Jste zde

Státní etalon přetlaku, podtlaku a absolutního tlaku v plynném médiu

Název etalonu: Státní etalon přetlaku, podtlaku a absolutního tlaku v plynném médiu

Kódové označení: ECM 170-1/01-017

Rok vyhlášení: 2001

Pracoviště: odd. 6013 ČMI OI Brno

Garant: Ing. Zdeněk Krajíček

Počet zajišťovaných CMC řádků: 4

Mód:Rozsah:Nejistota (k = 2):
přetlak5 kPa – 10 MPa0,2 Pa + 1,0∙10-5p + 2,0∙10-13p2
podtlak(5 – 100) kPa1,0 Pa + 1,2∙10-5p
absolutní tlak15 kPa – 7,6 MPa0,3 Pa + 1,1∙10-5p + 2,0∙10-13p2
absolutní tlak(7,6 – 10) MPa1,0 Pa + 1,2∙10-5p + 2,0∙10-13p2

Klíčovou pozici mezi jednotlivými primárními etalony tlaku má vždy primární etalon přetlaku, podtlaku a absolutního tlaku v plynném médiu, z něhož jsou tradičně různými metodami dále odvozovány ostatní rozsahy (z absolutního tlaku pomocí expanzních metod vakuové rozsahy, z přetlaku pomocí oddělovače plyn-olej přetlak v olejovém médiu, z kombinace pak tlakové diference).

Jako vhodné řešení pro zajištění tohoto rozsahu byl zvolen nákup komerčně dostupného zařízení DHI PG 7601. Výhodnost zvoleného řešení dokumentuje i skutečnost, že stejným způsobem zajistily primární etalonáž v tomto rozsahu i další národní laboratoře (např. MIKES –Finsko, NMi -Nizozemí). Dlouhodobou teoretickou i experimentální prací v letech 1995-2000 se týmu pod vedením Mgr. J. Tesaře podařilo etalon po vědecko-technické stránce připravit na vyhlášení státním etalonem, jež úspěšně proběhlo roku 2001.

Základ primárního skupinového etalonu je tvořen trojicí geometricky vyhodnocených tlakových měrek o nominální efektivní ploše Aef = 10,0 cm2. Pomocí hydrostatického porovnání s extrapolací jsou navázány postupně tlakové měrky o nominální efektivní ploše Aef = 2,0 cm2 a Aef = 0,5 cm2. Tyto lze měnit v základně pístového tlakoměru DHI PG 7601 s interními snímači teploty tlakové měrky, polohy tlakové měrky, teploty okolí, vlhkosti vzduchu okolí, barometrického tlaku, vakuové reference a sadou závaží. Absolutní tlak je realizován pomocí evakuovatelného zvonu a vakuové reference, podtlak je realizován pomocí inverzního zapojení s výše uvedeným zvonem. Tyto základny jsou k dispozici dvě.

V roce 2005 proběhla modernizace tohoto etalonu, spočívající především v jeho dovybavení systém automatické výměny závaží AMH, což vedlo ke snížení nejistot, snížení opotřebení závaží a vyšší efektivitě kalibrací prováděných tímto přístrojem.

Absolutní tlak generovaný státním etalonem se vypočítá dle definiční rovnice:

Kde značí:

 λ...........….

deformační koeficient měrky,

 α.......….....

úhel, který svírá směr zrychlení s kolmicí na plochu .

 m.....…......

hmotnost,

 g......…......

tíhové zrychlení

αp......…......

koeficient teplotní roztažnosti pístu,

 αc......….....

koeficient teplotní roztažnosti pouzdra,

 pvac…….…

tlak zbytkového vakua

 T0.......….....

referenční teplota,

 Aef (0,T0)....

velikost efektivní plochy měrky při nulovém tlaku a referenční teplotě.

Generujeme-li přetlak nebo podtlak, definiční rovnice se modifikuje na:

kde ρa  je hustota vzduchu a ρm je hustota závaží.

Etalon se úspěšně účastnil jednoho klíčového porovnání pod KCDB (druhé v současnosti probíhá), dvou doplňkových porovnání pod KCDB (třetí v současnosti probíhá) a tří dalších publikovaných mezinárodních porovnání.

Obrázková galerie: