Měřený objekt, přístroje a snímače

A) Měření síly: Tématem je ukázkové měření síly a kroutícího momentu  včetně vysvětlujících ukázek jejich měřicích principů a systémů.

Siloměry

Obr. 1  Siloměry

Tenzometry:

Tenzometr je odporový senzor, jehož změna odporuje závislá na jeho deformaci. Je velice malý Několik tenzometrů je nalepeno na deformovaném tělese snímače. Vlivem působení síly na snímač, vznikají deformace. Tenzometry podle toho mění odpor a mi dostáváme reálný obraz o průběhu sil.

                     a) drátkový                   b) fóliový                    c) polovodičový

Obr. 2  Provedení odporových tenzometrů

B) Měření záření a detekce radiových vln:

Záření

Záření nemusí být jen viditelné (lidským okem) nebo pro člověka neviditelné, je to veškeré záření, které se vyskytuje v přirozeném prostředí a nebo člověkem uměle vytvořené.

Spektrum možných druhů záření je uvedeno na obr. 3, kde jsou zaneseny nejznámější druhy od radiových vln po gama záření včetně jejich vlnových délek.

Obr. 3  Základní druhy zářní včetně vlnových délek

Detektory záření vlastně zpracovávají dopadající energii, která byla vyzářena zdrojem o dané vlnové délce. Po absorpci této energie dochází v detekčním zařízení k převodu na další fyzikální veličinu, např. uvolnění elektronů u fotoelektrických detektorů, apod.

V základních vlnových délkách lze rozdělit detektory (snímací zařízení) pro oblasti měření radiových a mikrovlnné záření, světelného záření, ionizujícího zářní.

Radiové a mikrovlnné záření

Pro oblast radiových a mikrovlnných záření jsou tyto signály vyzařované zdrojem signálu do okolního prostoru na kmitočtech od 10 kHz do 1000 MHz měřeny (detekovány) pomocí různých druhů měřicích antén. Tato signály se měří přístrojem pro měření (měřicím přijímačem) doplněným o vhodnou měřicí anténu. Základní přehled je uveden na obr. 4

Obr. 4 Základní přehled měřicích antén

Obr. 5 Základní elektrické schéma detekce radiového signálu v pásmu dlouhých vln

Obr. 5 Základní popis analogového přístroje pro detekci mikrovln

Ionizující záření

Ionizující záření, má na člověka a ostatní živé organismy negativní účinky a to jak ve formě dlouhodobého slabého působení, tak i krátkodobého intenzivního ozáření. Působí-li jakékoli ionizující záření na biologický materiál, dochází u něho k absorbci ionizujících částic a následnému poškozování „degradaci“.

Druhy ionizujícího záření se rozdělují na:

Záření alfa – tvořeno proudem jader helia, je vysoce ionizující, ale má malou pronikavost (je pohlceno listem papíru nebo 40 cm vzduchu)

Záření beta - je tvořeno tokem elektronů nebo pozitronů s velkou rychlostí (je pohlceno tenkým Al plechem nebo 2,5 m vzduchu)

Záření gama - je elektromagnetické záření s vlnovými délkami kratšími než 300 pm - jedná se o záření s nejvyšší frekvencí. Jeho ionizační účinky jsou poměrně nízké, ale má velmi vysokou pronikavost (nelze zcela pohltit, jen oslabit silnou vrstvou materiálu s těžkými prvky – Pb, … )

Neutronové záření - je tok částic bez náboje, které sice ionizaci nezpůsobují, ale porušují stabilitu atomu, čímž mohou vyvolat radioaktivitu u látek neradioaktivních. Má 5x až 10x větší účinek než záření gama.

Rentgenové záření - má podobnou povahu jako záření gama, má však větší vlnovou délku (10 nm -1 pm).

Kosmické záření - má částicovou i elektromagnetickou složku.

Veličiny spojené ionizujícím zářením:

Aktivita – charakterizuje množství radioaktivní látky. Aktivita je počet radioaktivních přeměn v látce vztažený na jednotku času. Jednotka je Becquerel [s-1].

Dávka - absorbovaná dávka je energie absorbovaná v jednotce hmotnosti ozařované látky v učitém místě. Jednotkou absorbované dávky je gray [J.kg-1] (dříve se používala jednotka rad)

Ekvivalentní dávka – stanovuje se ze vztahu H = D.Q.N, kde D je absorbovaná dávka, Q je jakostní faktor záření (alfa-20, beta a gama-1 apod.)a N je součin ostatních modifikujících parametrů. Součastnou jednotkou je sievert. Dřívější jednotkou (dávkový ekvivalent) byl 1 rem. Platí vztah 1 Sv = 100 rem. Ekvivalentní dávky lze použít pro vyjádření radiační zátěže jen v oblasti radiačních limitů a nižších dávek. Nelze je použít pro stanovení účinků při velkých dávkách radiace.

Obr. 6 Základní přehled zdrojů ionizovaného záření

Detektory ionizujícího záření

Detektor ionizujícího záření je takové technické zařízení, které je schopno měřit vlastnosti ionizující záření. Měření ionizující záření (které je lidským okem neviditelné) probíhá za pomocí příslušných fyzikálních metod a vhodné přístrojové techniky. Přístroje pro měření pak umožňují zkoumat vlastnosti tohoto a poskytují kvantitativní informace o intenzitě, energii, prostorové distribuci a příp. dalších vlastnostech záření.

Geiger – Müllerův čítač

Nejznámějším přístrojem je tzv. Geiger-Müllerův čítač (viz. obr. 7), jehož základem je tzv. G-M trubice. Celkové uspořádání principu přístroj pro měření inonizujícího záření na principu G-M čítače je uveden na obr. 8.

Obr. 7 Základní schématické znázornění G-M čítače

Obr. 8 Digitální přístroj pro měření radioaktivity (ionizujícího záření)

 Poděkování:  Investice do rozvoje vzdělávání. Tento výukový text je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/28.0206  „Inovace výuky podpořená praxí“.

         Zpět na hlavní stránku   ׀   Zpět na seznam praktických cvičení  ׀ Měření sil a detekce záření

      Katedra konstruování strojů - JF - Předmět Měřící Technika (KKS/MT)
Copyright © 2014   ZČU v Plzni - Fakulta strojní, Katedra konstruování strojů. Všechna práva vyhrazena.
Poslední aktualizace: 11. 06. 2014