Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 06. 07. 2020 10:47

k.karel
Zelenáč
Příspěvky: 8
Reputace:   
 

TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Pro kalibraci teploměru a i jako primární teplotní standard se využívá trojného bodu vody, který má přesně definovanou teplotu na 0,01 C.
Prakticky se používá TPW Cell  vlastně cca 30cm dlouhá baňka z borosilikátového skla, naplněná destilovanou oceánskou vodou, která má uprostřed banku pro zasunutí teploměru. Lze to běžně koupit, od Fluke, ale cena cca 25.000Kč je krapet ujetá a tak uvažuji zda by se to nedalo vyrobit.
Technicky bych snad u nás někoho ukecal, aby mi to skleněné čudo vyrobil, destilovat mořskou vodu bych zvládl,ale klidně do toho naleji běžnou destilovanou vodu, chyba způsobená jiným obsahem izotopů je pro mě nezajímavá.  Jediné v čem tápu je tak v buňce. Trojný bod vody je při tlaku 611,657Pa , ale to je za teploty 0,01C a v okamžiku kdy jsou přítomny vodní páry.  Nic to neneříká o tlaku v teplé buňce při 20C a hlavně o tom jaký přesný tlak to musí byt. Vývěvu mám, , ale rozhodně neumím měřit takto nízké tlaky s přesností na Pa.

Otázka tedy zní, s jakým tlakem musí byt buňka naplněna a jak přeesný musí byt?
Podotázka, vyrábí někdo tlakové čidlo s napěťovým nebo přímo digitálním výstupem pro tlaky 0-3
000Pa?

Offline

 

#2 06. 07. 2020 12:54

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 3006
Reputace:   84 
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

To je trošku nepochopení ... ten tlak se tam vytvoří v rovnovážném stavu sám, není potřeba ho ničím měřit ani nastavovat.

Důležité je jen to, aby tam nebylo nic jiného než vodní pára. Takže stačí dostatečně dlouho čerpat, voda se bude postupně odpařovat ... až tam zbude vzduchu minimum.

Podle mě je ale dost nepravděpodobné, že se ti podaří sehnat teploměr měřící s přesností na setinu stupně ... a pokud né, můžeš vzít jen vodu s ledem za obyčejného atmosférického tlaku a výsledek bude téměř k nerozlišení.

Offline

 

#3 06. 07. 2020 13:02

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 3006
Reputace:   84 
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Případně můžeš (pokud to nějak dokážeš) baňku naplnit vodou celou, a potom ji část odčerpat ... jakmile dosáhneš podtlaku té jedné atmosféry, vytvoří se tam bublina vyplněná jen tou vodní parou o tlaku syté páry (ten tě vůbec nemusí zajímat)...až bude bublina dostatečně velká, tak to nějak uzavřeš (netuším jak - ale je to stejný problém, jako když budeš odčerpávat ten vzduch).

Offline

 

#4 06. 07. 2020 22:23

k.karel
Zelenáč
Příspěvky: 8
Reputace:   
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Ono to je jinak, není potřeba teploměr, který by dokázal změřit 0,01 C. Respektive účel toho celého je jiný. Ta buňka naopak z fyzikální podstaty udržuje uvnitř té vnitřní "zkumavky" 0,01 C a teploměr, který se do toho strčí se v ní kalibruje, protože má zmánou teplotu 0,01 C .
K těm teploměrům, platinové Pt100 čidlo dokážu odečíst s rozlišením 0,001C a právě proto, aby se z rozlišení stalo měření musí se odpor daného kusu snímače změřit při známé teplotě.
A přestně tak se kalibrují teploměry mezináridní teplotní normál je vlastně mnou popisovaná TPW-Cell.

Ano použít směs ledu a vody , tedy kalibrovat na 0.0 C ke teoreticky také možné. Problém je že tato lázen není teplotně stálá a vždy je v ní nějaký teplotní gradient jak v prostoru tak v čase.
U TPW-Cell je samozřejmě gradient také, ale je řádově menší. Fluke uvádí, že když se  TPW uvede do trojného bodu a pak se ponoří do vody o teplotě 0.003C  tak je ve vnitřní zkumavce TWC 0,01C řádově měsíc.

