Náplní přednášek jsou měřicí metody a principy využívané u moderních snímačů pro měření teploty, tlaku, průtoku a proteklého množství, polohy hladiny a pro měření složení kapalných a plynných směsí. Posluchači se rovněž seznámí se způsoby zpracování signálu snímačů. Laboratorní cvičení jsou věnována termografii, snímačům tlaku, měření tepla, měření koncentrace plynů a par v ovzduší včetně měření emisí spalovacího procesu, zpracování signálů snímačů a bezdrátovým senzorům. Podle individuálního zadání zpracovávají studenti projekt technologického měření.

Contents of lectures: Measuring methods and principles used in modern sensors for measuring temperature, pressure, flow, level and for measuring the composition of the liquid and gaseous mixtures; methods of signal processing from sensors. Laboratory exercises: IR-thermography, pressure sensors, measuring of heat consumption, measuring concentrations of gases and vapors in the air, including emission combustion process, signal processing sensors and wireless sensors. According to individual assignments, students will create a project of technological measurements.

Studenti budou umět:

Navrhovat a vybírat ze široké nabídky vyráběných snímačů vhodný snímač pro konkrétní aplikaci měření hlavních technologických veličin v laboratorních i provozních podmínkách.

Samostatně pracovat s měřicími přístroji a systémy pro měření teploty, tlaku, hladiny, průtoku a s analyzátory plynů a kapalin.

Students will be able to:

• design and choose from a wide range of sensors manufactured such that it is suitable for a particular application in the measurement of the main technological parameters in laboratory and production environments;

• work independently with measuring instruments and systems for measuring temperature, pressure, level, flow and gas analyzers and liquids.

měřicí technika

snímače teploty, tlaku, průtoku, hladiny

měření množství tepla

snímače složení kapalin

snímače složení plynných směsí

analogové a číslicové zpracování signálů snímačů

přenos signálu

Measuring technique

Sensors for contact and non-contact measurement of temperature, pressure, flow, level

Measurement of heat consumption

Measurement of the composition of liquids

Measurement of the composition of the gaseous mixture

Analog and digital signal processing of sensors

• Získání zápočtu z laboratorních cvičení.

• Úspěšná prezentace individuálního projektu.

• Úspěšné složení ústní zkoušky.

• Obtaining credit from the labs.

• Successful presentation of an individual project.

• Successful completion of the exam.

Základní:

Z: Kreidl M.: Měření teploty. BEN Praha 2005, ISBN 8073001454.

Z: Ďaďo S., Bejček L., Platil A.: Měření průtoku a výšky hladiny. BEN Praha 2005, ISBN 807300156.

Z: Ďaďo S., Kreidl M.: Senzory a měřicí obvody. ČVUT Praha, 1999, ISBN 8001015009.

Z: Kadlec K.: Snímače tlaku - principy, vlastnosti a použití (část 1 až 4). AUTOMA č. 2, 7, 10, 11 (2007), ISSN 12129592.

Z: Kadlec K.: Snímače hladiny - principy, vlastnosti, použití (část 1 a 2). AUTOMA č. 5 a 6 (2005), ISSN 12129592.

Z: Kadlec K.: Snímače průtoku - principy, vlastnosti, použití (část 1 až 3). AUTOMA č. 10, 11 a 12 (2006), ISSN 12129592.

Z: Kadlec K.: Provozní analyzátory plynů. AUTOMA 10, 5-12, (2001), ISSN 12129592.

Z: Bartovský T.: Analyzátory emisí. VUSTE-Servis Praha 1994

Doplňková:

D: Lipták B. G.: Process Measurement and Analysis. CRC Press, 2003, ISBN 0849310830.

D: Váňa J.: Analyzátory plynu a kapalin. SNTL Praha, 1984.

D: Chudý V. a kol.: Meranie technických veličín. STU Bratislava, 1999, ISBN 8022712752.

R: Liptak B.: Process Measurement and Analysis. CRC Press 2003. http://www.scribd.com/doc/28840732/Instrument-Engineers-Handbook-Fourth-Edition-Volume-One-Process-Measurement-and-Analysis

R: Bentley J. P.: Measurement Systems. Pearson 2005.

R: Dyer S. A.: Survey of Instrumentation and Measurement. Wiley 2001.

Přednášky:

Studijní texty k přednáškám jsou k disposici na internetu.

Laboratorní cvičení:

Učební texty a návody k laboratorním pracím jsou k disposici na internetu.

Před započetím práce jsou studenti testováni ze znalostí dané problematiky písemně nebo ústně.

Individuální projekt:

Studenti zpracují individuální projekt s tématikou technologického měření. Zadání projektu vychází ze studijního zaměření studenta. Prezentace a obhajoba projektu proběhne v rámci ústní zkoušky.

Lectures:

Study texts for the lectures are available on the Internet.

Laboratory exercises:

Textbooks and manuals for laboratory work are available on the Internet.

Before beginning work, students are tested in writing from knowledge of the issue.

Individual project:

Students will prepare individual project with the theme of technological measurements. The project assignment is based on the specialization the student. Presentation and defense of the project will take place during the exam test.

Před započetím každé laboratorní práce jsou studenti testování písemně nebo ústně.

Protokol k dané laboratorní práci zpracovávají písemně a odevzdávají v elektronické formě do týdne po absolvování práce.

Podmínkou získání zápočtu je úspěšné absolvování včech laboratorních prací.

Zkouška je ústní. Součástí zkoušky je prezentace a obhajoba projektu technologického měření podle individuálního zadání. Otázky u zkoušky zahrnují problematiku podle sylabu předmětu a ke studiu jsou postačující podkladové materiály k přednáškám.

Before beginning any laboratory work, students are tested in writing.

