3. MATJA E SHTYPJES Shtypja bie në grupin e madhësive të fituara. Është e barabartë me raportin e forcës F dhe sipërfaqes A në të cilën vepron forca vertikalisht. Simboli i rëndom është shkronja e vogël p.

FpA

= (3.1)

p – shtypja

F – forca vertikale në sipërfaqe

A – sipërfaqja

Njësit te cilat aplikohen gjatë matjes se shtypjes do te ishin këto:

Bar shkurtesa: bar

Njuton për metër katror shkurtesa: N/m2

Pascal shkurtesa: Pa

Përveç njësive të lartpërmendura ende ne përdorim intern janë këto njësi:

Milimetrat e shtyllës së ujit shkurtesa: mmH2O

Milimetrat e shtyllës së zhivës shkurtesa: mmHg

Milimetrat e shtyllës së zhivës e reduktuar në 0 ºC shkurtesa: Torr (e emërtuar sipas Torricelli)

Duke marr parasysh gjendjen e rrethinës dallojmë presioni absolutë, nën presioni, mbi presioni dhe presioni barometrik (presioni absolut i rrethinës) qe është ilustruar në fig 3.1.

Fig. 3.1 Definicioni i nocioneve të presionit

Lidhjet në mes presionit absolut, nën presionit, mbi presionit dhe presionit barometrik mund të paraqiten me shprehjet vijuese:

a b np p p= + (3.2)

dhe

a b pp p p= − (3.3)

Ku janë:

pa – presioni absolut

pb – presioni barometrik (presioni absolut i rrethinës)

pn – mbi presioni

pp – nën presioni

Gjatë rrymimit të fluidit presioni mund të definohet si:

s dp p p= + (3.4)

ku janë:

ps – komponenti i presionit statik

pd – komponenti i presionit dinamik e cili shfaqet për shkak te rrymimit të fluidit

Për rastin e rrymimit stacionues të fluidit komponenti dinamikë i presionit mund të shprehet si: 2

2dswp ρ⋅

= (3.5)

ku janë:

pds – komponenti dinamik i shtypjes për shkak të rrymimit stacionar të fluidit,

w – shpejtësia e rrymimit të fluidit,

ρ – dendësia e fluidit.

Për rastin jo stacionar të rrymimit të fluidit komponenti dinamik i shtypjes mund të shprehet si: 2

2dns ds v r v rwp p p p p pρ⋅

= + + = + + (3.6)

ku janë:

pdns – komponenti i shtypjes dinamike për rrymimin jo stacionare,

pv – vala e shtypjes në kahe të rrymimit të fluidit,

pr – vala kthyese (e reflektuar) e shtypjes.

Në vijim do të paraqiten një varg pajisjesh të cilat mundësojnë matjen e presionit

3.1 PAJISJA MEKANIKE PËR MATJE TË SHTYPJES Pajisja mekanike për matje të presionit përdoret për raste me të thjeshta, siç janë p.sh. matja e presionit të vajit për lubrifikim. Në figurën 3.2 janë paraqitur dy ndërtime, njëra me membrane metalike kurse e dyta me sustë gypore. Të dy pajisjet mund të regjistrojnë si nën shtypjen gjithashtu edhe mbi shtypjen. Nga njëra anë e membranës, gjegjësisht gypit vepron presioni atmosferik, ashtu që në të vërtet këto pajisje mund të regjistrojnë vetëm ndryshimin e shtypjes në mes objektit matës dhe rrethinës.

2

Fig. 3.2 Pajisjet mekanike për matjen e shtypjes

Te pajisjet me membranë mekanike, nga njëra anë e membranës vepron presioni i cili dëshiron të matet, ku për shkak të veprimit te tij membrana deformohet (kupëzohet). Përmes mekanizmit me leva dhe çiftit të dhëmbëzoreve treguesi lëvizë qe mundëson leximin e vlerës se shtypjes. Te matja e mbi shtypjes këto pajisje shfrytëzohen deri 30 bar.

