program rovněž umožňuje výběr časového úseku grafu a následné zvětšené zobrazení tohoto úseku. Po kliknutí na položku horní lišty „Zpracování" („Processing") a následně na „Zvětšit" („Zoom") se na obrazovce zobrazí kříž. Myší se vybere začátek časového úseku grafu a potvrdí se levým tlačítkem myši. Následně se podrží levé tlačítko myši, vybere se myší konec časového úseku grafu a potvrdí se puštěním levého tlačítka myši. Příklad vybraného časového úseku je na obrázku 5.7. Data je možno zobrazit tabulkou. Po kliknutí na položku horní lišty „Prezentace" („Prezentation"), dále na „Tabulka" („Table") a následně na „Zobrazit tabulku" („Show Table") se vybere v příslušném adresáři požadovaný soubor s naměřenými daty s příponou „mwf". Dále se vybere v příslušném adresáři soubor s příponou „tbf" pro definování parametrů tabulky (které veličiny mají být v tabulce zobrazeny aj.). Program umožňuje vybrat položku „Automatické generování grafiky/tabulky" („Automatic generation of graphic/table"). Následně se zobrazí tabulka s naměřenými daty v jednotlivých časových okamžicích. Příklad tabulky je na obr. 5.8, kdy v jednotlivých sloupcích zleva jsou uvedeny: čas, 3 měřené tlaky, teplota, průtok.

Obr. 5.6 Příklad aplikace funkce „Spot" v čase grafického zobrazení měřených veličin v čase t = 1,088 s.

23

Obr. 5.7 Příklad výběru časového úseku z obr. 5.5 užitím funkce „Zoom".

Obr. 5.8 Příklad části tabulky měřených hodnot.

24

Program Hydrowin umožňuje jednoduchou statistiku (průměry, maximální a minimální hodnoty, střední hodnota, směrodatná odchylka). Po kliknutí na položku horní lišty „Prezentace" („Prezentation") a dále na „Statistika" („Statistics") se vybere v příslušném adresáři požadovaný soubor s naměřenými daty s příponou „mwf". Následně se vyberou požadované statistické veličiny, které mají být vypočteny, v tabulce „Výběr statistických proměnných" („Selection of statistical variables"):

„Minimum" („Minimum"), „Maximum" („Maximum"), „Aritmetická střední hodnota" („Arithm. mean value"), „Průměr čtverců hodnot" („Square mean value"), „Směrodatná odchylka", („Standard deviation"). Po potvrzení „ENT" se zobrazí tabulka se zvolenými statistickými hodnotami jednotlivých veličin.

Soubory v prostředí Hydrowin, jak již bylo uvedeno, jsou označeny příponou „mwf". Je možno je transformovat do „txt" souborů a data dále zpracovat např. v MS Excel. Po kliknutí na položku horní lišty „Doplňky" („Extras"), dále na „Výměna dat" („Data Exchange")

a následně na „Konverze MWFTXT" („Conv. MWFTXT") se vybere požadovaný soubor s naměřenými daty s příponou „mwf" v příslušném adresáři. Po potvrzení „OK" se tento soubor uloží jako „txt" soubor do uvedeného adresáře.

Modifikace zobrazovaných veličin u grafů je možná v nabídce horní lišty „Formát" („Format"), dále „Definování grafiky" („Graphic definition") a následně „Modifikace" („Modification"). V příslušném adresáři se vybere požadovaný soubor s příponou „kbf" s definovanými parametry zobrazovaných veličin. Následně se provedou požadované úpravy parametrů zobrazovaných veličin. Označí se veličiny, které mají být v grafu zobrazeny včetně barev jejich časových záznamů a popisků os. Příklad je na obrázku 5.9. Soubor s novými parametry zobrazovaných veličin se uloží pod zvoleným jménem potvrzením tlačítka „OK".

Obr. 5.9 Příklad nastavených parametrů zobrazovaných veličin

25

6 PARAMETRY SNÍMAČŮ

Při bezdemontážní diagnostice hydraulických prvků a systémů se zjišťuje stav prvku či

zařízení ve smontovaném stavu. Skladba diagnostického zařízení je pak tvořena jedním či několika snímači různých veličin, elektronickou kartou pro zpracování naměřených dat a řízení měření. Počítač je vybaven software pro měření a analýzu veličin a pro řízení měření.

V současné době řada prostředků technické diagnostiky s výhodou využívá principu elektrického měření neelektrických veličin. Měření neelektrických veličin elektrickou cestou

má mnoho výhod 2:

- větší přesnost a citlivost, - možnost dálkového měření, - výstupní signál buď číslicový nebo analogový, - možnost současného měření několika veličin na více místech, - možnost přímého zobrazení nebo záznamu do paměti, - možnost vyhodnocení naměřených dat, - možnost automatizace měření, - malé rozměry a hmotnost měřicí techniky.

Výběr snímače pro dané měření je dán jeho vlastnostmi, ke kterým patří:

- měřicí rozsah, - citlivost, - přesnost, - hystereze, - dynamické parametry, - časová stálost, - závislost na vnějších vlivech (vibrace, vlhkost, teplota, prašnost), - vliv na měřený objekt, - spolehlivost.

Citlivost snímače

Citlivost snímače je definována jako poměr výstupní veličiny y a vstupní veličiny x. ideální charakteristika snímače má lineární závislost mezi výstupní a vstupní veličinou.

Potom citlivost je pro lineární závislost konstantní a je v daném bodě A dána vztahem 2:

A

A

x

yS = (6.1)

Pokud se jedná o nelineární charakteristiku je nutno v pracovním bodě A definovat citlivost jako poměr přírůstků:

A

A

xΔ

yΔS = (6.2)

Přesnost snímače

Udává stálost citlivosti 2. Uvádí se často v % odchylky buď od jmenovité hodnoty měřeného parametru, nebo od cejchovní charakteristiky. Tato odchylka, vyjádřená skutečnou chybou, může být vztažena buď k maximální měřené hodnotě nebo k celému měřicímu rozsahu snímače. Pro rozdíl mezi skutečnou hodnotou y a ideální hodnotou y0 se stanoví:

(%) 100-

•=0

0

y

yyk (6.3)

26

Měřicí rozsah snímače

Udává rozsah změn měřené veličiny daného snímače. Je dán spodní hodnotou ymin a horní hodnotou ymax měřené veličiny. Je omezen požadovanou přesností snímače.

Hystereze snímače

Je dána rozdílem y mezi charakteristikami snímače změřenými při zvyšující se a snižující se hodnotě měřené veličiny, vztaženému zpravidla k maximální hodnotě ymax měřené veličiny:

(%) 100•Δ

=maxy

yH (6.4)

Dynamické charakteristiky snímače

Jejich znalost je nezbytná při měření rychlých časových změn veličin. Frekvenční charakteristiky vyjadřují odezvu na harmonický signál. Amplitudová charakteristika uvádí závislost amplitudy (citlivosti snímače) na frekvenci. Fázová charakteristika udává frekvenční závislost fázového zpoždění výstupu ze snímače na jeho vstupu. Přechodová charakteristika udává průběh výstupu ze snímače (odezvy) na jednotkový skok vstupní veličiny do snímače. Přechodová charakteristika může mít průběh aperiodický nebo kmitavý. Pro aperiodický průběh je typickou charakteristickou veličinou časová konstanta T.

27

7 VZOROVÝ PŘÍKLAD MĚŘENÍ PŘÍSTROJEM M5050 HYDROTECHNIK

Cílem je: 1) proměřit časovou závislost průběhu tlaku v čase při proudění oleje v ocelové trubce

po uzavření ventilu na jejím konci. 2) Změřit závislost průtoku Q z hydrogenerátoru HG na výstupním tlaku p

z hydrogenerátoru HG.

7.1 Hydraulický obvod a zapojení snímačů Schéma obvodu je na obr.7.1.

Obr. 7.1 Schéma zapojení hydraulického obvodu včetně snímačů

Minerální olej protéká z hydrogenerátoru HG, přes jednosměrný ventil JV, rozvaděč R, kulový ventil KV1, měřenou TRUBKU, kulový ventil KV2 a kulový ventil KV6 do nádrže N. Ventily KV1, KV2 jsou otevřeny. Ventily KV3, KV4 a KV5 jsou uzavřeny. OT je odměrná nádoba, která není při tomto měření využita. M označuje manometr, PV je pojistný ventil. Obvod je vybaven MINIMESS přípojkami MB1 a MB2 pro připojení snímačů tlaku.

K MINIMESS přípojce MB1 je připojen snímač tlaku p s proudovým analogovým výstupem I. Dále je do obvodu zabudován zubový průtokoměr P s frekvenčním výstupem I pro měření průtoku Q. Elektrické výstupy obou snímačů jsou připojeny kabelem k měřicímu přístroji M5050 Hydrotechnik.

Úloha 1. Po uzavření ventilu KV2 dochází k nárůstu tlaku v TRUBCE. Při dosažení tlaku nastaveném na pojistném ventilu PV dojde k otevření tohoto ventilu a kapalina následně protéká přes pojistný ventil PV do nádrže N. Je měřen časový průběh tlaku p snímačem tlaku na přípojce MB1 po uzavření ventilu KV2. Měření probíhá se záznamem do paměti přístroje M5050 Hydrotechnik.

28

Úloha 2) Nastavením ventilu KV2 se vytvoří požadovaný tlak na výstupu hydrogenerátoru HG. Průtok Q minerálního oleje z hydrogenerátoru HG při daném tlaku p se měří průtokoměrem P. Měřený průtok Q se odečte z displeje přístroje. Tlak p se odečte z manometru M. Další možností je odečíst tlak p připojeným tlakovým snímačem na přípojce MB1. Zubový průtokoměr P je sdružený snímač. Je vybaven Minimess přípojkou pro připojení tlakového snímače a teplotní jímkou pro připojení snímače teploty. Pro měření tlaku blízko výstupu hydrogenerátoru je vhodné umístit tlakový snímač Hydrotechnik do přípojky na zubovém průtokoměru P a tlak p měřit v tomto místě. Teplotu tt je možno snímat pro přesné měření teplotním čidlem Hydrotechnik zapojeným do teplotní jímky na zubovém průtokoměru P, nebo ji odečíst na teploměru v nádrži N. Pohled na zapojení snímače tlaku k Minimess přípojce MB1 a snímače průtoku včetně připojení k přístroji M5050 Hydrotechnik P je na obr. 7.2.

Obr. 7.2 Pohled na měření tlaku p v místě přípojky MB1 a průtoku Q na výstupu hydrogenerátoru HG

7.2 Nastavení přístroje, měření s odečítáním hodnot z displeje

Snímače se připojí k přístroji M5050 Hydrotechnik. Následně je zapotřebí nastavit

aktivní kanály snímače pro měření veličin a nastavit parametry aktivních kanálů 1.

Výběr aktivních kanálů přístroje M5050 Hydrotechnik

Cesta: Tlačítko „Menu“ na přístroji, „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") pomocí šipek, potvrzení této položky tlačítkem „ENT", výběr položky „Kanály" („Channels“, „Kanäle") tlačítkem „ENT".

Kanály K1 a K5 označíme jako aktivní „ANO" („Yes", „JA"), ostatní kanály jako neaktivní „Ne" („NO", „NEIN"). Hodnota veličiny kanálu K1 a kanálu K5 se bude zobrazovat na displeji přístroje. Potvrdí se tlačítkem „F4“ na přístroji, kdy se na displeji zobrazuje „OK".

29

Nastavení parametrů aktivních kanálů

Snímač tlaku s analogovým výstupem je připojen kabelem k měřicímu analogovému kanálu K1 přístroje. Snímač průtoku je připojen kabelem k frekvenčnímu měřicímu kanálu K5.

Cesta: Tlačítko „Menu“ na přístroji, „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr pomocí šipek a potvrzení tlačítkem "ENT" položky „Nabídka měřicí kanál" („Channel menu“, „Meßkanal menü") na displeji. Výběr příslušného kanálu se provede pomocí šipek. Po potvrzení daného kanálu tlačítkem „ENT“ se objeví menu pro definování příslušného kanálu „Kanál" („Channel“, „Meßkanal").

Nastavení kanálu K1:

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"). „Variable“: Volba měřené veličiny tlak v barech – vybere se „p (bar)“.

- „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp"): Hodnota výstupního elektrického signálu ze snímače se odečte z jeho štítku. Pokud je výstupní elektrický signál ze snímače: I = (0÷20) mA, vybere se tato hodnota.

- „Měřicí rozsah" („Meas. Range", „Meßbereich"): Hodnota měřicího rozsahu snímače se odečte z jeho štítku. Pokud je rozsah p = (0÷400) bar, nastaví se tato hodnota.

- „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt"): Nastavení nulové hodnoty měřené veličiny. Snímač tlaku musí být odpojen od tlaku v měřené soustavě. Nastavení nulového bodu se provede v položce „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt") stisknutím tlačítka „ENT". Následně se stiskne tlačítko „F3" potvrzující text „START", který se objevuje na displeji nad tímto tlačítkem. Po nastavení nulového bodu se snímač tlaku připojí k tlaku přes MINIMESS přípojku.