The protocol for the laboratory work writing and casting process in electronic form within a week after completion of the work.

Successful completion of all laboratory work is a prerequisite for obtaining credit.

The exam is oral or written. A separate part of the test is to present and defend the project of technological measurements according to individual specifications. The questions in the exam include issues by syllabus and for study are sufficient background materials for lectures.

Sylabus přednášek:

1. Skladba měřicího řetězce. Statické a dynamické vlastnosti měřicích přístrojů. Přehled principů snímačů.

2. Snímače teploty dotykové: termoelektrické a odporové (RTD, NTC a PTC termistory, diodové teploměry).

3. Bezdotykové snímače teploty - IČ-teploměry, termokamery. Termografie a termodiagnostika.

4. Snímače tlaku. Snímače tenzometrické, piezoelektrické, rezonanční. Vakuometry ionizační a tepelné.

5. Snímače hladiny. Hladinoměry kapacitní, ultrazvukové, radarové, ionizační.

6. Snímače průtoku a proteklého množství. Průtokoměry indukční, ultrazvukové a vírové.

7. Hmotnostní průtokoměry. Coriolisovy průtokoměry, tepelné průtokoměry.

8. Měření množství tepla. Poměrové a objektové měřiče tepla.

9. Snímače složení kapalin. Snímače hustoty. Snímače optických vlastností.

10. Snímače elektrické vodivosti, elektrochemické snímače.

11. Snímače složení plynných směsí. Optické absorpční analyzátory.

12. Magnetické analyzátory. Ionizační analyzátory - FID, PID. Odběr a úprava vzorku pro automatické analyzátory.

13. Analogové a číslicové zpracování signálu snímačů (měřicí můstky, aplikace OZ, převodníky).

14. Přenos signálu (proudová smyčka, HART, bezdrátový přenos).

Sylabus cvičení:

1. Zpracování naměřených dat.

2. Inteligentní snímač tlaku.

3. Termografie a termodiagnostika.

4. Bezdotykové měření teploty spektrofotometrem.

5. Teploměr řízený mikroprocesorem.

6. Měření a regulace hladiny.

7. Měření množství tepla.

8. Měření koncentrace plynů polovodičovým senzorem.

9. Měření koncentrace kyslíku v inertní atmosféře elektrochemickým senzorem. Analyzátor Mapcheck.

10. Detekce hořlavých a toxických plynů. Analyzátor s PID a analyzátor Oldham MX32.

11. Měření koncentrace atmosferických polutantů při spalování zemního plynu. Analyzátor Advance Optima.

12. Multifunkční přenosný analyzátor Oldham MX21.

13. Sběr dat přístrojem Metex.

14. Bezdrátové senzory teploty a vlhkosti.

Syllabus of lectures:

1. Types of measuring chains; static and dynamic characteristics of measuring instruments; overview of sensor principles.

2. Contact temperature sensors: thermocouples and resistance (RTD, NTC and PTC thermistors, diode thermometers).

3. Non-contact temperature sensors - IR thermometers, thermal imagers; thermography and thermo-diagnostics.

4. Pressure sensors. Strain sensors, piezoelectric, resonant; Sensors for measuring vacuum.

5. Level sensors. Capacitive level meters, ultrasonic, radar, radioisotope.

6. The flow sensors; inductive, ultrasonic and vortex flowmeters.

7. Mass flowmeters. Coriolis flowmeters, thermal flowmeters.

8. Measurement of heat consumption.

9. Measurement of the composition of liquids; densitometers; optical sensors.

10. Electrical conductivity sensors, electrochemical sensors.

11. Measurement of the composition of the gaseous mixture; optical absorption analyzers.

12. Magnetic analyzers. Ionization analyzers - FID, PID. Sampling and sample preparation for automatic analyzers.

13. Analog and digital signal processing of sensors (measuring bridges, applications of operational amplifiers, converters).

14. Signal processing: current loop, HART, wireless.

Laboratory exercises:

1. Data processing.

2. Smart pressure sensor.

3. Thermography and thermo-diagnostics.

4. Non-contact temperature measurement with a spectrophotometer.

5. Thermometer controlled by a microprocessor.

6. Level measurement and control.

7. Measurement of heat consumption.

8. Measurement with a semiconductor sensor.

9. Measurement of oxygen concentration in the inert atmosphere with an electrochemical sensor. Mapcheck analyzer.

10. Detection of flammable and toxic gases; analyzer with PID and Oldham MX32.

11. Measurement of atmospheric pollutants concentrations resulting from incomplete combustion of natural gas; the analyzer Advance Optima.

12. Multifunctional portable analyzer Oldham MX21.

13. The data collection with instrument Metex.

14. Wireless temperature and humidity sensors.

Studijní materiály k přednáškám:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

Studijní materiály k laboratorním cvičením:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

e-kniha:

Lipták, B. G.: Process Measurement and Analysis.

http://www.scribd.com/doc/28840732/Instrument-Engineers-Handbook-Fourth-Edition-Volume-One-Process-Measurement-and-Analysis

Study materials for lectures:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

Study materials for laboratory exercises:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

e-book:

Lipták, B. G.: Process Measurement and Analysis.

http://www.scribd.com/doc/28840732/Instrument-Engineers-Handbook-Fourth-Edition-Volume-One-Process-Measurement-and-Analysis

Matematika, Fyzika, případně Chemické inženýrství a Fyzikální chemie.

Je vhodné, aby student absolvoval předmět N444004 Měřicí a řídicí technika.

Mathematics, Physics, (Chemical Engineering, Physical Chemistry).

It is appropriate that the student completed course N444004 Measurement and Control.

Matematika I - N413022

Fyzika I - N444001

Mathematics I,

Physics I