Me pajisjen me sustë gypore mund të maten vlerat e shtypjes shprehimisht të larta. Te ajo gypi matës është me prerje tërthore të sheshtë, e cila në pjesën e fundme të mbyllur është e lakuar. Për shkak te shtypjes qe vepron në brendësin te gypit deformon gypin me prerje tërthore të sheshtë qe tenton të marrë formën rrethore. Për shkak te kësaj pjesa e lakuar e gypit drejtohet dhe me atë rast vepron në mekanizmin me leva dhe çiftin e dhëmbëzoreve qe e lëvizin treguesin i cili mundëson leximin e vlerës së shtypjes.

Në grupin e pajisjeve mekanike për matje të shtypjes bënë pjesë dhe i ashtë quajturi barometri me enë të mbyllur i cili është treguar në figurën 3.3.

Fig. 3.3 Barometri me enë të mbyllur

Kjo pajisje shërben për matje të presionit atmosferik. Shtypja e ajrit shtyp enën nga e cila është tërheqë ajri. Gjatë kësaj susta metalike mbanë në ekuilibër forcat te cilat janë pasoj e shtypjes se ajrit. Lëvizja e sipërfaqes së enës bartet në treguesin i cili mundëson leximin e vlerës së shtypjes.

3.2 PAJISJET PËR MATJE TE PRESIONIT ME LËNGJE Pajisjet për matjen e presionit me lëngje janë me konstruksion te thjesht dhe me ndihmën e tyre mundet shpejt dhe thjesht leximi i vlerave te shtypjes. Kryesisht shfrytëzohen për matje te shtypjeve

3

te vogla dhe atyre me te vogla deri ne vlerën prej 3 bar, pasi qe ne te kundërtën pajisjet do te merrte përmasat tejet te mëdha dhe do te ishte i pa përshtatshëm për përdorim. Principi i punës te kësaj pajisje shihet ne figurën 3.4

Fig. 3.4 “U” – gypi për matje te presionit

Gypi i qelqit i lakuar ne forme “U” përmes gypave lidhet ne vendin e matjes. Gypi mbushet me lëng, me se shpeshti me zhivë ose ujë. Ne njërin krah te U – gypit – ne sipërfaqe te lirë te lëngut vepron presioni i cili dëshirohet te matet, ndërsa ne tjetrin krah vepron presioni atmosferik. Ndryshimi i shtypjeve shtyn pjesën e lëngut ne krahun e gypit “U” ne te cilin vepron shtypja atmosferike, nëse presioni qe matet është me i madh se ai atmosferik. Ne rastin e kundërt, kur presioni atmosferik është me i madh se presioni qe matet pjesa e lëngut do te shtyhet ne anën e kundërt. Ndryshimi i lartësisë se sipërfaqeve paraqet masën për llogaritjen e mbi – gjegjësisht nen – shtypjes sipas shprehjes ne vazhdim:

p g hρ= ⋅ ⋅ (3.7)

Ku janë:

p – mbi – gjegjësisht nën – shtypja,

ρ – dendësia specifike e lëngut matës,

g = 9.81 m/s2 (nxitimi, graviteti i tokës),

h – ndryshimi i lartësive te sipërfaqeve te lira te lëngut.

Pasi që dendësia e lëngut varet nga temperatura, te matjet e sakta është e domosdoshme te vendoset vlera e sakte – reale e dendësisë specifike. Megjithatë, ne shumicën e rasteve është e mjaftueshme te shfrytëzohen këto vlera:

Uji: ρ = 1.0 g/cm3

Zhiva: ρ = 13.6 g/cm3

Ndjeshmëria e pajisjeve për matjen e shtypjes me lëngje mund te rritet ne dy mënyra:

1. Përdorimi i lëngut me dendësi me te vogël specifike.

2. Me pjerrësi te krahut të gypit matës

Në tabelën 3.1 janë dhëne vlerat karakteristike te lëngut te cilët mund ti gjejmë te U – manometri me lëngje.

4

Tabela 3.1 Karakteristikat e lëngut

Vetitë fizike te 20 °C Lëngu Formula kimike Dendësia ρ

[g/cm3] Koeficienti i

bymimit linear β Zhiva Hg 13.546 0.88 ÷ 0.81

Benzoli C3H6 0.878 1.25 Nitrobenzol C6H5NO2 1.205 0.82

Toluol C6H5CH3 0.886 1.07 Alkooli etilik CH3OH 0.792 1.19 Uji i destiluar H2O 1 0.21

Nëse gjate matjes si lëng përdoret uji, atëherë sipas mënyrës nën 1) mundet relativisht pak te rritet ndjeshmëria, pasi qe dendësitë specifike te lëngjeve tjerë matës shume pak janë me te vogla nga 1,0 g/cm3. Nëse përdoret mënyra nën 2) fitohet pajisja për matje te shtypjes me gyp te pjerrët, e cila është dhëne ne figurën 3.5.

