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真空干燥箱温度指标的校准

时间:2020-03-09     作者:杭州暨北自动化设备有限公司【原创】

  一般真空箱的工作空间体积小于0.4m3,因此,选取工作空间的中层作为测试平面。中层为通过工作室几何中心的平行于底面的校准工作面,测试点与工作室内壁的距离不小于各边长的1/10,测试点的位置布局及数量,如图1所示。工作空间体积大于0.4m3的真空箱,测试点的数量可以适当增加至9个或更多,其测试点的位置布置可以参考JJF1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的测试点位置布置图。


真空干燥箱


  按照上述方法,布置好温度传感器,待温度稳定后,就可以记录被校真空干燥箱和标准器的温度示值,从而按照校准规范中的计算方法计算出相应的温度偏差及不确定度、温度均匀度和温度波动度的值。


  这里需要注意的是,真空干燥箱尽管是在真空状态下工作,但是测量其温度指标是在非真空状态下,也就是在常压下进行的。真空干燥箱温度的测量方法,在GB/T29251-2012《真空干燥箱国家标准》以及JB/T9505-1999(2009)《真空干燥箱机械行业标准》中都有详细介绍,这里就不再赘述。同样,笔者起草的地方校准规范中也沿用了这一方法。为什么温度要在常压下进行,而不是在真空状态下进行?笔者认为主要有两方面原因:


  第一,国标中对真空干燥箱的温度指标是这么要求的,这与真空干燥箱在实际计量工作中的特殊性有关。从分子运动论观点看,温度是气体分子运动平均动能的标志,表示气体分子热运动的剧烈程度。气体温度是采用温度计间接测量,当温度计与环境气体达到热平衡后,用温度计温度作为气体温度。但是在真空环境下,气体分子数量少,短时间内不足以使得温度计的温度与气体温度相平衡。因此,真空干燥箱温度指标的校准都是在非真空条件下进行的。另外,由于真空干燥箱生产的特殊性,它没有鼓风,自身没有温度均衡的功能,全靠腔体内温度自我均衡。如果在真空条件下,恒温均匀是需要很长时间的,一般计量工作都是有时间限制的,或者说现场检测的时间是有限制的,检定人员不可能无限制地一直等到它温度均匀。


真空干燥箱


  这就引出了第二个原因。大部分企业也好,地方计量单位也好,传统的温度计量用的都是“有线”温度传感器,比如常见的工业铂电阻,成本低、准确度高,一直受大家青睐。而真空干燥箱,放入这类“有线”的温度传感器后,就不能再进行抽真空的操作,因为真空干燥箱的工作腔在正常工作时需要密闭,放入了温度传感器,就会使门缝处有缝隙,无法抽真空,也就无法对箱体进行真空状态下的校准。


  如果想进行真空条件下的校准,也不是不可以。首先得有无线温度记录仪器,这样的设备一般都很贵,对于普通企业或者计量机构来说,成本太高。同时,如第一点里所说,无线温度记录仪器需要配合电脑工作,且目前的无线温度记录仪器都不支持在线实时监测,都是事先用电脑设置好,记录完成后,再用电脑读取数据。这样的无线温度记录设备无法实时显示腔体内温度,自然也就无法知晓腔体内何时达到温度平衡及温度均匀,计量检测人员从外观根本看不出来。只有测量在非真空状态下腔体的温度时,才能达到在时间上比较快,同时,计量检测人员又能在显示仪器上观测到腔体内温度是否平衡和均匀,从而达到计量检测的目的。真空干燥箱的腔体一般比较小,如果在非真空条件下测量真空干燥箱的温度,温度偏差还可以的话,那么在真空条件下,对温度影响也不会太大,至少在可控的温度范围内。

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