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皇冠比分影响恒温槽校准的四类因素分析pdf

发布日期: 2020-01-21 16:15
 

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  计 测 技 术 经验与体会 ·59· doi:10.11823/j.issn.1674—5795.2014.02.17 影响恒温槽校准的四类因素分析 胡健,徐标,方强,梁显有 (广东省计量科学研究院,广东 广州510405) 摘 要 :阐述 了恒温槽技术 的发展 ,分析 了新规范 的变化 。结合具体 的校准工作 ,分析 了四类 因素对恒温槽 校准 的影响 ,并对这些 因素进 行 了实验验证 。 关键词 :恒温槽 ;寄生热 电势 ;恒温介质 ;漏热影响 中图分类 号 :TB942 文献标识码 :B 文章编号 :1674—5795 (2014)02—0059—02 O 引言 1 标准铂电阻温度计漏热影响 近些年,恒温槽技术有了较大提高,技术趋于成 在规范中,工作区域插入深度定义为能保证恒温 熟。老式恒温槽结构大多使用下搅拌,即搅拌页片处 槽稳定性和均匀性的区域 ¨J。这个区域概念在实际工 于测试腔下方。这种结构有两点缺陷:其一,测试仪 作中较难把握,主要因为标准器在测试过程中的漏热 器容易触碰到底搅拌页片,造成测试仪器和搅拌页片 问题。标准铂电阻温度计的测温铂丝感温有效区域一 损坏;其二,当搅拌发生故障时,维修极其不便,需 般为6em,但实际上由于感温铂丝的引线会将室温传 要对槽子大部分结构进行拆卸。 导至铂丝内,使其偏离实际温度,其中金属外护管标 新式恒温槽解决了以上问题,它们大多采用侧搅 准铂电阻温度计影响更为明显。笔者对某厂家型号为 拌结构。此结构一方面将搅拌页片和测试腔分离,避 HTS一300A的恒温油槽 200cc及300℃进行垂直均匀性 免了测试仪器碰到搅拌页片问题;另一方面通过调节 测试,见表 1~2。 搅拌页片角度,能使测试腔介质进行垂直和水平的对 表 1 200℃时垂直均匀性测试 mK 流及导热,提高均匀性。新式恒温槽除侧搅拌结构外, 还有使用射流方式,该射流装置一般位于测试腔下方, 通过喷射强制介质对流以达到温场均匀。为适应恒温 槽技术及温度计量的发展,2010年国家发布了新的恒 温槽技术性能测试规范,较 1998年版本有 了较大变 动。新规范主要有以下改进:首先,测试方法采用固 定移动法,摒弃位置交换法。前者方便操作和计算, 后者在进行标准器位置交换时,易产生位置改变,影 表2 300oC时垂直均匀性测试 mK 响测试结果。其次,标准器规定使用二等标准铂电阻 温度计,摒弃标准水银温度计作为标准器。再次,波 动度的测量将原有的15min改为 10min,因而能与现 行大部分规范规程测试时间统一一,方便性能评估和判 断,而且将测试间隔时间由1rain提高至 10s,能更有 效反应实际波动度。新规范自2011年施行至今,已逾 2年。本文结合恒温槽校准工作,探讨四类因素对恒温 槽校准的影响。 可见金属外护管漏热 比石英外护管大,而石英外 收稿 日期:2014—03—05 护管除漏热还应考虑热辐射的影响。此外,标准铂电 作者简介:胡健 (1985一),男,从事温湿度计量及科研工作。 · 60 · 经验与体会 2014年第34卷第2期 阻温度计的插入深度应考虑偏离室温大小、导热介质 式。笔者对此进行了相关试验,以某恒温水槽在98℃ 等因素。 