Fig. 3.5 Pajisja për matje te shtypjes me gyp te pjerrët

Te përdorimi i kësaj pajisje shtypja llogaritet sipas shprehjes ne vijim:

sinp g lρ α= ⋅ ⋅ ⋅ (3.8)

ku janë:

p – mbi, gjegjësisht nën – shtypja

l – gjatësia e shtyllës së lëngut

α – pjerrtësia e gypit matës

Gypi matës i te gjitha pajisjeve për matje te presionit me lëngje duhet te ketë diametrin e brendshëm te gypit matës te tillë, qe veprimi kapilar te mos ndikoj qenësisht ne leximin e lartësisë se sipërfaqes se lirë te lëngut. Për ketë shkak diametri minimal i pajisjes qe shfrytëzon ujin si lëngun matës duhet te jete 15 mm, gjegjësisht me rastin e përdorimit te zhivës si lënge matës 10 mm.

Për matje shume precize te shtypjeve shumë te vogla përdorim me te gjerë kane te ashtuquajturit mikromanometrat. Fusha matëse e një manometri te tille është deri 400 mmSHU me leximin prej 0,1 mmSHU. Si shembull i mikromanometrit ne figurën 3.6 është dhëne i ashtuquajturi Mikromanometri Betz. Ne enë te gjerë ne mënyrë qendrore vendoset gypi matës. Shtypjet te cilat duhet te matën kyçen ne enën matëse, gjegjësisht ne enën matëse dhe gypin. Ne rast te mbi shtypjes sipërfaqja e lirë e lëngut matës ngritët ne gypin matës. Gjatë kësaj ç’vendoset dhe notuesi ne te cilin është i ngjitur shkalla e qelqit. Kjo shkalle e qelqit kalon pran pajisjes optike e cila mundëson rritjen e njëzet fish te fotografisë se gypit te qelqit.

5

Fig. 3.6 Mikromanometri Betz

Ndarja e shkalles se qelqit është 0.1 mmSHU. Si lënge matës rëndom përdoret uji i distiluar, i cili përveç qe ka ndjeshmëri matëse mjaft te madhe gjithashtu posedon përparësi qe gjate matjeve te rëndomta nuk është e nevojshme qe ne veçanti te llogaritet temperatura e varësisë së dendësisë specifike te saj.

Me ketë pajisja është e mundur te matet nen shtypjet, mbi shtypjet si dhe ndryshimi i shtypjeve. Me se shpeshti përdoret gjatë matjeve te rënies se shtypjes ne dizna dhe blenda (kufizues).

Peshoja unazore ose manometri, i cili është treguar ne figurën 3.7, është gjithashtu pajisje për matje te shtypjes qe përdoret gjate matjeve te diznet dhe sondat, por nuk mund te përfshihen drejtpërsëdrejti ne pajisjet për matje te shtypjes me lëngje. Lëngu ne ketë pajisje nuk shërben drejtpërsëdrejti për matje te shtypjes, por shërben kryesisht për ndarjen e hapësirës nën shtypje. Ne rast te tejkalimit te shtypjes maksimale te lejuar mund te vij deri te qitja (hedhja) e lëngut nga gypi.

Fig. 3.7 Manometri unazor

6

Manometri unazor përbehet nga gypi i lakuar ne forme rrethi, e mbështetur ashtu qe lehte mund te lëkundet dhe pajisjes për lexim te vlerave matëse (treguesi dhe shkalla). Qendra e rëndimit e gypit dhe e masës shtesë gjendet nen piken e lëkundjes, ashtu qe ne rast te nxjerrjes nga pozita e ekuilibruar lajmërohet momenti kthyes i cili tenton qe gypin me masën shtese përsëri ta ktheje ne pozitën e ekuilibruar. Gypi i manometrit përmes murit te ngurtë dhe lëngut ndahet ne dy vëllime ne te cilat kyçen shtypjet matëse. Ndryshimi i shtypjeve ne murin e ngurtë krijon moment i cili gypin me masën shtese e nxjerr nga pozita e ekuilibruar. Kur te arrihet gjendja e ekuilibruar ne mes te momentit te krijuar për shkak te ndryshimit te shtypjeve dhe momentit kthyes mundet qe sipas figurës 3.7 te shkruhet barazimi:

