PRAVILNIKO METROLOŠKIM USLOVIMA ZA OPACIMETRE("Sl. list SCG", br. 20/2003) |
Ovim pravilnikom propisuju se metrološki uslovi koje moraju da ispunjavaju opacimetri kojima se meri sadržaj čađi u izduvnim gasovima dizel motora.
Metrološki uslovi iz stava 1 ovog pravilnika označavaju se oznakom MUS.47.
Pod opacimetrom, u smislu ovog pravilnika, podrazumeva se uređaj koji direktno meri slabljenje svetlosnog snopa posle propuštanja kroz uzorak izduvnog gasa tačno definisane dužine, pri čemu je to slabljenje srazmerno sadržaju čestica čađi koje imaju sposobnost da apsorbuju propuštenu svetlost.
Rezultati merenja opacimetrom izražavaju se u procentima slabljenja svetlosnog snopa, odnosno u obračunatom koeficijentu apsorpcije po dužnom metru izraženom u m-1.
Pojedini izrazi i definicije, u smislu ovog pravilnika, imaju sledeća značenja:
1) apsorpcija predstavlja transformaciju energije interakcijom sa materijom u druge vidove energije;
2) upadni fluks F0 (oznaka jedinice: W) predstavlja fluks zračenja koji dospeva do spoljne površine merenog uzorka;
3) propušteni fluks Ft (oznaka jedinice: W) predstavlja fluks zračenja koji je prošao kroz mereni uzorak;
Ft
4) koeficijent propustljivosti t = --------
• 100 (izražen u procentima)
F0
predstavlja odnos između propuštenog i upadnog fluksa zračenja, odnosno predstavlja deo svetlosti emitovane od strane izvora koja prolazi kroz uzorak gasa koji se meri, a koja dospeva do prijemnika;
5) opacitivnost N = 100 - t predstavlja deo svetlosti emitovane od strane izvora kroz uzorak gasa koji se meri, a koja ne dospeva do prijemnika;
6) efektivna optička dužina puta LA predstavlja rastojanje između izvora i prijemnika koje svetlosni snop pređe kroz uzorak izduvnog gasa i čija je vrednost korigovana u odnosu na neuniformnost koja je posledica gradijenta gustine izduvnog gasa i efekta krajeva;
7) koeficijent apsorpcije svetlosti k predstavlja koeficijent definisan Beer-Lambert-ovim zakonom:
1 t
k = - -------- x ln(---------);
LA
100
8) vreme odziva opacimetra t0 sastoji se iz dva dela: vremena fizičkog odziva tp i vremena električnog odziva te.
Vreme fizičkog odziva tp predstavlja razliku između vremena kada "sirovi" k-signal (rezultat merenja izražen u koeficijentu apsorpcije bez naknadne obrade) dostigne 10% i vremena kada dostigne 90% ukupnog pokazivanja pri čemu se koeficijent apsorpcije svetlosti koji se meri menja u manje od 0,01 s.
Vreme električnog odziva te predstavlja razliku između vremena kada rezultat merenja, kada je primenjena obrada podataka (odgovarajući filter), dostigne 10% i vremena kada dostigne 90% ukupnog pokazivanja pri čemu se opacitivnost ili koeficijent apsorpcije svetlosti koji se meri menja u manje od 0,01 s.
Ukupno vreme odziva opacimetra određuje se iz formule:
_________
t0 = Ö
tp2 + te2
;
9) vreme fizičkog kašnjenja td predstavlja razliku između vremena od ulaska dima u sondu do njegovog stizanja do zone merenja.
Zavisno od konstrukcionog rešenja, opacimetri mogu biti sa potpunim protokom ili sa delimičnim protokom.
Opacimetri sa potpunim protokom konstruisani su tako da se gas koji se meri nalazi u izduvnoj cevi, na izlazu iz izduvne cevi ili unutar posebne merne komore konstruisane tako da kroz nju prolazi ukupan gas koji izađe iz izduvne cevi.
Opacimetri sa delimičnim protokom konstruisani su tako da kroz mernu komoru prolazi uzorak gasa izdvojen iz izduvne cevi.
Zavisno od merene veličine, opacimetri mogu biti opacimetri koji se koriste samo za merenje opacitivnosti (procenti slabljenja svetlosnog snopa), odnosno opacimetri za merenje koeficijenta apsorpcije svetlosti.
Po načinu merenja opacimetri mogu biti za merenje u ustaljenom režimu rada ili za merenje u prelaznom režimu rada (test slobodnog ubrzanja).
Stacionarno merenje podrazumeva da motor radi sa konstantnom brzinom i opterećenjem pod stabilnim uslovima.
Merenje pod opterećenjem podrazumeva da motor radi sa promenljivom brzinom odnosno opterećenjem.
Sastavni delovi opacimetra su:
1) merna komora (zona merenja);
2) svetlosni izvor;
3) prijemnik svetlosti;
4) elektronski sklop;
5) uređaj za regulaciju temperature i pritiska u mernoj komori;
6) uređaj za ispiranje merne komore;
7) pokazni uređaj.
Zona merenja je deo uređaja u kome se vrši merenje.
Kod opacimetra sa mernom komorom, zona merenja je:
1) ograničena delovima uređaja za zaštitu svetlosnog izvora i prijemnika;
2) paralelna sa pravcem protoka gasa, ograničena krajevima merne komore;
3) normalna na pravac protoka gasa, ograničena sa dve imaginarne ravni (prva predstavlja početak gasnog stuba dok druga predstavlja kraj gasnog stuba) koje su tangencijalne na svetlosni snop;
4) kod opacimetara kod kojih se merenje vrši u samoj izduvnoj cevi na njenom kraju, zonu merenja predstavlja deo izduvne cevi čija je dubina jednaka rastojanju između dve imaginarne ravni gde prva predstavlja početak gasnog stuba dok druga predstavlja kraj gasnog stuba i paralelan je protoku gasa.
Svetlosni izvor mora biti inkadescentna sijalica temperature boje u opsegu od 2800 K do 3250 K ili zelena svetlosno emitujuća dioda (LED) čija je maksimalna svetlosna emisivnost između 550 nm i 570 nm.
Prijemnik svetlosti mora biti fotoćelija ili fotodioda koja u slučaju kada je izvor svetlosti inkadescentna sijalica mora imati relativnu spektralnu osetljivost približnu krivi spektralne osetljivosti ljudskog oka tako da je maksimalna osetljivost u opsegu od 550 nm do 570 nm, odnosno da je manja od 4% od vrednosti maksimalne osetljivosti ispod 430 nm i iznad 680 nm.
Opacimetar, odnosno njegov optički sistem, mora biti konstruisan tako da:
1) svetlosni snop bude paralelan u okviru 3o od optičke ose;
2) na prijemnik ne utiču direktni ili reflektovani zraci čiji upadni ugao odstupa više od 3o od optičke ose.
Električno kolo svetlosnog izvora i prijemnika mora da omogući da se očitavanje instrumenta podesi na nulu kada svetlosni snop prolazi kroz zonu merenja koja je ispunjena čistim vazduhom.
Kod opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije efektivna optička dužina LA mora biti naznačena na uređaju i jasno definisan u podacima datim od strane proizvođača.
Sistem ispiranja merne komore ne sme da utiče na promenu efektivne dužine puta više od ±2%.
Opseg merenja opacimetra je od 0% do 100% slabljenja svetlosnog snopa, odnosno za opacimetre koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti od 0 m-1 do 10 m-1 ako proizvođač nije naznačio da je opacimetar namenjen merenju malih vrednosti koeficijenta apsorpcije, pri čemu mora da bude omogućeno i očitavanje negativnih vrednosti, kao i vrednosti koje su iznad vrednosti pune skale.
Rezolucija prikazivača opacimetra mora da bude 0,1% od vrednosti pune skale, odnosno za opacimetre koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti, 0,01 m-1.