- Nastavení kanálu K1 se potvrdí tlačítkem „F4“ (OK).

Nastavení kanálu K5:

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"): Volba měřené veličiny průtok Q v l·min-1 – vybere se „Q (l/min)“.

- „Kalibrační hodnota" („Cal. value", „Kal. Wert"): Nastaví se kalibrační hodnota dle štítku průtokoměru. Pokud je pro průtokoměr v rozsahu (0,7÷70) l·min-1 uvedena kalibrační hodnota 133,1, nastaví se tato hodnota.

Nastavené hodnoty kanálu K5 se potvrdí tlačítkem „F4 “ (OK).

Vlastní měření

Aktuální hodnoty tlaku p a průtoku Q se zobrazují na displeji přístroje. Byla odečtena hodnota průtoku Q = 1,938 l·min-1 při tlaku p = 100 bar a teplotě oleje tt = 30 ºC. Změnou otevření ventilu KV2 se postupně nastavují hodnoty tlaku p na výstupu z hydrogenerátoru HG, které se odečítají z displeje přístroje a zapisují do tabulky. Zároveň se z displeje odečítají odpovídající hodnoty průtoků Q na výstupu hydrogenerátoru. Odečítá se teplota tt. Následně se zpracuje v MS Excel závislost průtoku Q z hydrogenerátoru při tlaku p na jeho výstupu.

30

Obr. 7.3 Změřená závislost průtoku Q z hydrogenerátoru při tlaku p na jeho výstupu, teplota oleje tt = 30 ºC.

7.3 Měření se záznamem do paměti přístroje

Měření průběhu tlaku p v čase t na přípojce MB1 při uzavření ventilu KV2 se provede se záznamem do paměti přístroje M 5050 Hydrotechnik. Před vlastním měřením je nutno

nastavit parametry měření se záznamem v přístroji M5050 1. Do paměti přístroje se bude ukládat pouze měřený průběh tlaku p v čase t.

Nastavení parametrů kanálů přístroje s ukládáním do paměti

Cesta: „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr „Nabídka paměť" („Memory menu“, „Speicher menü") pomocí šipek. Po potvrzení tlačítkem „ENT" se objeví dílčí položky pro definování měření se záznamem do paměti přístroje. Postup nastavení těchto dílčích položek je uveden v kap. 5.3.

- „Kanály" („Channels", „Kanäle"): Po rozkliknutí se objeví kanály K1 až K11. Kanál K1, jehož data ze snímače tlaku se mají ukládat do paměti přístroje, se označí “Yes“, ostatní kanály, jejichž data se do paměti neukládají, se označí „No“. Nastavení se potvrdí tlačítkem „F4“, nad kterým se na displeji zobrazuje „OK".

- „Doba ukládání do paměti" („Storage Time", „Speicherzeit"): nastaví se doba měření 10 s.

- „Vzorkování" („Scann. rate", „Abtastrate"): Nastaví se interval snímání měřené veličiny 10 ms.

- „Spoušť" („Trigger", „Trigger"): Spoušť se nastaví „Ne" („No“)

Nastavené parametry měření se záznamem se potvrdí tlačítkem „F4“, nad kterým je na displeji uvedeno „OK".

Vlastní měření s ukládaním do paměti

Zahájí se v položce „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") tlačítkem „F1", nad kterým se nachází na displeji příkaz „START". Následně se zobrazí na displeji přístroje

31

položka „Start paměti" („START MEMORY", „SPEICHER STARTEN"). Nastaví se název měřeného souboru a režim měření „Jediné" („SINGLE", „EINZEL") dle postupu v kap. 5.3.

Měření se spustí tlačítkem „F4“, nad kterým je na displeji uvedeno „OK".

Po dobu měření je měřená veličina tlak p, která se ukládá do paměti přístroje, označena hvězdičkou. Naměřená data jsou uložena do paměti přístroje s příslušným označením souboru.

Transfer dat z paměti přístroje do počítače

Z měřicího přístroje se naměřená data přenesou do PC v prostředí programu Hydrowin dle postupu v kap. 5.4.

7.4 Zpracování dat v programu Hydrowin

Dle postupu uvedeného v kap. 5.4 lze v prostředí Hydrowin 1 zobrazit časové průběhy naměřeného tlaku včetně využití funkcí „Místo" („Spot") a „Zvětšit" („Zoom"), zobrazit data ve formě tabulky, zjistit základní statistické veličiny naměřených veličin nebo soubor dat „mfw“ transformovat do souboru „txt“ pro zpracování v MS Excel.

Obr. 7.4 Změřený průběh tlaku p v čase t, program Hydrowin

32

Obr. 7.5 Zobrazení hodnoty tlaku p v čase t, funkce „Místo" („Spot") v programu Hydrowin

Obr. 7.6 Detail zobrazené hodnoty tlaku p v čase t, funkce „Zvětšit" („Zoom") v programu Hydrowin

33

Obr. 7.7 Výstup statistika, program Hydrowin

Obr. 7.8 Změřený časový průběh tlaku p zpracovaný v MS Excel

34

8 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA HYDRAULICKÝCH PRVKŮ A SYSTÉMŮ

Technické parametry hydraulických prvků a systémů jsou dány buď přímo měřenými veličinami jako tlak, tlakový spád, průtok, teplota, otáčky, moment, síla a rychlost, nebo se vypočtou z těchto veličin. V následující kapitole bude uvedeno měření vybraných parametrů.

8.1 Diagnostika rotačního hydromotoru

Měřené charakteristiky

Cílem je změřit následující statické charakteristiky rotačního neregulačního hydromotoru HM2 při konstantní teplotě tt pracovní kapaliny.

1) Průtoková charakterika Q = f (p). Představuje závislost průtoku Q do hydromotoru

HM2 na tlakovém spádu p na tomto hydromotoru při jeho konstantních otáčkách n.

2) Momentová charakteristika M = f (n). Představuje závislost momentu M na hřídeli

hydromotoru HM2 na jeho otáčkách n při konstantním tlakovém spádu p na tomto hydromotoru.

3) Otáčková charakteristika n = f (M). Představuje závislost otáček n hřídele hydromotoru HM2 na momentu M na tomto hřídeli při konstantním průtoku Q na vstupu do hydromotoru.

4) Průtoková účinnost Q hydromotoru HM2 v závislosti na tlakovém spádu p na tomto hydromotoru při jeho daných otáčkách n.