1 2( ) sinp p A r G a α− ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ (3.9)

prej nga:

1 2 sinG ap pA r

α⋅− = ⋅

⋅ (3.10)

ku janë:

1 2p p− - ndryshimi i shtypjeve

G aA r⋅⋅

- konstantë e pajisjes

α - këndi i rrotullimit

Lëvizja e gypit bartet ne treguesin. Nga shkalla drejtpërdrejt mund te lexohet ndryshimi i shtypjeve. Me ekzistimin e lëngut nuk krijohet momenti shtesë, pasi qe lëngu praktikisht ç’vendoset pa fërkim ne gyp dhe pasi qe forca rezultuese e cila vepron ne sipërfaqen e lira te lëngut dhe forcës qe është pasoj e masës se lëngut kalojnë nëpër piken e rrotullimit te gypit.

Pajisjet e numëruara paraprakisht për matje te shtypjes mundësojnë vetëm matjen e komponentit statike te shtypjes. Për rrymimet stacionuese komponenti dinamik e shtypjes mund te matet me përdorimin e te ashtuquajturit gypit Pitot – Prandtl, qe është dhëne ne figurën 3.8.

Fig. 3.8 Gypi Pitot - Prandtl

7

3.3 PAJISJET ELEKTRIKE PËR MATJE TE SHTYPJES Ne kapitujt 3.1 dhe 3.2 janë përshkruar pajisjet qe mundësojnë matje kryesisht te presionit statik, gjegjësisht matjet ku shtypja mbetet e pa ndryshuar një kohë te gjatë. Këto pajisje mund te pajisen pjesërisht me komponentë elektrike, siç është treguar ne figurën 3.9 ne shembullin e monometrit me sustën gypore.

Fig. 3.9 Manometri me sustë gypore dhe dhënës induktiv

Me pajisjet matëse elektrike ne princip konsiderohen pajisjet te cilat plotësisht punojnë me ndihmën e energjisë elektrike. Me këto pajisje është e mundshme matja e presioneve te ndryshueshëm shpejt si p.sh. ato qe lajmërohen ne cilindër te motorit, sistemet e injektimit te lëndës djegëse ne kolektor thithës dhe dalës te motorit. Zbatimin me te madh për matje te presionit te këtij lloji e kanë te ashtuquajturit dhënësit piezo elektrik. Përveç dhënëseve piezo elektrik shfrytëzohen edhe dhënësit induktiv dhe dhënësit ne forme te shiriti. Sinjalet qe emitohen nga këta dhënës përmes përçueseve elektrik, dhe përforcuesit te sinjalit udhëhiqen ne pajisjet përkatëse për leximin, qe mund te jetë oscilografi ose ne kohen me te re llogaritësi.

Para dhënëseve për matje te shtypjes, ne radhë te parë te hulumtimi te motorët me djegie te brendshme parashtrohen kërkesa te larta:

- duhet te janë te rregulluara për matjen dinamike, d.m.th me frekuence te vet te lartë,

- pa ndjeshmëria ne temperatura te larta dhe dridhje,

- varshmëria lineare e sinjalit matës nga shtypja,

- mundësia e kalibrimit,

- reproduktimi i rezultateve matëse,

- Te përdorimi i gjatë nuk guxojmë te tregojnë lodhje,

Të gjitha kërkesat e dhëna ne masë te madhe i kënaqin te ashtuquajturit dhënësit piezo elektrik.

3.3.1 Dhënësit e shtypjes piezo elektrik Te dhënësit e shtypjes piezo elektrik është shfrytëzuar fenomeni qe kristalet e caktuar nën veprimin e forcës mekanike në sipërfaqen e vet krijojnë ngarkesë elektrike. Një efekt i tille quhet efekti piezo. Direkt efekti - Piezo krijohet kur për shkak te veprimit me forcë mekanike ne sipërfaqet e kristaleve formohet mbushja elektrike. Efekti piezo reciprok krijohet kur ne sipërfaqet e caktuara te kristalit formohet fusha magnetike e cila shkakton tensione mekanike, qe kontribuojnë deformimit te kristaleve. Efektet piezo janë të polarizuara, d.m.th. efekti piezo e ndryshon parashenjën e vet nëse shkaku ndryshon parashenjën e tij.