To podstatné je, i na koleně , kdy TPW strčíte na dva dny do ledničky pak do vnitřní zkumavky nasypete trochu suchého ledu s alkoholem vidíte jak okolo vnitřní zkumaky mrzne voda a po odpaření CO2 naopak zase opticky poznáte kdy vnitřek dosáhne trojného bodu, pokud pak TPW strčite do kyblu na chlazeni sampána mate několik hodin ve vnitřní zkumavce konstantní teplotu 0,01C a pokud dovnitř strčíte teploměr a ten se ustálí vite jaky má odpor při teplotě 0,1 C.
Na youtube lze naját celkem zajimavá videa jak to funguje.

Uzavření buňky, to také není problém, je to sklo, ta vnější baňka se plná vodou slabou skleněnou trubičkou přes kterou se to "odsaje" a pak stačí danou trubičku ohřát plamenem,kleštěma se rozmáčkne a máme hermeticky uzavřený prostor.

Offline

 

#5 06. 07. 2020 22:49

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 3006
Reputace:   84 
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Jseš si tou přesností opravdu jistý?

Podle ČSN EN 60751 se PT100 teploměry škatulkují do 4 tříd přesnosti,

třída AA …. +/- ( 0.1 °C + 0.0017 x |t| )
třída A ……. +/- ( 0.15 °C + 0.002 x |t| )
třída B ……. +/- ( 0.30 °C + 0.005 x |t| )
třída C ……. +/- ( 0.60 °C + 0.010 x |t| )

běžně prodávané jsou ty třídy A a B.

To že ti něco měřák ukazuje na 6 (nebo i více) číslic, nemusí o přesnosti (ani opakovatelnosti) měření teploty vypovídat vůbec nic...kdyby to bylo takhle jednoduché, nebyl by asi problém dělat PT100 s přesností na tu setinu stupně....

Ale já samozřejmě nejsem žádný odborník na měření teplot - vím, že reálně je problém se dostat na tu desetinu, a zatím jsem ani nikdy víc nepotřeboval, takže nevím....

Offline

 

#6 06. 07. 2020 22:54

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 3006
Reputace:   84 
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Každopádně mi úplně nedává smysl, že potřebuješ něco kalibrovat s přesností na setiny či dokonce tisíciny stupně, a zároveň je pro tebe 25KKČ nějaký nedosažitelný obnos...

Offline

 

#7 06. 07. 2020 22:58

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 3006
Reputace:   84 
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

A přemýšlel jsi někdy o tom, s jakou přesností se dají zrealizovat jiné teploty, než těch 0C? Protože ke skutečné kalibraci potřebuješ obecně více teplot, než jen tu nulu...nula je super, když budeš měřit v okolí nuly, ale když budeš chtít měřit 100°C, tak ti to moc nepomůže...

Offline

 

#8 09. 07. 2020 00:48

Aleš13
Příspěvky: 87
Reputace:   
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Já myslím, že to celkem pomůže, když vezmu čidlo B tak kalibrací udělám z přesnosti 0.3 + 0.005 t přesnost 0.005 t a to se vyplatí :-) Aspoň já Pt čidla vždycky kalibruju, i když jen na led, celu na trojný bod ani nemám.

Offline

 

#9 18. 07. 2020 23:59

edison
Příspěvky: 2055
Reputace:   40 
 

Re: TPWC - Buňka trojného bodu vody?

Kdysi jsem na tenhle problém narazil. Aneb zadán byl Pt teploměr s dosti velkou přesností, myslím že to bylo těch 0,01 °C. A bylo potřeba ověřit, že je to opakovatelné.

Použili jsme termosku s destilkou a ledem z destilky, uprostřed dvě v sobě vložené dírkované trubky, aby se zabránilo kontaktu čidla s ledem. Nechal jsem to ustát, teplota se stabilizovala asi za den, nebo dva.

Pak ještě vaření destilky, to bylo těžší, hlavně zajistit stabilní var, aby destilka zůstala destilkou a aby zas bubliny nešly na čidlo. No a pak se taky řešila korekce dle atm. tlaku, ale už nevím zda byla potřeba.

Vlastní měření s Pt1000 (oproti 100 možné větší napětí, tedy menší vliv offsetů), nějakej lepší OZ, první verze měla LTC2052, druhá nějakej levnější, ale nemůžu si vzpomenout typ. Nakonec odpadnul OZ, odpadla reference a zbyl jen ADC, myslím AD7794. Ale samozřejmě zůstalo galvanické oddělení, nejdražší část všech levných, ale seriózních měření.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson