一、工作特点及校准常见问题分析

真空干燥箱工作时,真空泵启动,为工作室提供小于133Pa的真空度,温控仪控制加热器进行加热和保持恒温状态,并实时显示温度值。真空干燥箱工作室内接近真空,热对流的作用极小,热量传递的方式只有导热和热辐射,因此其温场均匀性较大。由于温度传感器和加热器均位于工作室之外,温控仪的显示值实际为工作室外壁温度,工作室内实际温度与温控仪的显示值有较大差异。

按JJF1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》要求布置的校准装置温度传感器无法与工作室内壁进行导热,只有热辐射这一种热量传递方式,校准得到的温度偏差较大,有时可达10℃以上。

二、校准及调整方法讨论

1.校准装置温度传感器的布置

为保证真空干燥箱的密封性,应使用配备无线温度传感器的校准装置。根据实际使用中试验样品的放置方法来确定校准装置温度传感器的数量和位置。如样品或盛装样品的器皿放置于隔板上,则将传感器感温部分紧靠隔板;如样品或器皿放置于工作室底部,则将传感器感温部分紧靠工作室底部。传感器的数量应能够覆盖样品放置区域,并保证与隔板或工作室内壁尽量保持导热的热量传递。如此布置温度传感器,更符合真空干燥箱的实际使用状态,测得的结果更接近试验样品的实际温度。

2.调整温控仪修正值和斜率

在合理布置校准装置温度传感器的前提下,使用真空干燥箱温控仪的修正功能,对其显示值进行修正。启动真空泵,待工作室内真空度达到要求后,开启加热器。温度达到设定值,稳定后保持60min,按式(1)计算温控仪修正值。

Δt=tstz    (1)

式中:Δt——温控仪修正值,℃;ts——校准装置温度显示值,℃;tz——温控仪温度显示值,℃。

按设备说明书所示步骤进入温控仪的控制参数设置模式,调至测量值修正项(通常为“SC”)后,在其原始SC值的基础上,加上修正值Δt,得到新的SC值,再保存退出。退出后应重新恒温,再进行测试。若温度偏差仍然较大,可反复多次修正,直到符合使用要求。

如真空干燥箱需要校准多个常用温度点,则应配合温控仪的斜率值(通常为“HL”)进行调整。先将“HL”设置为1.000,将“SC”设置为0,再合理选取两个温度点进行测试,按式(2)并计算新的斜率。

真空干燥箱温场校准及调整方法探讨

式中:k——温控仪斜率;ts1——校准装置在第1个温度点的显示值,℃;ts2——校准装置在第2个温度点的显示值,℃;tz1——温控仪在第1个温度点的显示值,℃;tz2——温控仪在第2个温度点的显示值,℃。

将温控仪中HL值设置为新的斜率k后,重新测试并修正SC值,即可最大限度减小各常用温度点的偏差。

因为置物隔板与工作室内壁接触不好导致导热不良时,可能出现修正值超出温控仪SC值可调范围的情况。此时应取出隔板,并将校准装置的温度传感器调整至工作室底部,重新测试并计算修正值和斜率。

3.调整后校准

完成温控仪调整后,待温度达到设定值,并稳定保持60min,再对真空干燥箱的温场进行校准。各测量点温度的记录时间间隔和次数应根据用户需求确定,校准结果按JJF1101-2019规定计算。

三、校准结果的使用

校准证书上应给出真空干燥箱的温度偏差、温度波动度和温场均匀性的校准结果,并明确标注校准传感器的布置点,以及各点的温度偏差,并建议用户在使用时将样品放置在已校准的位置。

经过以上操作,真空干燥箱的温场校准结果更有参考价值,能够更好地为真空干燥箱的试验提供数据支撑。

——END——

来源:《中国计量》杂志2022年2期

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