8

Nëse kristali i kuarcit i nënshtrohet forcës ne drejtim te një x – aksi, do te vije deri te deformimi i tij, siç është treguar ne mënyre skematike ne figurën 3.10 a dhe për shkak te polarizimit elektrik ne elektrodën e sipërme do te induktohet mbushja negative, ndërsa ne elektrodën e poshtme mbushja pozitive. Një procedurë e tillë quhet efekti piezo direkt longotidunal. Nëse ndërkaq ne kristal te kuarcit veprohet pingul sipas një aksi x – ne drejtim Y, mbushja do te manifestohet ne sipërfaqe anësore te lira (pa ngarkesë) te kristalit (Fig. 3.10. b). Një procedurë e tillë quhet efekti piezo direkt – transversal.

Fig. 3.10 paraqitja skematike e deformimeve te kristalit te kuarcit

a) Efekti piezo longitudinal; b)Efekti piezo transversal

Te efektit piezo longitudinal sasia e mbushjes elektrike varet kryesisht nga shtypja specifike sipërfaqësore, dhe jo edhe nga madhësia e kristalit qe jep mbushje (diametri i kristalit, trashësia e kristalit).

Te efektit piezo transversal sasia e mbushjes elektrike është e varur nga forma e kristalit. Sasia e mbushjes është aq me e madhe nëse janë me te mëdha dimensionet e kristalit ne drejtimin Y dhe dimensionet me te vogla ne drejtimin X.

Te metat e shfrytezimit te efektit piezo longitudinal ne dhënës janë:

- sasia e mbushjes e vogël,

- ne rast te vendosjes te disa pllakave te kristalit njëra ne tjetrën (me qellim te rritjes se sasisë se mbushjes):

o ndërtimi i vështire,

o zvogëlohet lineariteti i sistemit,

o ulet frekuenca e vet.

Përparësitë e shfrytëzimit te efektit piezo longitudinal ne dhënës janë:

- ndërtimi kompakt,

- rezistenca e madhe ne veprime mekanike.

Ne mënyre qe te evitohet te metat e dhënësit qe shfrytezojnë efektin longitudinal, firma AVL ka zhvillua principin modular te ndërtimit te dhënëseve qe është paraqitur ne figurën. 3.11

9

Fig. 3.11 Paraqitja skematike AVL – mikromudulit te kuarcit

Me qëllim te dallimit te ndërtimit te dhënëseve me efekt longitudinal dhe transversal ne figurën 3.12 është dhënë krahasimi i tyre.

Fig. 3.12 Krahasimi i konstruksioneve te dhënësit prej kuarci me

efekt longitudinal dhe transversal

Madhësitë qe karakterizojnë dhënësin piezo – elektrik janë:

- Lineariteti

- Ndjeshmëria

- Izolimi

- Sjellja ne temperaturë

- Sjellja gjatë nxitimit

- Frekuenca e vet

- Afat shërbimi

Lineariteti Sasia e ngarkesës e cila emitohet prej kristalit te dhënësit piezoelektrik është proporcional me forcën me te cilën kristali është i ngarkuar. Kjo vlen si për kristalet natyrale ashtu edhe për kristalet sintetike. Nëse prapë se prapë lajmërohet sjellja jo lineare e dhënësit piezoelektrik shkakun duhet kërkuar ne konstruksionin mekanik te vetë dhënësit ose elementeve tjera elektronike te linjës matëse.

10

Sipas rregullave lineariteti i dhënësi piezo - elektrik përcaktohet me kalibrimin statik.

Lineariteti i dhënësit i cili me siguri mund te arrihet është i barabartë ± 1 % te vlerës matëse, ndërsa me zgjedhje te kujdesshme te kristalit mund te arrihet edhe lineariteti prej ± 0.2 % te vlerës matëse.

