تحدد نقطة ضبط غرفة درجة الحرارة بيئة الاختبار. لا يزال بإمكان عداد الغاز ذي الحجاب الحاجز استقبال الغاز عند درجة حرارة مختلفة أثناء استقرار الخط. تتناول هذه المقالة تجربة منشورة لمعاير جرس الضغط الموجب عالجت المشكلة من خلال تكييف الغاز ومراقبة درجة الحرارة في المنبع من العداد. تم اختبار ثلاث عينات G2.5 عند ثلاث درجات حرارة وثلاث نقاط تدفق. تحركت متوسطات أخطاء القراءة نحو الصفر مع ارتفاع درجة الحرارة في جميع المقارنات المتطابقة التسع. توضح التجربة كيفية قراءة تقرير اختبار حراري، وأي ظروف المدخل والمرجع ينبغي طلبها، ولماذا لا يمكن لتصحيح الحجم وحده أن يصف السلوك الحراري لآلية العداد.

يستخدم مقياس الغاز ذو الحجاب الحاجز التغيرات الدورية في حجم غرفة القياس لتسجيل معدل تدفق الغاز. وتؤثر درجة حرارة الغاز على مقارنة الحجم بين المقياس والمرجع. كما قد تؤثر درجة الحرارة على المواد والأجزاء المتحركة التي تحدد سلوك الإزاحة للمقياس. لذلك فإن للاختبار الحراري مهمتين. فهو يحتاج إلى إرساء الأساس الذي يُقارن عليه حجما الغاز، ويحتاج إلى إظهار ما حدث عندما تعرض المقياس والغاز الوارد إليه فعليًا لدرجة الحرارة المحددة.

درس لي ولو هذه المشكلة باستخدام مُثبِّت جرسي كمرجع [1]. السؤال الهندسي الذي يواجه مشتري العدّاد هو ما إذا كانت حالة الاختبار الاسمية مدعومة بحالة مدخل مقاسة، وما إذا كانت استجابة درجة الحرارة المُبلَّغ عنها قابلة للفصل عن التباين بين العينات ونقاط التدفق. قراءة وحدة تحكم الغرفة وحدها تترك الجزء الأول دون إجابة. قيمة خطأ واحدة تترك الجزء الثاني دون إجابة. يحتاج التقرير التجريبي إلى كلٍّ من إجراء التهيئة ومصفوفة النتائج الكاملة لربط الاثنين.

استخدم المؤلفون جهاز تحقق جرسي بسعة 200 لتر في ترتيب ضغط موجب. تم تجفيف الغاز قبل أن يصرفه جهاز التحقق. ثم مر عبر خط تبادل حراري إلى عدّاد الحجاب الحاجز داخل غرفة درجة الحرارة. تضمن الإعداد أيضًا مستشعرات درجة الحرارة والضغط وصمام تحكم في التدفق. وفر قسم التبادل الحراري الوقت والمساحة السطحية للغاز للاقتراب من ظروف الغرفة قبل وصوله إلى عدّاد الاختبار.

بمجرد أن تصل الغرفة إلى نقطة ضبطها، طلب المؤلفون مزيدًا من الدوران مع مراقبة درجة الحرارة في اتجاه المنبع من العداد. وبعد أن وصلت تلك القراءة إلى القيمة المقصودة، طلبوا إجراء فحوصات متكررة بينما تستقر الأنابيب قبل بدء الاختبار. وبالتالي كانت نقطة ضبط الغرفة ودرجة حرارة مدخل العداد المقاسة رصدين منفصلين. يجب أن يحدد سجل الاختبار المفيد أي مستشعر يمثل كلًا منهما ويُظهر الأساس الذي تُعامل به حالة المدخل على أنها مستقرة. ويجب التمييز بين تشغيل ذي شاشة تحكم مستقرة ومدخل منحرف، وتشغيل بعد أن يستقر المدخل.

الشكل 1. ترتيب جهاز تحقق جرسي بضغط موجب مع تجفيف الغاز، وخط تبادل حراري، واستشعار درجة الحرارة والضغط عند العدادات. رسم تخطيطي إنجليزي أعيد رسمه من Li وLu [1]، الشكل 1 الأصلي.

اختبرت الدراسة ثلاثة عدادات G2.5، مُعرَّفة بالأرقام 001 و002 و003. وقارنت بين −10 °م و20 °م و40 °م عند التدفق الأقصى qmax وعند 0.7qmax و0.2qmax. اختُبرت كل مجموعة من العداد ودرجة الحرارة ست مرات عند كل نقطة تدفق. يعطي الجدول المنشور متوسط خطأ الإشارة لكل مجموعة. ولا يوفّر القراءات الفردية الست، لذا يمكن مقارنة المتوسطات عبر مصفوفة الاختبار ولكن لا يمكن استخدامها لإعادة بناء تشتت التشغيلات الفردية.

يحتفظ الجدول بجميع المتوسطات الـ 27 المنشورة. هويات العينات مهمة لأن المقارنات مقترنة. لعزل التغير المُبلَّغ عنه مع درجة الحرارة، اقرأ عبر صف واحد. لمقارنة تأثير تغيير نقطة التدفق، ثبّت درجة الحرارة والعينة. تجيب المقارنتان على سؤالين مختلفين.

الشكل 2. متوسط خطأ الإشارة لمقياس G2.5 رقم 001 عند ثلاث نقاط تدفق وثلاث درجات حرارة. أُعيد رسم المخطط الإنجليزي باستخدام جميع المتوسطات التسعة لهذه العينة في Li and Lu [1]، الجدول 1 والشكل 2 الأصلي.