5) Mechanicko tlaková (hydraulická) účinnost mp hydromotoru HM2 v závislosti na

tlakovém spádu p na něm při daných otáčkách n hřídele tohoto hydromotoru.

6) Celková účinnost c hydromotoru HM2 v závislosti na tlakovém spádu p na něm při daných otáčkách n tohoto hydromotoru.

Měřicí obvod

Měření se realizuje na hydraulickém obvodu dle obr. 8.1. Měřený hydromotor HM2 je poháněný hydrogenerátorem HG2. Kapalinou je minerální olej. Geometrický objem hydromotoru HM2 je V = 8,2 cm3. Do nádrže N2 je možno dodat požadovanou kapalinu, při které zkoušky probíhají. Konstantní teplota tt pracovní kapaliny je udržována chladičem CH. Hydrogenerátor HG2 je poháněný hydromotorem HM1, který je poháněn regulačním hydrogenerátorem HG1 nasávajícím kapalinu (olej) z nádrže N1. Pojistný ventil PV1 chrání obvod před přetížením. Tlak na výstupu hydrogenerátoru HG1 je měřen manometrem M. Hydromotor HM2 je zatěžován hydrogenerátorem HG3 umístěným na společné hřídeli. Zatěžovací tlak hydrogenerátoru HG3 je nastaven přepouštěcím ventilem PV2. Na vstupu hydromotoru HM2 je umístěn průtokoměr PR, který kromě průtoku umožňuje měřit tlak a teplotu. Schéma hydraulického obvodu je na obr. 8.1. Foto obvodu je na obr. 8.2. Jsou měřeny následující veličiny:

1) Teplota tt snímačem S1 (na průtokoměru PR) na vstupu hydromotoru HM2,

2) Průtok Q snímačem S2 (průtokoměr PR) na vstupu hydromotoru HM2,

3) Tlak p1 snímačem S3 na vstupu hydromotoru HM2,

4) Moment M snímačem S4 na hřídeli hydromotoru HM2,

35

5) Otáčky n snímačem S5 na hřídeli hydromotoru HM2,

6) Tlak p2 snímačem S6 na výstupu hydrogenerátoru HG3.

Obr. 8.1 Schéma hydraulického obvodu pro měření statických veličin rotačního hydromotoru

Obr. 8.2 Foto obvodu pro měření statických charakteristik rotačního hydromotoru

36

Obr. 8.3 Pohled na měřený hydromotor HM2, snímač momentu S4, snímač otáček S5

Obr. 8.4 Pohled na zubový průtokoměr PR (snímač průtoku S2) se zapojenými snímači S3 tlaku a S1 teploty

37

Snímače se připojí k přístroji M5050 Hydrotechnik následovně.

1) Ke kanálu K1 s analogovým vstupem se připojí snímač S3 tlaku p1 s analogovým elektrickým výstupním signálem.

2) Ke kanálu K2 s analogovým vstupem se připojí snímač S6 tlaku p2 s analogovým výstupem.

3) Ke kanálu K3 s analogovým vstupem se připojí snímač S4 momentu M s analogovým výstupem.

4) Ke kanálu K4 s analogovým vstupem se připojí snímač S1 teploty tt s analogovým výstupem.

5) Ke kanálu K5 s frekvenčním vstupem se připojí snímač S2 průtoku Q s frekvenčním výstupem.

6) Ke kanálu K6 s frekvenčním vstupem se připojí snímač S5 otáček n s frekvenčním výstupem.

Měření veličin přístrojem M5050 Hydrotechnik 1

Výběr aktivních kanálů přístroje

Postup je uveden v kap. 5.1. Cesta: Tlačítko „Menu“ na přístroji, „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr „Nabídka zobrazení" („Display menu“, „Anzeige menü") pomocí šipek, potvrzení této položky tlačítkem „ENT", výběr položky „Kanály" („Channels“, „Kanäle") tlačítkem „ENT".

Kanály K1, K2, K3, K4, K5 a K6 se označí jako aktivní kanály „Ano“ (“Yes“), ostatní kanály jako neaktivní „Ne“ („No“). Výběr aktivních a neaktivních kanálů se potvrdí tlačítkem „F4“, nad kterým se na displeji zobrazuje „OK". Hodnoty veličiny aktivních kanálů se budou zobrazovat na displeji přístroje.

Nastavení parametrů aktivních kanálů přístroje

Postup je uveden v kap. 5.2. Cesta: Tlačítko „Menu“ na přístroji, „Hlavní nabídka" („Main menu“, „HAUPTMENÜ") na displeji, výběr pomocí šipek a potvrzení tlačítkem "ENT" položky „Nabídka měřicí kanál" („Channel menu“, „Meßkanal menü") na displeji. Výběr příslušného kanálu se provede pomocí šipek. Po potvrzení daného kanálu tlačítkem „ENT“ se objeví menu pro definování příslušného kanálu „Kanál" („Channel“, „Meßkanal").

Nastavení parametrů kanálu K1

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"). „Variable“: Volba měřené veličiny tlak v barech – vybere se „p (bar)“.

- „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp"): Hodnota výstupního elektrického signálu ze snímače se odečte z jeho štítku. Pokud je výstupní elektrický signál ze snímače: I = (0÷20) mA, vybere se tato hodnota.

- „Měřicí rozsah" („Meas. Range", „Meßbereich"): Hodnota měřicího rozsahu snímače se odečte z jeho štítku. Pokud je rozsah p = (0÷200) bar, nastaví se tato hodnota.

- „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt"): Nastavení nulové hodnoty měřené veličiny. Snímač tlaku musí být odpojen od tlaku v měřené soustavě. Nastavení nulového bodu se provede v položce „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt") stisknutím tlačítka „ENT". Následně se stiskne tlačítko „F3" potvrzující text „START", který se objevuje na displeji nad

38

tímto tlačítkem. Po nastavení nulového bodu se snímač tlaku připojí k tlaku přes MINIMESS přípojku.

- Nastavení kanálu K1 se potvrdí tlačítkem „F4“, nad kterým je na displeji uvedeno „OK".

Nastavení parametrů kanálu K2

Nastaví se obdobně jako kanál K1.

Nastavení kanálu K3

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"). „Variable“: Volba měřené veličiny moment v N·m – vybere se „M (N·m)".

- „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp"): Hodnota výstupního elektrického signálu ze snímače momentu v obvodu je U = (-5 ÷ +5) V. Vybere se hodnota (0÷10) V pro kanál přístroje.