Ndjeshmëria Ndjeshmëria e dhënësit piezo – elektrik i cili punon ne princip te efektit longitudinal ne radhë te parë varet nga numri i pllakave te kristalit te shfrytëzuara ku duhet theksuar se diametri dhe trashësia e pllakës se kristalit nuk ndikon ne sasinë e mbushjes se gjeneruar. Mund te nxirret përfundimi qe rritja e ndjeshmërisë te konstruksionit te tille te dhënësit mund te rritet ekskluzivisht me rritjen e numrit te pllakave te kristalit ne shfrytëzim.

Te dhënësit piezo elektrik qe bazohen ne principin transversal, ne ndjeshmëri mund te ndikoj përmes dimensioneve te shtyllave te kuarcit te shfrytëzuar. Përdorimi i numrit te madh te shtyllave te kuarcit, qe lidhen paralel, nuk do te ndikoj ne rritjen e ndjeshmërisë se dhënësit.

Izolimi Rezistenca specifike e kristalit te dhënësit piezo – elektrik gjendet ne kufijtë 1014 deri 1015 Ω/cm3. Ndryshimi i rezistencës me rritjen e temperature është shume e vogël.

Vlera izoluese te dhesit te gatshëm varet edhe nga lloji i materialit izolues i përdorur për dhënës. Te dhënësit qe paraparë për përdorim ne temperatura te ulëta si material izolues shfrytëzohet tefloni, gjersa për raste te nënshtrimit te temperaturave te larta përdoret qeramika.

Qe vlerat izoluese te ndonjë dhënësi te mbahen ne interval kohor te gjatë është e domosdoshme qe hapësirat ne te cilën janë vendosë kristalet te lirohet nga lagështia dhe te gjitha format e papastërtive.

Ne figurën 3.13 janë dhënës deformimi i sinjalit te dhënësit, diagrami djathtas, ne raport me sinjalin burimor, diagrami majtas, nëse izolimi i dhënësit nuk është ne kufijtë e nevojshëm.

Fig. 3.13 Deformimi i sinjalit për shkak te izolimit te dobët te dhënësit

Sjellja ne temperaturë Kristalet ne bazë teorike mund te nxehen deri në temperaturën 573 ºC pa humbje te vetive te tyre piezoelektrike. Mbushja emituese me rritjen e temperaturës zvogëlohet kur arrihet 573 ºC do te jetë 0. Pasi qe kristali te ftohet ndjeshmëria vendoset ne tërësi përsëri. Nëse kristalet nxehen mbi temperaturën e tij te shkrirjes ai për gjithmonë humb efektin piezoelektrik.

11

Fig. 3.14 Ndryshimi i ndjeshmërisë se kristalit te rritja e temperaturës

Sjellja te nxitimi Te dhënësi i shtypjes në principin e efektit piezo elektrik orvatemi qe, sa është e mundshme, dhënësi të jetë jo i ndjeshëm në nxitime.

Mirëpo nëse efekti piezo – elektrik përdoret te akselerometrat, matja e shpejtimit, kushti vendoset në atë mënyrë që, sa të jetë e mundur, prezantimi i oscilimeve te matura të jetë sa më e besueshme lëvizjes së vërtet. Ky zbatim i dhënësit me efektin piezo – elektrik krijohet me shfrytëzimin e masës sizmike.

Frekuenca e vet Për matje të madhësive me ndryshime te shpejta frekuencave e vet është faktor i rëndësishëm gjatë vendosjes së përdorimit të dhënësit të dhënë.

Përgjithësisht frekuenca e fenomenit qe duhet të matet nuk guxon me tejkalua gjysmën e vlerës të frekuencës te vet të dhënësit.

Frekuenca e vet e dhënësit piezo – elektrik të shtypjes varet ne rend të parë nga masa e mediumit qe gjendet ne mes kristalit dhe mediumit matës, dhe vetë konstruksionit të dhënësit. Nga ky arsye është e domosdoshme masa e elementeve të dhënësit, i cili presionin nga objekti matës e transmetohet në kristal, të mbahet sa më e vogël.

Te dhënësi i presionit me përmasave te vogla mund te arrihet frekuenca e vet deri 200 kHz, por dhe më e madhe. Nëse dëshirohet të fitohet dhënësi me frekuenca te veta shumë të lartë, në dem te parametrave tjerë të dhënësit (sjellja ne temperaturë, afat shërbimi etj.) mund të fitohen dhënësit me frekuenca te veta prej 400 deri 500 kHz.