الشكل 3. متوسط خطأ الإشارة لمقياس G2.5 رقم 002 عند ثلاث نقاط تدفق وثلاث درجات حرارة. أُعيد رسم المخطط الإنجليزي باستخدام جميع المتوسطات التسعة لهذه العينة في Li and Lu [1]، الجدول 1 والشكل 3 الأصلي.

الشكل 4. متوسط خطأ الإشارة لمقياس G2.5 رقم 003 عند ثلاث نقاط تدفق وثلاث درجات حرارة. أُعيد رسم المخطط الإنجليزي باستخدام جميع المتوسطات التسعة لهذه العينة في Li and Lu [1]، الجدول 1 والشكل 4 الأصلي.

بالنسبة للعينة 001 عند 0.2qmax، يتغير متوسط خطأ الإشارة من −1.79% عند −10 °مئوية إلى −1.48% عند 20 °مئوية و−1.33% عند 40 °مئوية. الفرق من البرد إلى الدفء هو +0.46 نقطة مئوية. عبر جميع صفوف العينات والتدفقات المتطابقة التسعة، يكون الفرق من البرد إلى الدفء موجبًا، ويتراوح من +0.26 إلى +0.50 نقطة مئوية. تظل أخطاء الإشارة نفسها سالبة throughout الجدول. تصف الفروق الموجبة الحركة نحو الصفر، بينما تصف القراءات السالبة اتجاه خطأ الإشارة المتبقي.

يُظهر الجدول أيضًا ترتيبًا قابلًا للتكرار حسب التدفق ضمن هذه العينات المحددة. لكل عداد ودرجة حرارة في الجدول، تكون قيمة 0.2qmax أكثر سلبية من قيمة qmax. التقرير الذي يعطي نتيجة التدفق الأقصى فقط سيخفي هذه السمة. وبالمقابل، فإن نتيجة تدفق منخفض واحدة ستترك مسألة كيفية تصرف الخطأ على بقية النطاق مفتوحة. يجب أن يبقى البعدان منفصلين عند مقارنة تقارير المختبر لعملية شراء.

يلاحظ المؤلفون اتجاه درجة الحرارة بعد مراعاة الضغط ودرجة الحرارة في مقارنة الحجم. ويناقشون حساسية درجة الحرارة للأغشية والأجزاء المطاطية والبلاستيكية كمساهمة محتملة. تقارن تجربتهم عدادات مكتملة ولا تعزل كل مكوّن. إن تطبيق تصحيح حالة الغاز يعالج الأساس المرجعي، بينما يتطلب إسناد التغير المتبقي إلى مادة معينة أدلة إضافية.

تدعم الدراسة تقييم إعداد الغرفة ودرجة حرارة مدخل العداد المستقرة ونتائج التدفق حسب درجة الحرارة معًا. يمكن للمشتري الذي يقارن الاختبارات أن يطلب الغاز المستخدم ونقاط تسجيل الضغط ودرجة الحرارة ومعيار الاستقرار والتشغيلات الفردية بالإضافة إلى المتوسطات. تتيح هذه التفاصيل إمكانية مقارنة تقريري اختبار دون افتراض أن نفس نقطة ضبط الغرفة تعني نفس التعرض عند المدخل.

تضمنت التجربة ثلاث عينات من حجم اسمي واحد تحت ترتيب مختبري واحد. يمكن لدراسة لاحقة تسجيل تتبع زمني لدرجات حرارة الغرفة والمدخل والمرجع، وتغيير مدة التهيئة، ونشر كل من التشتت بين التشغيلات وعدم اليقين في القياس. ومن شأن تكرار نفس المصفوفة عبر تصاميم عدادات مختلفة أن يساعد في التمييز بين السلوك المرتبط بترتيب الاختبار والسلوك الذي يتبع تصميمًا معينًا.

qmax هو الحد الأقصى للتدفق للعداد المختبر. تم حساب فروق نقاط النسبة المئوية لهذه المقالة عن طريق طرح المتوسط المنشور عند −10 °مئوية من المتوسط المقابل عند 40 °مئوية. تناقش الورقة فحوصات ضد التجمد وتسرب التجهيزات وانتقال الحرارة إلى معاير الجرس. هذه هي ظروف ترتيب الاختبار المصدر. تتعلق الأدلة بعينات البحث ولا تصف أي تصنيف أداء لطراز تجاري.

[1] Li, T., and Lu, K. (2015). "以钟罩为标准器的膜式燃气表温度适应性试验研究" [دراسة تجريبية على تكيف درجة الحرارة لعداد الغاز الغشائي باستخدام معاير الجرس]. 轻工标准与质量, العدد 1, ص 55–57. الأقسام 2–4، الأشكال 1–4 والجدول 1. الشكل 1 هو رسم تخطيطي إنجليزي أعيد رسمه من الأصل. الأشكال 2–4 هي رسوم بيانية إنجليزية لمتوسطات الجدول 1 المبلغ عنها. ينسخ الجدول الإنجليزي تلك القياسات. https://doi.org/10.19541/j.cnki.issn1004-4108.2015.01.027

صورة الغلاف: لافيت آلان، دائرة الأسماك والحياة البرية الأمريكية. صورة أرشيفية لعالم يعمل بجهاز كروماتوغرافيا الغاز، مستخدمة كرسم توضيحي تحريري. إهداء الملكية العامة مسجل على صفحة المصدر. تم الاقتصاص والوضع بجانب عنوان تحريري. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Female_scientist_working_with_gas_chromatograph.jpg