- „Měřicí rozsah" („Meas. Range", „Meßbereich"): Hodnota měřicího rozsahu snímače momentu v obvodu je (-50 ÷ +50) N·m. Nastaví se hodnota (0÷100) N·m pro kanál přístroje.

- „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt"): Nastavení nulového bodu měřené veličiny se provede v položce „Nulový bod" („Zero Point", „Nulpunkt") stisknutím tlačítka „ENT". Následně se stiskne tlačítko „F3" potvrzující text „START", který se objevuje na displeji nad tímto tlačítkem.

- Nastavení kanálu K3 se potvrdí tlačítkem „F4“ („OK").

Nastavení kanálu K4

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"). „Variable“: Volba měřené

veličiny teplota ve C – vybere se „T (C)".

- „Typ signálu" („Sensor Type", „Signaltyp"): Hodnota výstupního elektrického signálu ze snímače se odečte z jeho štítku. Pokud je výstupní elektrický signál ze snímače: I = (0÷20) mA, vybere se tato hodnota.

- „Měřicí rozsah" („Meas. Range", „Meßbereich"): Hodnota měřicího rozsahu snímače

se odečte ze štítku nebo katalogu. Pokud je rozsah tt = (-50C ÷ +250C) N·m, nastaví se tato hodnota.

- Nastavení kanálu K4 se potvrdí tlačítkem „F4“ („OK").

Nastavení kanálu K5

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"): Volba měřené veličiny průtok Q v l·min-1 – vybere se „Q (l/min)“.

- „Kalibrační hodnota" („Cal. value", „Kal. Wert"): Nastaví se kalibrační hodnota dle štítku průtokoměru. Pokud je pro průtokoměr v rozsahu (0,7÷70) l·min-1 uvedena kalibrační hodnota 133,1, nastaví se tato hodnota.

- Nastavené hodnoty kanálu K5 se potvrdí tlačítkem „F4 “ („OK").

Nastavení kanálu K6

- „Proměnná, měřená veličina" („Variable", „Meßgröße"): Volba měřené veličiny otáčky n v jednotkách rpm – vybere se „n (rpm)“.

39

- „Kalibrační hodnota" („Cal. value", „Kal. Wert"): Definuje se číslo odpovídající počtu odrazek po obvodu hřídele. Uvedené číslo udává počet impulzů přijatých od odrazek, které odpovídají jedné otáčce.

- Nastavené hodnoty kanálu K6 se potvrdí tlačítkem „F4“ („OK").

Vlastní měření, vyhodnocení naměřených dat a zpracování statických charakteristik

Měřené hodnoty veličin mohou být odečítány přímo z displeje přístroje. Z důvodu kolísání některých veličin (např. průtoku) kolem jejich střední hodnoty bude odečet z displeje zatížen chybou. Pro přesnější stanovení veličin je měření veličin realizováno se záznamem do paměti přístroje. Popis měření se záznamem včetně nastavení přístroje M5050 je uveden v kap. 5.3. Následně jsou naměřená data převedena z přístroje do počítače v programu Hydrowin a jsou vyhodnoceny střední hodnoty časových průběhů měřených veličin v tomto programu. Postup je uveden v kap. 5.4. Naměřená data se zapíší do předem připravených tabulek. Z naměřených hodnot se vyhodnotí požadované statické charakteristiky hydromotoru. Při zanedbání tlakové ztráty chladiče CH a vedení za hydromotorem HM2 bude

tlakový spád na hydromotoru p dán změřenou hodnotou tlaku p1 před hydromotorem HM2.

Teplota pracovní kapaliny (minerálního oleje) v obvodu měřeného hydromotoru HM2

je tt = 25 C. Hustota oleje = 870 kg·m-3, kinematická viskozita oleje = 80 mm2·s-1.

Průtoková charakteristika Q = f (p)

Potřebné změřené veličiny pro zpracování charakteristiky: průtok Q (snímač (S2), tlak

p1 (snímač S3), otáčky n (snímače S5), teplota tt (snímač S1). Tlakový spád p (tlak p1) na hydromotoru HM2 je vytvářen hydrogenerátorem HG3 na společném hřídeli, kdy hydrogenerátor HG3 je zatěžován přepouštěcím ventilem PV2. Lze sledovat tlak p2 na výstupu hydrogenerátoru HG3 měřený snímačem S6. Konstantní otáčky n hydromotoru HM2 jsou udržovány pomocí regulačního hydrogenerátoru HG1.

Z naměřených hodnot se vyhodnotí rovněž závislost průtokové účinnosti Q

hydromotoru HM2 na tlakovém spádu p na něm při konstantních otáčkách n tohoto

hydromotoru. Průtoková účinnost Q se stanoví dle vztahu (8.1), kde se dosadí rovněž geometrický objem V hydromotoru HM2.

Pro stanovení závislosti mechanicko tlakové účinnosti mp hydromotoru HM2 na

tlakovém spádu p na tomto hydromotoru při jeho konstantních otáčkách n je nutno při

měření Q = f (p) průtokové charakteristiky zároveň měřit a zaznamenávat moment M

(snímač S4) na hřídeli hydromotoru HM2. Pro vyhodnocení mechanicko tlakové účinnosti mp hydromotoru HM2 se použijí následující změřené veličiny: moment M (snímač S4), tlak p1

(snímač S3), otáčky n (snímače S5), teplota tt (snímač S1). Mechanicko tlaková účinnost mp se stanoví dle vztahu (8.2), kde se dosadí také geometrický objem V hydromotoru HM2.

40

0

1

2

3

4

5

6

7

8

30 50 70 90 110 130

Q

dm

3·m

in-1

p bar

400 1/min

800 1/min

Obr. 8.5 Průtoková charakteristika Q = f (p) hydromotoru HM2, n = 400 min-1, 800 min-1

Momentová charakteristika M = f (n)

Otáčky n hydromotoru HM2 jsou nastavovány regulačním hydrogenerátorem HG1. Je

udržován konstantní tlakový spád p na hřídeli hydromotoru HM2 přepouštěcím ventilem PV2. Lze sledovat tlak p2 na výstupu hydrogenerátoru HG3 měřený snímačem S6.

Potřebné změřené veličiny pro zpracování charakteristiky: moment M (snímač S4), otáčky n (snímač S5), tlak p1 (snímač S3), teplota tt (snímač S1).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 200 400 600 800

M

N·m

n min-1

50 bar

70 bar

Obr. 8.6 Momentová charakteristika M = f (n) hydromotoru HM2,

p = 50 bar, 70 bar

41

Otáčková charakteristika n = f (M)

Moment M na hřídeli hydromotoru HM2 je nastavován přepouštěcím ventilem PV2, kdy se mění tlak p2 na výstupu hydrogenerátoru HG3. Je udržován konstantní průtok Q na vstupu do hydromotoru HM2 regulačním hydrogenerátorem HG1. Zároveň se sleduje se tlak p1, měřený snímačem S3 na vstupu hydromotoru HM2 a tlak p2 na výstupu hydrogenerátoru HG3, měřený snímačem S6.

Potřebné změřené veličiny pro zpracování charakteristiky: otáčky n (snímač S5), moment M (snímač S4), průtok Q (snímač S2), tlak p1 (snímač S3), teplota tt (snímač S1).

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15

n

min

-1

M N·m

2 dm3·min-1

4 dm3·min-1

Obr. 8.7 Otáčková charakteristika n = f (M) hydromotoru HM2, Q = 2 dm3·min-1 (modrá charakteristika při nižších otáčkách), Q = 4 dm3·min-1 (červená charakt. při vyšších otáčkách)

Průtoková účinnost Q = f (p)

Průtoková účinnost hydromotoru HM2 se stanoví se dle vztahu:

Q

nVηQ

•= (8.1)

V je geometrický objem hydromotoru HM2, n - otáčky hydromotoru HM2, Q - objemový průtok do hydromotoru HM2.

Vyhodnotí se závislost průtokové účinnosti Q hydromotoru HM2 na tlakovém spádu

p na něm při konstantních otáčkách n tohoto hydromotoru.

42

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 20 40 60 80 100 120 140

ηq

[-]

p bar

400 1/min

800 1/min

Obr. 8.8 Průtoková účinnost Q = f (p) hydromotoru HM2, n = 400 min-1, 800 min-1

Mechanicko tlaková (hydraulická) účinnost mp = f (p)

Mechanicko tlaková účinnost hydromotoru HM2 se stanoví dle vztahu:

pΔV

MπηQ •

•2= (8.2)

M je moment na hřídeli hydromotoru HM2, p - tlakový spád na hydromotoru HM2.

Vyhodnotí se závislost mechanicko tlakové účinnosti mp hydromotoru HM2 na

tlakovém spádu p na něm při konstantních otáčkách n tohoto hydromotoru.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 20 40 60 80 100 120

ηm

h[-

]

p bar

400 1/min

800 1/min

Obr. 8.9 Mechanicko tlaková účinnost mp = f (p) hydromotoru HM2, n = 400 min-1, 800 min-1

43

Celková účinnost c = f (p)

Stanoví se jako součin průtokové a mechanicko tlakové účinnosti hydromotoru HM2 dle vztahu:

mpηηη Qc •= (8.3)

Vyhodnotí se závislost celkové účinnosti c hydromotoru HM2 na tlakovém spádu p na něm při konstantních otáčkách n tohoto hydromotoru.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 20 40 60 80 100 120

ηq

[-]

p bar

400 1/min

800 1/min

Obr. 8.10 Celková účinnost c = f (p), n = 400 min-1, 800 min-1

8.2 Diagnostika rotačního hydrogenerátoru

K nejvýznamnějším charakteristikám neregulačních hydrogenerátorů patří následující.

1) Průtoková charakteristika Q = f (p). Představuje závislost průtoku Q z

hydrogenerátoru na tlakovém spádu p na hydrogenerátoru při jeho konstantních otáčkách n.

2) Průtoková charakteristika Q = f (n). Představuje závislost průtoku Q z

hydrogenerátoru na jeho otáčkách n při konstantním tlakovém spádu p na hydrogenerátoru. Z této charakteristiky stanovit geometrický objem hydrogenerátoru.

3) Průtoková účinnost Q hydrogenerátoru v závislosti na tlakovém spádu p na tomto hydrogenerátoru při konstantních otáčkách n.

4) Mechanicko tlaková (hydraulická) účinnost mp hydrogenerátoru v závislosti na

tlakovém spádu p na tomto hydrogenerátoru při konstantních otáčkách n.

5) Celková účinnost c hydrogenerátoru v závislosti na tlakovém spádu p na tomto hydrogenerátoru při jeho konstantních otáčkách n.

Měření se realizuje např. na hydraulickém obvodu dle obr. 8.11. Měřený hydrogenerátor HG1 nasává kapalinu z nádrže N. Je poháněn elektromotorem EM, přičemž otáčky n lze regulovat frekvenčním měničem FM. Pojistný ventil PV1 chrání obvod před přetížením. Přepouštěcím ventilem PV2 se hydrogenerátor HG1 tlakově zatěžuje.

44

Hydrogenerátor HG2 s chladičem CH, ohřívačem O a filtrem F slouží k teplotní stabilizaci a filtraci pracovní kapaliny. Tlak p2 na výstupu hydrogenerátoru HG1 je měřen manometrem M. Teplota kapaliny tt v nádrži N je měřena teploměrem T. Na výstupu hydrogenerátoru HG1 je umístěn průtokoměr PR, který kromě průtoku Q umožňuje měřit tlak p2 a teplotu tt.

Jsou měřeny následující veličiny:

1) Tlak p1 snímačem S1 na vstupu hydrogenerátoru HG1,

2) Tlak p2 snímačem S2 (připojený v průtokoměru PR) na výstupu hydrogenerátoru HG1,

3) Teplota tt snímačem S3 (připojený v průtokoměru PR) na výstupu hydrogenerátoru HG1,

4) Průtok Q snímačem S4 (průtokoměr PR) na výstupu hydrogenerátoru HG1,

5) Otáčky n snímačem S5 na hřídeli hydrogenerátoru HG1,

6) Moment M snímačem S6 na hřídeli hydrogenerátoru HG1.

Snímače S1 až S6 jsou připojeny k měřicímu přístroji M5050 Hydrotechnik 1. Měřené veličiny mohou být odečítány z displeje přístroje nebo vyhodnoceny v programu Hydrowin na

počítači PC. Při stanovení tlakového spádu p = p2 - p1 na hydrogenerátoru HG1 lze často zanedbat hodnotu podtlaku p1 v sání hydrogenerátoru.

Obr. 8.11 Schéma hydraulického obvodu pro měření statických charakteristik hydromotoru

45

Při měření průtokové charakteristiky Q = f (p) hydrogenerátoru HG1 se nastaví jeho požadované otáčky n frekvenčním měničem FM. Postupně se mění tlak p2 na výstupu hydrogenerátoru HG1 pomocí přepouštěcího ventilu PV2.

Při měření průtokové charakteristiky Q = f (n) se postupně mění otáčky n hydrogenerátoru HG1 frekvenčním měničem FM. Udržuje se požadovaný konstantní tlakový

spád p na hydrogenerátoru HG1 přepouštěcím ventilem PV2.

Průtoková účinnost Q hydrogenerátoru HG1 se stanoví dle vztahu:

nV

QηQ •

= (8.4)

V je geometrický objem hydrogenerátoru HG1, Q - průtok na výstupu hydrogenerátoru HG1, n - otáčky hydrogenerátoru HG1.

Mechanicko tlaková (hydraulická) účinnost mp hydrogenerátoru HG1 se stanoví dle vztahu:

Mπ

pΔVηmp •2

•= (8.5)

M je moment na hřídeli hydrogenerátoru HG1, p - tlakový spád na hydrogenerátoru HG2.

Celková účinnost mp hydrogenerátoru HG1 se stanoví dle vztahu:

mpηηη Qc •= (8.6)

8.3 Diagnostika tlakových ventilů

Obvod pro diagnostiku přepouštěcího a pojistného ventilu je na obr. 8.12. Zdrojem tlakové kapaliny je hydrogenerátor HG, který nasává kapalinu z nádrže N. Škrticí ventil ŠV slouží k regulaci průtoku Q do přepouštěcího nebo pojistného ventilu PV. Pro odečet tlaku je obvod vybaven manometrem M. Na vstupu ventilu PV je umístěn průtokoměr PR, který kromě průtoku Q umožňuje měřit tlak p a teplotu tt. Jsou měřeny následující veličiny:

1) Tlak p snímačem S1 (v průtokoměru PR) na vstupu ventilu PV,

2) Teplota tt snímačem S2 (v průtokoměru PR) na vstupu ventilu PV,

3) Průtok Q snímačem S3 (průtokoměr PR) na vstupu ventilu PV.

Snímače jsou připojeny k měřicímu přístroji M5050 Hydrotechnik 1. Měřené veličiny mohou být odečítány z displeje přístroje nebo vyhodnoceny v programu Hydrowin na počítači PC.

Při měření charakteristiky p = f (Q) přepouštěcího ventilu PV jako závislosti tlaku p na jeho vstupu na průtoku Q tímto ventilem se při uzavřeném škrticím ventilu ŠV (plném průtoku) nastaví požadovaná hodnota tlaku p. Ventil ŠV se otevře na plný průtok. Postupně

se ventil ŠV uzavírá a odečítají se hodnoty tlaku p a průtoku Q 2.

46

Obr. 8.12 Schéma hydraulického obvodu pro měření statických charakteristik přepouštěcího a pojistného ventilu

Obr. 8.13 Charakteristika p = f(Q) přepouštěcího ventilu

Charakteristika p = f (Q) pojistného ventilu PV jako závislosti tlaku p na jeho vstupu na průtoku Q tímto ventilem se změří při otevírání a následném uzavírání škrticího ventilu ŠV. Na statické charakteristice je vidět hystereze.

47

Obr. 8.14 Charakteristika p = f(Q) pojistného ventilu 3

Obvod pro diagnostiku redukčního ventilu je na obr. 8.15.

Obr. 8.15 Schéma hydraulického obvodu pro měření charakteristik redukčního ventilu

Změří se následující charakteristiky 2.

1) Závislost p2 = f (Q) tlaku p2 za redukčním ventilem RV při změně průtoku Q tímto ventilem a při konstantním tlaku p1 na vstupu tohoto ventilu. Stanoví se schopnost redukčního ventilu RV udržet konstantní tlak p2 na jeho výstupu.

48

Obr. 8.16 Charakteristiky p2 = f (Q) při konstantním tlaku p1

2) Závislost p2 = f (p1) tlaku p2 za redukčním ventilem RV při změně tlaku p1 na jeho vstupu při konstantním průtoku Q tímto ventilem. Opět se stanoví schopnost redukčního ventilu RV udržet konstantní tlak p2 na jeho výstupu.

Obr. 8.17 Charakteristiky p2 = f (p1) při konstantním průtoku Q 3

Zdrojem tlakové kapaliny je hydrogenerátor HG, který nasává kapalinu z nádrže N. Přepouštěcí ventil PV slouží k řízení požadované hodnoty tlaku p1 před redukčním ventilem RV a chrání obvod před přetížením. Regulace průtoku Q redukčním ventilem RV je možná škrticím ventilem ŠV a regulačním hydrogenerátorem HG. Na vstupu ventilu RV je umístěn průtokoměr PR, který kromě průtoku Q umožňuje měřit tlak p1 a teplotu tt. Jsou měřeny následující veličiny.

1) Tlak p1 snímačem S1 (v průtokoměru PR) na vstupu ventilu RV,

2) Tlak p2 snímačem S2 na výstupu ventilu RV,

49

3) Průtok Q snímačem S3 (průtokoměr PR) na vstupu ventilu RV.

4) Teplota tt snímačem S4 (v průtokoměru PR) na vstupu ventilu RV.

Snímače jsou připojeny k měřicímu přístroji M5050 Hydrotechnik 1. Měřené veličiny mohou být odečítány z displeje přístroje nebo vyhodnoceny v programu Hydrowin na počítači.

8.4 Diagnostika průtokových prvků

Pro měření p = f (Q) charakteristik průtokových prvků (jednosměrný ventil, hadice,

filtr aj.) jako závislosti tlakového spádu p na prvku při průtoku Q tímto prvkem jsou zkušební obvody vybaveny snímači tlaku před a za prvkem pro stanovení tlakového spádu na tomto prvku, snímačem průtoku a snímačem teploty. Průtok může být řízen škrticím ventilem, regulačním hydrogenerátorem aj. Při diagnostice rozvaděčů závisí počet snímačů tlaku na typu rozvaděče (počtu cest rozvaděče). Příklad obvodu pro diagnostiku rozvaděče je na obr. 8.18.

. Obr. 8.18 Schéma hydraulického obvodu pro měření p = f (Q) charakteristik rozvaděče

Zdrojem tlakové kapaliny je regulační hydrogenerátor HG, který nasává kapalinu z nádrže N. Tímto hydrogenerátorem je řízen průtok Q rozvaděčem R. Jedná se o třípolohový čtyřcestný rozvaděč. Na vstupu rozvaděče R je umístěn průtokoměr PR, který kromě průtoku Q umožňuje měřit tlak p1 a teplotu tt. Jsou měřeny následující veličiny.

1) Tlak p1 snímačem S1 (v průtokoměru PR) na vstupu P rozvaděče R,

2) Průtok Q snímačem S2 (průtokoměr PR) na vstupu rozvaděče R.

3) Teplota tt snímačem S3 (v průtokoměru PR) na vstupu rozvaděče R.

50

4) Tlak p2 snímačem S4 mezi vstupy A-B rozvaděče R,

4) Tlak p3 snímačem S5 na vstupu T rozvaděče R.

Snímače jsou připojeny k měřicímu přístroji M5050 Hydrotechnik 1. Měřené veličiny mohou být odečítány z displeje přístroje nebo vyhodnoceny v programu Hydrowin na počítači.

Experimentálně jsou stanoveny p = f (Q) charakteristiky jako závislosti tlakového

spádu p mezi vstupy P-A a B-T rozvaděče R při průtoku Q rozvaděčem.

1) p1 = f (Q) charakteristika mezi vstupy P-A rozvaděče,

2) p2 = f (Q) charakteristika mezi vstupy B-T rozvaděče.

Platí:

p - 211 = ppΔ (8.7)

p - 322 =Δ pp (8.8)

. Obr. 8.19 p1 = f (Q) a p2 = f (Q) charakteristiky rozvaděče R

8.5 Měření otáček rotačního hydromotoru v dynamickém režimu

Otáčky rotačního hydromotoru při jeho rozběhu a brzdění je možné měřit pomocí tachodynama připojeného k tomuto hydromotoru. Měří se napětí U z tachodynama, které odpovídá otáčkám n hydromotoru. Napětí U tachodynama lze změřit snímačem napětí Hydrotechnik nebo jiným snímačem napětí s analogovým výstupním elektrickým signálem

připojeným k přístroji M5050 1. Data pro definování parametrů analogového kanálu přístroje M5050 jsou odečtena ze štítku snímače napětí Hydrotechnik nebo z katalogového listu snímače napětí. Zároveň se změří otáčky n hydromotoru např. snímačem otáček Hydrotechnik s reflexními odrazkami nalepenými na hřídeli hydromotoru. Jedná se o snímač s frekvenčním výstupem. Následně lze přiřadit dané hodnotě napětí příslušné otáčky. Poté lze časový průběh napětí U = f(t) tachodynama v MS Excel přepočítat na časový průběh otáček n = f(t). Průběh otáček n změřených snímačem s reflexními odrazkami v ustáleném režimu je na obr. 8.20 vyznačen červeně (rpm), průběh napětí U tachodynama světle modře (V). Zároveň byly měřeny průběhy tlaků p1 před hydromotorem a p2 za hydromotorem. Průběh tlaku p1 v barech před hydromotorem je na obr. 8.20 vyznačen zeleně, průběh tlaku

51

p2 v barech za hydromotorem je vyznačen tmavě modře. Hodnoty lze odečíst přímo z displeje přístroje nebo určit střední hodnotu z časového záznamu.

Obr. 8.20 Průběhy napětí tachodynama U (V) - světle modře, otáček hydromotoru n (rpm) -červeně, tlaků p1 (bar) před hydromotorem - zeleně, tlaku p2 za hydromotorem - tmavě

modře, v ustáleném stavu

Z naměřených průběhů bylo odečteno, že pro otáčky n = 558,8 min-1 odpovídá napětí tachodynama U = 11,8 V. Průběh napětí U tachodynama při rozběhu hydromotoru odpovídající daným otáčkám je znázorněn na obr. 8.21. Zároveň byly měřeny průběhy tlaků p1 před hydromotorem a p2 za hydromotorem při jeho rozběhu. Barevné značení časových průběhů měřených veličin je stejné jako u obr. 8.20.

52

Obr. 8.21 Průběhy napětí tachodynama U (V) - světle modře, tlaků p1 (bar) před hydromotorem - zeleně, tlaku p2 za hydromotorem - tmavě modře, rozběh hydromotoru

8.6 Diagnostika přímočarého hydromotoru

Měření změny polohy pístnice

Měření změny polohy x pístnice přímočarého hydromotoru se realizuje snímačem polohy spojeným s pístnicí. Snímač polohy pístnice bývá často přímo integrován v přímočarém hydromotoru. Jako příklad měření změny polohy pístnice v čase je uvedeno snímání polohy s analogovým napěťovým výstupním signálem. Průběh napětí U v čase t ze snímače polohy, odpovídající poloze pístnice, je uveden na obr. 8.22. Snímač polohy byl

ocejchován. Změna napětí U = 1 V odpovídala změně polohy x = 12,42 mm. Napětí ze

snímače polohy bylo měřeno snímačem napětí Hydrotechnik 1, který byl připojen na analogový vstup přístroje M5050 Hydrotechnik.

53

Obr. 8.17 Průběh napětí U (V) v čase t ze snímače polohy pístnice

Posouzení netěsností

Průsaky pístnice a pístu lze změřit v ustáleném stavu, kdy se pístnice polohově zafixuje. Při přivedení tlaku do hydromotoru na stranu pístnice lze stanovit objem kapaliny prosáklé přes těsnění pístnice a pístu za určitý čas. Průsaky zjištěné ve statickém stavu jsou

zhruba poloviční oproti průsakům při pohybu pístnice 2.

Případná netěsnost pístu přímočarého hydromotoru s diferenciálním pístem se stanoví tak, že se přeruší průtok kapaliny z hydromotoru na straně větší plochy pístu. Při přivedení tlaku na stranu pístnice se, v důsledku rozdílných ploch pístu hydromotoru na jeho stranách, začne při netěsnosti pístu pístnice vysouvat.

Stanovení mechanicko tlakové účinnosti

Pro stanovení mechanicko tlakové účinnosti přímočarého hydromotoru se změří tlakový spád na tomto hydromotoru. Při znalosti tlakového spádu na přímočarém hydromotoru a průměru pístu a pístnice lze vypočíst teoretickou sílu vyvozenou hydromotorem. Dále se změří skutečná síla vyvozená pístnicí pomocí snímače síly. Potom se mechanicko tlaková účinnost určí jako poměr skutečné a teoretické síly vyvozené hydromotorem.

54

Literatura

[1] HYDROTECHNIK GmbH. Holzheimer Str.94 65549 Limburg. Germany. Katalogové listy, prospekty, manuály, www stránky: www.hydrotechnik.com.

[2] KOPÁČEK, J. Technická diagnostika hydraulických mechanismů. Praha: SNTL, 1990. 160 s. ISBN 80-03-00308-3.

[3] PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy, díl 2. Řídicí prvky hydrostatických systémů. Příslušenství hydraulických obvodů. Ostrava: VŠB TU Ostrava, 2008, 2. vyd., 140 s. ISBN 978-80-248-1827-6.