Quản Trị 24h

ĐLVN 293 : 2016 Tỷ trọng kế chuẩn – Quy trình hiệu chuẩn

Standard hydrometer – Calibration procedure

1. Phạm vi áp dụng

Văn bản kỹ thuật này quy định quy trình hiệu chuẩn tỷ trọng kế chuẩn (sau đây gọi tắt là UUT) có phạm vi đo: (600 ÷ 2000) kg/m³, độ không đảm bảo đo hoặc độ chính xác ≤ 0,2 kg/m³ dùng để kiểm định tỷ trọng kế.

2. Giải thích từ ngữ

Các từ ngữ trong văn bản này được hiểu như sau:

1 Tỷ trọng kế: là vật hình trụ bằng thủy tinh, đáy hình nón hoặc hình bán cầu, phần dưới được nhồi chất làm đầm bị chìm hoàn toàn, phần trên là ống tròn có chứa thang đo chia độ.

Cách phân loại tỷ trọng kế và chuyển đổi thang đo xem trong phụ lục 2.

2 Dung dịch hiệu chuẩn: là dung dịch được chuẩn bị như trong phụ lục 3, sử dụng để hiệu chuẩn tỷ trọng kế chuẩn.

3 Các phép hiệu chuẩn

Phải lần lượt tiến hành các phép hiệu chuẩn ghi trong bảng 1.

Bảng 1

4 Phương tiện hiệu chuẩn

Các phương tiện dùng để hiệu chuẩn được nêu trong bảng 2.

Bảng 2

5 Điều kiện hiệu chuẩn

Khi tiến hành hiệu chuẩn, phải đảm bảo các điều kiện môi trường sau đây:

– Nhiệt độ: (20 ± 1) ^oC;

– Độ ẩm không khí: ≤ 80 %RH (không đọng sương).

– Có trang bị tủ hút, khẩu trang hoặc mặt nạ phòng độc, trang thiết bị phòng chống cháy.

6 Chuẩn bị hiệu chuẩn

Trước khi tiến hành hiệu chuẩn phải thực hiện các công việc chuẩn bị sau đây:

6.1 Chọn thiết bị hiệu chuẩn

Chọn thiết bị hiệu chuẩn theo mục 4.

6.2 Chọn điểm hiệu chuẩn

Tiến hành kiểm tra tại 5 điểm được đánh số trên thang đo của UUT (trừ điểm đầu và điểm cuối của thang đo), tương ứng với các điểm nằm trong phạm vi 10 %, 30 %, 50 %, 70 % và 90 % chiều dài thang đo.

6.3 Làm sạch

Phải làm sạch UUT cần hiệu chuẩn bằng cồn etylic. Đối với những UUT cần hiệu chuẩn trong hỗn hợp xăng dầu phải rửa bằng xăng có khối lượng riêng ≤730 kg/m³. Sau khi được làm sạch, UUT phải để khô trước khi sử dụng, tránh cọ sát mạnh vào phần thủy tinh và chỉ được cầm tay vào phần đỉnh thanh đo.

6.4 Pha chế dung dịch hiệu chuẩn

Pha chế dung dịch dùng để hiệu chuẩn theo quy định tại phụ lục 3.

6.5 Ổn định nhiệt độ

Đặt ống chứa dung dịch hiệu chuẩnvào trong bể ổn nhiệt đã đặt nhiệt độ 20 ⁰C, đợi đến khi nhiệt độ dung dịch hiệu chuẩn cân bằng với nhiệt độ của bể ổn nhiệt tại (20 ± 0,02) ⁰C.

7 Tiến hành hiệu chuẩn

7.1 Kiểm tra bên ngoài

Phải kiểm tra bên ngoài theo các yêu cầu sau đây:

– Kiểm tra xác định sự phù hợp của UUT với các yêu cầu như: bề mặt của UUT phải nhẵn, làm bằng thủy tinh trong suốt, không có bọt khí, đường gợn hay các lỗi do chế tạo khác.