Afat shërbimi Me përdorim të rregullt të kristalit afat shërbimi i tij është i pa kufizuar. Efekti piezo mbetet në kristal i qëndrueshëm edhe pas përdorimit shumë vjeçar. Tej ngarkesa mekanike e kristalit për shkak te tejkalimit të regjionit matës te tij është gati e pa mundur.

Në praktik shkaqet më të shpeshta të mos përdorimit të mëtutjeshëm të dhënësit janë:

- Dëmtimi i membranës,

- Asgjësimi i elementit matës për shkak të tejnxehjes,

12

- Thyerja e pllakave te veçanta të kristalit,

- Dëmtimi mekanik i shtëpizës.

Krahas parametrave të përmendur për vlerësim detal të dhënësit të shtypjes me efektin piezo elektrik mund të përmenden edhe jo ndjeshmëria ndaj momentit të shtrëngimit, kapacitetit i vetë, sjellja histereziese, shuarjes etj., të cilat në kuadër të kësaj kapitulli nuk do të shqyrtohet.

Në tabelën 3.2 është dhënë tabela krahasuese, për dy konstruksione të ndryshme të dhënësit të shtypjes me efekt – piezo elektrik, vlerat e parametrave themelor.

Efekti piezo elektrikë Vetitë Transversal

Kistler tipi 7063 Longitudinal AVL tipi 12QP50c1K

Brezi matës [MPa] 0 ... 20 0 ... 50 Ndjeshmëria [pC/MPa] 800 350 Frekuenca e vet [kHz] 45 65 Karakteristika lineare [%] ± 0.8 ± 1 Ndjeshmëria ne goditje mekanike [MPa/g] 5⋅104 2⋅104

Në vazhdim janë treguar disa ndërtime konstruktive të dhënësit piezo – elektrik me përcaktim për matje të shtypjeve (fig. 3.13 deri 3.17)

Fig. 3.15 Shembuj i ndërtimit konstruktiv te dhënësit piezo – elektrik te prodhuesit AVL

13

a) Dhënësi miniatural prej kuarci me filetë M 6 x 0,5; brezi matës vakum deri 500 bar. Përdorimi te matja e shtypjes në instalimet pneumatike dhe hidraulike.

b) Dhënësi i dedikuar për matje të shtypjeve të larta pa filetë, i destinuar për instalim ne adapter. Brezi matës deri 2500 bar. Përdorimi te shtypjet e inicimi i shtypjes ne instalimet e injektimit.

c) Dhënësi i kuarcit për matje të shtypjeve të ulëta dhe të mesme me filetë që i përgjigjet filetës së kandelës (M14 x 1.25), i ftohur direkt me ujë, brezi matës deri 250 bar. Zbatimi p.sh. inicimi i shtypjes te motorët me djegie të brendshme (cilindri, kolektori thithës – dalës).

d) Akcelemetri i rezistueshëm në temperatura të larta për përcjellës e oscilimeve në makina të mëdha, brezi matës deri 200 g, i rezistueshëm në goditje të befasishme deri 1000 g.

Fig. 3.16. Paraqitja e dhënësit piezo – elektrik te ftohur me ujë (AVL) a) paraqitja skematike b) ndërtimi konstruktiv:1,2,3,4 elementët e kuarcit; 5 elektroda negative; 6 membrana; 7 gëzhoja elastike; 8 vrimat për lidhje; 9 kyçja; 10, 11 gypat izolues; 12, 13 kyçësit për lëngun për ftohje.

Fig. 3.17 Paraqitja e dhënësit të montuar në kandelë (prodhuesi Kistler)

14

3.4 USHTRIM LABORATORIK 3.4.1 Përshkrimi i linjës matëse Sistemi matës për matje të komponentës dinamike të shtypjes përbëhet prej dhënësit piezo – elektrik, përforcuesit të mbushjes dhe regjistratorit (osciloskopi). Dhënësit piezo – elektrik i markës Kistler, tip ________________ * me brezin matës _______________* bar është i vendosur në mbajtës të posaçëm i cili mundëson lidhjen e tij me pompën për krijim e shtypjes së dëshiruar. Dhënësi përmes përçuesit koaksial lidhet me regjistratorin (osciloskopin). Skema e linjës matëse është dhënë në figurën 3.18.