Nula pokaznog mernog instrumenta ne sme da se menja više od ±0,5% od opacitivnosti ili ±2% od vrednosti pune skale, šta je od ta dva manje, u toku jednog sata ili u toku trajanja ispitivanje, koja je od te dve vrednosti manja.
Kod opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti nula pokaznog mernog instrumenta ne sme da se menja više od ±0,025 m-1 od opacitivnosti ili ±2% od vrednosti pune skale, koja je od te dve vrednosti manja, u toku jednog sata ili u toku trajanja ispitivanja, koja je od te dve vrednosti manja.
Bilo koji uređaj postavljen ispred ili iza zone merenja ne sme da utiče na opacitivnost gasa koji ulazi u zonu više od ±0,5% od opacitivnosti ili ±2% od vrednosti pune skale, koja je od te dve vrednosti manja, za gas opacitivnosti približno 50%.
Opacimetar mora biti u mogućnosti da se koristi u dovoljno dugačkom vremenskom periodu bez zaprljanja izvora svetlosti ili prijemnika. Ukupna promena pokazivanja opacimetra ne sme biti veća od ±0,5% od opacitivnosti ili ±2% od vrednosti pune skale, koja je od te dve vrednosti manja, u toku jednog sata ili u toku trajanja ispitivanje, koja je od te dve vrednosti manja.
Kod opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti, konstrukcija merne komore treba da bude takva da u ustaljenom režimu rada (motor radi sa konstantnom brzinom i sa konstantnim opterećenjem) merna komora bude ispunjena dimom uniformne opacitivnosti, izuzev efekata krajeva.
Promena pokazivanja opacimetra u periodu od 10 s, kada je merna komora ispunjena dimom na konstantnoj temperaturi, sa konstantnim koeficijentom apsorpcije svetlosti od približno 1,7 m-1 (ili približno 90% od vrednosti pune skale ako je ona manja od 2 m-1), pri čemu je vreme odziva pokaznog uređaja 1 s, ne sme biti veća od ±0,075 m-1 (ili da ne prelazi ±4% od vrednosti pune skale ako je ona manja od 2 m-1).
Kad je merna komora podeljena, bilo koja razlika između dva dela komore ne sme da utiče na očitavanje vrednosti koeficijenta apsorpcije više od ±0,05 m-1 kada se meri dim koeficijenta apsorpcije od približno 1,7 m-1.
Kod opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti, a čije sve površine unutar merne komore nisu mat crne boje ili svetlosni snop nije kolimisan (paralelan) u skladu sa zahtevima iz stava 1 člana 10 ovog pravilnika, optička konstrukcija mora da bude takva da obezbedi da kombinovani efekti difuzije i refleksije ne prelaze ±0,075 m-1 na skali koeficijenta apsorpcije kada je merna komora ispunjena dimom koeficijenta apsorpcije približno 1,7 m-1 (ili da ne prelazi ±4% od vrednosti pune skale kada je merna komora ispunjena dimom od oko 90% od vrednosti pune skale ako je vrednost pune skale manja od 2 m-1).
Kod opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti, pritisak izduvnog gasa u mernoj komori ne sme da se razlikuje od atmosferskog pritiska za više od 0,75 kPa. Promena pritiska gasa i vazduha za čišćenje merne komore, unutar merne komore ne sme da izazove promenu koeficijenta apsorpcije svetlosti veću od ±0,05 m-1, u slučaju gasa koji ima koeficijent apsorpcije od približno 1,7 m-1 (ili u slučaju opacimetra čija je vrednost pune skale manja od 2 m-1 ne više od ±2% od pune skale).
Ako nije jasno pokazano da je konstrukcijom obezbeđeno da se pritisak u mernoj komori ne može razlikovati od atmosferskog pritiska za više od 0,75 kPa, opacimetar mora biti opremljen uređajem za merenje pritiska u mernoj komori, čija najveća dozvoljena greška mora biti manja od ±0,2 kPa, sa rezolucijom prikazivača 0,1 kPa.
Kad nije moguće merenje na atmosferskom pritisku izmerena vrednost koeficijenta apsorpcije, k, mora biti korigovana po formuli:
P
atm
k kor = k x ---------------,
P mer
gde je: k kor korigovana vrednost koeficijenta apsorpcije, P atm je atmosferski pritisak, a P mer izmerena vrednost pritiska u mernoj komori.
U slučaju opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti, dati opacimetar mora biti snabdeven uređajem za merenje prosečne temperature u mernoj komori, Tm, čija najveća dozvoljena greška mora biti masa od ±5 K.
Kad je prosečna temperatura u mernoj komori različita od 373 K, izmerena vrednost koeficijenta apsorpcije, k, mora biti korigovana po formuli:
T
m
k kor = k x ------------,
373
gde je: k kor korigovana vrednost koeficijenta apsorpcije.
Kad prosečna temperatura u mernoj komori nije u opsegu od 343 K do 553 K, ne primenjuje se pomenuta korekcija, pri čemu mora biti naznačeno pri kojoj je temperaturi Tm merenje izvršeno.
Vreme fizičkog odziva kod opacimetara koji su namenjeni za merenje u prelaznom režimu rada mora da bude manje od 0,4 s za brzinu gasa od 20 m/s, odnosno manje od 0,3 s za brzine gasa od 40 m/s.
Vreme električnog odziva sa numeričkim filterom mora da bude manje od 0,9 s, odnosno za dodatni električni filter mora biti manje od 0,4 s.
Ukupno vreme odziva mora biti naznačeno samo ako nije naznačeno fizičko, odnosno električno vreme odziva. U tom slučaju ukupno vreme odziva mora biti manje od 1,1 s.
Vreme fizičkog kašnjenja mora biti veće od 1 s.
Najveća dozvoljena greška opacimetra iznosi ±2% u odnosu na vrednost opacitivnosti neutralnog optičkog filtera koji se postavlja u mernu komoru, a čija je vrednost opacitivnosti određena sa mernom nesigurnošću od ±1%.
Kod opacimetara koji mere koeficijent apsorpcije svetlosti, najveća dozvoljena greška je ±0,15 m-1 u odnosu na ekvivalentni koeficijent apsorpcije neutralnog optičkog filtera od približno 1,7 m-1 koji je dat sa mernom nesigurnošću od ±0,05 m-1.
Očitavanje vrednosti koeficijenta apsorpcije ne sme se razlikovati više od ±0,05 m-1 od preračunate vrednosti koeficijenta apsorpcije za očitanu vrednost opacitivnosti.
Zagrevanje i stabilizacija opacimetra, po uključivanju, ne sme trajati duže od 15 minuta.
Opacimetar mora imati odgovarajuće karakteristike u pogledu sledećih uticaja:
1) klimatski uticaji (IEC 60068-2-1, IEC 60068-2-2, IEC 60068-2-3);
2) mehanički šok (IEC 6068-2-31);
3) elektromagnetska kompatibilnost (IEC 61000-4-2, IEC 61000-4-3, IEC 61000-4-4);
4) spoljni izvori svetlosti.
Na opacimetru mora da bude predviđeno mesto za postavljanje žiga.
Natpisi i oznake na opacimetrima moraju biti jasni, dobro vidljivi u radnim uslovima i napisani tako da se ne mogu izbrisati ili skinuti.
Na opacimetru se moraju nalaziti sledeći natpisi i oznake:
1) naziv ili znak proizvođača;
2) oznaka tipa;
3) službena oznaka tipa;
4) oznaka merne jedinice veličine koju meri;
5) fabrički broj;
6) zahtev u pogledu napajanja.
Danom stupanja na snagu ovog pravilnika prestaje da važi Pravilnik o metrološkim uslovima za opacimetre ("Službeni list SRJ", br. 53/95).
Ovaj pravilnik stupa na snagu osmog dana od dana objavljivanja u "Službenom listu SCG".