V práci se budu zabývat seznámením posluchače s školským měřícím systém ISES, jeho moduly a následným využitím, při sestavení experimentu pro regulaci vodní hladiny ve vodním reaktoru.

1. Úvod k experimentu Kapalinového hospodářství

Díky dnešním moderním technologiím není problém si sám vytvořit vlastní experiment u sebe doma. Nejen že veškeré informace o dané problematice si můžeme bezplatně stáhnout z internetu, ale i pomůcky jsou lehce k dostání, ať už se jedná o voltmetry, ampérmetry, ohm-metry, relé, ventily nebo specifičtější pomůcky jako je titrační pumpa a sondy. Tyto veškeré moduly jsem u svého projektu využil díky měřící sadě ISES KIT. Jedná se o plně vybavenou měřící soupravu, která z vašeho běžného stolního PC udělá plně funkční školskou laboratoř.

2. Cíle

Mým cílem bylo sestavit experiment Kapalinové hospodářství , jehož funkcí je hlídat hladinu kapaliny mezi 2 sondami a to horní sondou – aby kapalina nepřetekla z nádoby a dolní sondou – aby nedošlo k úplnému vypuštění. Je také možnost předvést titraci druhé kapaliny do vodního reaktoru. Tato část je zde spíše jen pro názornost využití systému i pro chemické účely.

3. Použité metody – ISES

Nyní vám představím některé moduly (HW), které jsem využil při sestavování experimentu.

3.1 HW

Voltmetr – snad jedna z nejzákladnějších pomůcek při jakémkoliv měření, určující nám aktuální napětí na součástce.

Obr 1. Voltmetr

Relé – jedná se o jednoduchý stykač přepínající mezi dvěmi polohami.

Obr 2. Relé

Sondy – tato součástka se skládá se základny připojitelnou do desky ISESu a dvou sond, které reaguji na napětí mezi nimi.

Obr 3. Sondy

Micro pumpa – zařízení používané především v chemii pro titrovaní jednoho roztoku do druhého.

Obr 4. Micro pumpa

Ventil – uvnitř ventilu je jednoduchá cívka s jádrem, která po sepnuti svým jádrem zabrání úniku kapaliny.

Obr 5. Ventil

3.2 SW

Bez řádného softwaru (SW) by se samozřejmě žádný experiment nekonal a proto si jej nyní představíme.

ISES – jedná se o měřící software, navržený na Karlově universitě v Praze tak, aby s ním bylo možno plně využít veškeré moduly a zařízení, kterých je nyní okolo čtyřiceti. Jednou ze součástí ISESu je i samozřejmě velice jednoduchý, však účinný nástroj na vyhodnocování naměřených dat s jehož pomocí lze exportovat data do textového (.txt) souboru.

Obr 6. Ukázka ISESu

Vysvětlivky:

• žlutá – naměřený signál
• fialová – derivace signálu
• azurová – integrace signálu (plocha)
• červená – frekvence
• zelená – pozice bodů

4. Experiment – Kapalinové hospodářství

4.1 Schématické zapojení celého experimentu:

Obr 7. Schéma

Popis jednotlivých kanálů:

• Kanál A – připojení 2 sond hlídající úroveň hladiny
• Kanál B – voltmetr určující aktuální napuštění vodního reaktoru (VR)
• Kanál D – relé č.1 – napouštění VR.
• Kanál E – relé č.2 – titrace druhé kapaliny
• Kanál F – relé č.3 – vypouštění VR.

4.2 Reálné zapojení celého experimentu

Obr 8. Zapojení

5. Výsledky experimentu

Záznam měření při napouštění VR

Obr 9. Experiment

Šipka “A” nám ukazuje průběh napouštění VR a šipka “B” jak je VR napuštěn a hladina se relativně ustálila.

6. Literatura

1. http://www.ises.info/old-site/

---

Studentská tvůrčí a odborná činnost 2010, FAI UTB ve Zlíně