– Thang đo phải được gắn cố định trên thân của UUT và các vạch chia độ phải đều nhau và sắc nét.

– Vật liệu dùng làm tải trọng (vật liệu đầm) phải được giữ cố định.

– Nhãn mác: UUT phải có nhãn mác thể hiện các thông tin sau:

+ Phạm vi đo;

+ Giá trị độ chia;

+ Kiểu;

+ Tên cơ sở sản xuất;

+ Số sản xuất của UUT;

+ Các thông tin khác (nếu có): Phù hợp theo tiêu chuẩn nước ngoài (ASTM, BS, ….), nhiệt độ ghi khắc trên thang đo, cách đọc giá trị đo …

7.2 Kiểm tra kỹ thuật

Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây:

– Điểm bắt đầu thang đo phải cách đầu thanh đo ít nhất 15 mm và điểm cuối thanh đo phải cách chỗ thay đổi tiết diện ngang UUT ít nhất là 3 mm.

– Thang đo của UUT phải nằm trong thanh đo, các vạch chia phải vuông góc với trục của UUT và không đứt đoạn.

– Khoảng cách giữa 2 vạch bất kỳ của thang đo chia độ không được nhỏ hơn 0,8 mm và không lớn hơn 3 mm.

– Khi thả vào trong dung dịch, UUT phải nổi theo phương thẳng đứng, các vạch trên thang đo nằm ngang với bề mặt chất lỏng.

7.3 Kiểm tra đo lường

Tỷ trọng kế chuẩn được kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp và yêu cầu sau đây:

7.3.1 Phương pháp hiệu chuẩn

Phương pháp hiệu chuẩn là việc so sánh kết quả đo của UUT cần hiệu chuẩn với thiết bị chuẩn đo khối lượng riêng(như trong mục 4) trong cùng một dung dịch hiệu chuẩn tại nhiệt độ (20 ÷ 0,02) ⁰C.

7.3.2 Tiến hành hiệu chuẩn

Tại mỗi điểm hiệu chuẩn, tiến hành xác định giá trị khối lượng riêng của dung dịch hiệu chuẩn bằng thiết bị chuẩn đo khối lượng riêng và UUT cần hiệu chuẩn tại nhiệt độ (20 ± 0,02) ⁰C. Lặp lại quá trình trên tối thiểu 3 lần.

7.3.2.1 Xác định giá trị khối lượng riêng dung dịch hiệu chuẩn bằng thiết bị chuẩn đo khối lượng riêng.

– Tiến hành đo ít nhất 3 lần đối với dung dịch để hiệu chuẩn tại nhiệt độ (20 ± 0,02) ⁰C.

– Sau khi giá trị khối lượng riêng đo được trên thiết bị đo khối lượng riêng đã ổn định và nhiệt độ cân bằng với nhiệt độ đặt trên thiết bị chuẩn khối lượng riêng. Ghi kết quả đo được vào biên bản ở phụ lục 1.

7.3.2.2 Tiến hành đo bằng UUT cần hiệu chuẩn.

– Khuấy dung dịch để hiệu chuẩn thật kỹ bằng que khuấy thuỷ tinh chuyển động lên xuống từ 5 đến 7 lần. Sau khi bọt khí tan hết, đưa UUT cần hiệu chuẩn vào dung dịch hiệu chuẩn. Khi bề mặt dung dịch cách điểm hiệu chuẩn (3 ÷ 4) mm, thả nhẹ cho UUT chuyển động tự do vào dung dịch.

– Tiến hành đo 3 lần liên tiếp dung dịch hiệu chuẩn bằng UUT cần hiệu chuẩn tại nhiệt độ (20 ± 0,02) ⁰C.