Fig. 3.18 Bllok skema e linjës matëse me dhënësin piezo – elektrik të shtypjes

3.4.2 Përgatitja e linjës matëse - Me përçuesin koaksial të lidhet dhënësi me përforcuesin e mbushjes, gjegjësisht dalja nga

përforcuesi të lidhet me osciloskop. Ne figurën 3.19 është dhënë përforcuesi i mbushjes te prodhuesit Kitser.

- Përmes ndërprerësit (1) te ç’kyçet përforcuesi.

- Përforcuesi i osciloskopit të kyçet ne tension, gjegjësisht në rrjetin e rrymës (230 V AC)

Fig. 3.19 Përforcuesi i ngarkesës Kitsler

- Me ndërprerësin (2) ne vartësi nga frekuencat e pritur e sinjalit matës të zgjidhet:

o shorti – i (shkurt) për ndryshimet e shpejta dinamike

o long – i (gjatë) për rastet e matjeve kuazistatike

- Me shfrytëzimin e zgjedhësit te diapazonit te punës dhe potenciometrit (3, 4, 5) të zgjidhet ne vartësi te dhënësit ndjeshmëria e dhënësit Odhen = ____________* pC/bar gjegjësisht të përkthehen ne njësi të cilat janë shënuar në përforcues, dhe te vendoset në brezin matës ___________* dhe të vendoset përforcimi i dëshiruar i përforcuesit (Opërforc – bar/V). Përforcimi i përforcuesit vihet në bazë të vlerave të pritura të shtypjes dhe në raport të

15

tensionit ma të lart të mundshëm që e jep përforcuesi në dalje të tij, e që është 10 V. P.sh nëse matim shtypjen e cila nuk kalon 10 bar, zgjidhe Opërforcim = 1bar/V.

- Në osciloskop të zgjidhet baza kohore (frekuenca e marrjes së mostrave) duke pas parasysh ndryshimet e pritura dinamike të madhësive matëse.

- Në osciloskop të rregullohet ordinata duke pas parasysh tensionin maksimal dalës të përforcuesit (Oosc). Do te thotë nëse dimë se tensioni maksimal në dalje të përforcuesit 10V DC, duke vendosur ne osciloskop Oosc=1V/div, kështu që në ordinatë dhe abshisë te pamjes do të ka 10 ndarje.

- Të verifikohen të gjitha lidhjet e përçueseve, rregullimin e sistemit matëse, me ndërprerësin (1) të kyçet përforcuesi. Llamba kontrolluese duhet të ndriçoj.

3.4.3 Interpretimi i vlerave matëse Shtypja e matur me dhënës piezo – elektrik është proporcional me regjistrimin me dritë në ekran të osciloskopit. Vlera e shtypjes llogaritet si:

(3.11) osc përforcuesp h O O= ⋅ ⋅

ku janë:

p – presioni

h – lartësia e regjistrimit te dritës në ekran të osciloskopit (div)

Oosc – përforcimi i osciloskopit (V/div)

Opërforcuesit – përforcimi i përforcuesit të mbushjes (bar/V).

P.sh:

Nëse sinjalin në ekran të osciloskopit ka ndriçuar deri në lartësinë 2.25 div, ashtu që përforcuesi i mbushjes është rregulluar në Opërforcues = 20 bar/V dhe përforcimi i osciloskopit Oosc = 1V/div d.m.th që presioni matës ka vlerën 2.25 1 20 45 barosc përforcuesp h O O= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =

3.5.3 Matja kuazistatike e dhënësit piezo - elektrik Zgjedhim 6 pika nga regjioni punës i dhënësit piezo – elektrik te përdorur. Vendosni dhe vizatoni diagramin e matjeve të dhënësit si dhe diagramin e gabimeve. Në ordinatë të vihen vlerat e shtypjes, gjegjësisht gabimit kurse në abshisë vlerat e matjes së shtypjes me etalon. Rezultatet të vendosen në tabelën 3.3.

Nr. pet (etaloni) [bar]

pd (dhënësi) [bar]

Ndryshimi s = pmat - pet [bar]

1 2 3 4 5 6

* Nënshkrimi i asistentit

__________________

16