– Khi chuyển động trong dung dịch, UUT phải chuyển động theo phương thẳng đứng;

– Khi UUT đã ổn định trong dung dịch, không chạm nhau và không chạm vào thành ống chứa dung dịch mới được đọc kết quả. Ghi kết quả vào biên bản hiệu chuẩn ở phụ lục 1;

– Khi tiến hành đọc kết quả, hướng nhìn của người đọc phải vuông góc với thang đo chia độ ở UUT tại đường cong mao dẫn, nếu mép của đường cong mao dẫn trùng với

vạch chia thì ghi lại giá trị của vạch đó. Trường hợp mép của đường cong mao dẫn nằm trong khoảng cách giữa hai vạch chia liền nhau thì phần nhìn thấy trên thang đo sẽ là phần thập phân của giá trị đọc.

– Nếu nhiệt độ ghi khắc thang đo của UUT cần hiệu chuẩn khác 20 ⁰C, phải tính số hiệu chính chênh lệch nhiệt độ vào số chỉ của UUT.

Số hiệu chính chênh lệch nhiệt độ tính bằng công thức:

∆ρ = β(t_UUT – 20) x ρ_ch (1)

Trong đó:

∆ρ i: Số hiệu chính do chênh lệch nhiệt độ;

β : Hệ số dãn nở thể tích của thủy tinh (25,5 × 10-6)/ C;

ρ_ch  : Giá trị đọc trên tỷ trọng kế;

t _UUT : Nhiệt độ ghi khắc thang đo trên tỷ trọng kế.

– Trước khi chuyển sang điểm hiệu chuẩn mới, phải rửa UUT theo yêu cầu quy định

trong mục 6.3.

– Sai số được tính theo công thức sau:

∆ = ρ_UUT – ρ_ch (2)

Trong đó:

∆: Sai số, kg/m³

ρ_UUT : Giá trị đo được trên UUT, kg/m³

ρ_ch : Giá trị đo được trên thiết bị chuẩn khối lượng riêng, kg/m³

8 Ước lượng độ không đảm bảo đo của phép đo

Từ mô hình đo (2), độ không đảm bảo đo ước lượng như sau:

8.1 Các thành phần độ không đảm bảo đo

8.1.1 Độ không đảm bảo đo chuẩn gây nên bởi UUT ( 1 u ):

U_i được tính theo phương pháp thống kê dựa vào kết quả đo

8.1.3 Độ không đảm bảo đo chuẩn do nhiệt độ ( u₃ ):

– Sai lệch về nhiệt độ trong quá trình hiệu chuẩn là a (⁰C)

– Hệ số giãn nở nhiệt của chất lỏng β (kg.m^-3 . ⁰C^-1) được lấy từ giấy chứng nhận phân tích của dung dịch chuẩn hoặc tra cứu tài liệu kỹ thuật. Xác suất phân bố hình chữ nhật, ta có:

u₃ = a x β / √3          (7)

8.1.4 Độ không đảm bảo đo chuẩn do thiết bị chuẩn đo khối lượng riêng ( 4 u ):

Độ không đảm bảo đo của tiết bị chuẩn đo khối lượng riêng được công bố trong giấy

chứng nhận hiệu chuẩn còn hiệu lực (U_S); với hệ số phủ là 1 k thì khi đó:

         u₄= U_S  / k₁   (8)

8.2 Độ không đảm bảo đo chuẩn tổng hợp, uC:

      u_C = √(u₁² + u₂² + u₃² + u₄²)           (9)

8.3 Ước lượng độ không đảm bảo đo chuẩn mở rộng:

U_C = k x u_c         (10)

Trong đó: k là hệ số phủ, k = 2 ứng với xác suất tin cậy xấp xỉ 95 %.

Bảng tổng hợp các nguồn gây nên độ không đảm bảo đo

9 Xử lý chung

9.1 Tỷ trọng kế chuẩn sau khi hiệu chuẩn nếu có độ không đảm bảo đo hoặc độ chính xác ≤ 0,2 kg/m3 được cấp chứng chỉ hiệu chuẩn (tem hiệu chuẩn, giấy chứng nhận hiệu chuẩn,…) theo quy định..

9.2 Tỷ trọng kế chuẩn sau khi hiệu chuẩn nếu có độ không đảm bảo đo hoặc độ chính xác > 0,2 kg/m³ thì không cấp chứng chỉ hiệu chuẩn mới và xóa dấu hiệu chuẩn cũ (nếu có).

9.3 Chu kỳ hiệu chuẩn của tỷ trọng kế chuẩn là 12 tháng.

Phụ lục 2

CÁCH PHÂN LOẠI TỶ TRỌNG KẾ VÀ CHUYỂN ĐỔI THANG ĐO

1 Phân loại tỷ trọng kế:

1.1 Phân loại theo hiển thị của thang đo, tỷ trọng kế chia thành các loại sau:

– Tỷ trọng kế đo khối lượng riêng của chất lỏng tại nhiệt độ riêng ghi trên tỷ trọng kế với đơn vị khối lượng riêng, ví dụ: g/cm³; kg/m³; g/mL…

– Tỷ trọng kế đo trọng lượng riêng của chất lỏng, hiển thị trọng lượng riêng tại nhiệt độ riêng với khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ riêng, ví dụ: sp gr 5,56⁰/15,56⁰C có nghĩa là tỷ trọng kế hiển thị trọng lượng riêng của chất lỏng tại 15,56 ⁰C theo khối lượng riêng của nước tại 15,56 ⁰C;

– Tỷ trọng kế hiển thị dưới dạng % của các chất hòa tan trong nước tại nhiệt độ riêng ghi trên tỷ trọng kế;

– Tỷ trọng kế hiển thị dưới dạng độ Baumé của chất lỏng nhẹ hơn nước hay tỷ trọng kế API).

1.2 Phân loại theo cách đọc:

Trên thang đo của tỷ trọng kế nếu ghi “Đọc trên” có nghĩa là đọc giá trị theo mép trên của đường cong mao dẫn chất lỏng (hình 1). Trường hợp không ghi cách đọc có nghĩa là “Đọc dưới”, đọc giá trị theo mép dưới của đường cong mao dẫn (hình 2).

Hình 1. Đọc trên Hình 2. Đọc dưới

2 Chuyển đổi giữa thang đo khối lượng riêng của chất lỏng với thang đo khác

Phụ lục 3

DUNG DỊCH HIỆU CHUẨN

1 Nguyên liệu để pha chế dung dịch hiệu chuẩn:

– Ete dầu mỏ;

– Xăng công nghiệp;

– Cồn etilic ≥ 95 %V;

– Nước cất 2 lần;

– Axit H2SO4;

– K2HgI4.

2 Dung dịch hiệu chuẩn pha chế theo bảng sau:

3 Pha chế dung dịch:

Để pha chế dung dịch hiệu chuẩn cần lấy hai chất lỏng có khối lượng riêng lớn hơn và nhỏ hơn khối lượng riêng của dung dịch cần pha chế  ρ 1 < ρ  <  ρ 2

Công thức tính thể tích các chất lỏng pha trộn:

           V₁ / V₂ = (ρ – ρ₁) /(ρ₂ – ρ)

Trong đó:

ρ: Khối lượng riêng dung dịch cần pha, kg/m3;

ρ 1: Khối lượng riêng nhỏ hơn, kg/m3;

ρ 2 : Khối lượng riêng lớn hơn, kg/m3;

V1: thể tích chất lỏng có khối lượng riêng ρ 1, ml;

V2: thể tích chất lỏng có khối lượng riêng ρ 2, ml.

————————————————————————

P/S Nếu bạn thấy bài viết này có ích cho bạn và người khác, hãy giúp tôi chia sẽ cho những người khác biết. Nếu bài viết chưa tốt vui lòng email cho tôi theo địa chỉ nguyenhoangem@gmail.com để chúng tôi hoàn thiện lại  (vì số lượng bài viết ngày càng nhiều nên bạn comment bên dưới tôi không có thời gian đọc hết lại các bài viết nên không phát hiện được khi bạn comment và trả lời kịp thời). Cám ơn bạn rất nhiều!

Nguyễn Hoàng Em