时做测试,带有正反向恒流源的仪器的均匀性比无正 根据规范需要使用相同类型两支二等标准铂电阻 反向测量仪器小45mK,可见热电势对测量结果影响 温度计 。这主要是消除标准铂 电阻温度计时间响应 之大。根据JJG160—2007 《标准铂电阻温度计检定规 的影响,特别是当恒温槽波动度较大时。当然即使类 程》,后续检定中热电势作为可不检定项 目,在这种情 型相同,仍然存在响应速度的问题,需要依据 JJG 况下,更需注意此类影响。 1049—95 《温度传感器动态响应校准》测试其热响应 4 恒温介质的影响 时间。 目前恒温槽使用的介质大致有酒精、水、防冻液、 2 绝缘强度的影响 食用油、硅油、汽缸油等。水是最廉价的的介质,工 笔者在使用两支金属外护管的二等标准铂电阻温 作范围一般在 5~95℃,但不能覆盖最常用的0℃,因 度计对某厂家型号为HTS-300A的恒温油槽 200~C进行 而较多恒温槽使用防冻液代替水。根据有关研究,防 波动度测试时,发现结果异常。其中一支波动度为9 冻液与水按 1:1混合,在 一30~C时性能仍正常。恒温 mK,而另一支波动度为40mK,且后者数据明显跳动 槽的表面温场与室温及介质蒸发量有关。根据参考文 异常。经分析是后者绝缘电阻低于200MO。且多数恒 献 3,常压下纯防冻液表面张力46.49mN/m (20~C) 温油槽都采用裸丝加热的方式,即用裸露的电热丝直 而纯水表面张力0.728mN/m (20%),防冻液与水混 接浸没在加热介质中,加热介质一般选用食用油和硅 合后会极大增加水表面张力,造成分子 内聚力增加, 油等。这些油介质正常情况下绝缘电阻非常高,但电 从而使得蒸发量小于纯水,故其垂直温场优于纯水。 热丝通 电后温度很高,皇冠比分,达 300~500oC易使介质炭化, 此项性能对于射流结构恒温槽尤其明显。笔者进行相 降低加热丝和恒温油槽外壳间绝缘电阻。在 200oC时 关实验,使用纯水和防冻液 (按水和防冻液 1:1混合) 关闭电源,使用普通万用表测量外壳和油介质之间电 的垂直温场分别 15mK和 32mK。当恒温介质蒸发量 阻一般在几千到十几千欧姆,致使测量端漏电,数据 大时,需要遮盖槽面以改善垂直温场。笔者对某射流 异常。 · 结构的恒温槽 (98℃)进行相关实验,结果显示:槽 根据JJG160—2007 《标准铂电阻温度检定规程》, 面有覆盖场时,垂直均匀性为 12mK,波动性为8mK; 后续检定中绝缘 电阻作为可不检定项 目,且新规范也 无覆盖物时,垂直均匀性为28mK,波动性为 12mK。 未对恒温槽电气性能做相应要求。当上述情况同时出 由此可见,无覆盖物的影响相当可观。这在某些 现时,结果就会异常,甚至危及仪器和人员安全。 无法遮盖槽面进行检测工作的情况下需要注意。 在高温时,选择蒸发量小的工作介质可以减小此 3 电测设备及热电势影响 类影响,低粘度硅油是一种选择。笔者对某厂家恒温 新规范对于电测设备做了明确规定,需要使用准 槽,使用低粘度硅油作介质 实验,结果显示:在 确度不低于0.02级、分辨力相当于 1mK的测温 电桥 一 30~C时,垂直物均匀性为 4mK,波动性为 12mK; 或者其它电测仪器,且对于低 电势转换开关做了要求, 在 100℃,垂直均匀性为2mK,波动性为 5mK。 其杂散电势应小于0.4 V1J。目前大部分电测仪器含 食用油也是一种廉价导热介质,在 100~200℃工 有2个以上通道,检定员直接使用其中的2通道不使 作范围得到广泛使用。但 电热丝通电后温度很高,食 用转换开关,因而忽视了可能的热电势的影响。例如 用油极易炭化,形成黏性大的颗粒,缠绕在加热丝上, 使用某厂家型号为TA.1210的多通道测温仪时,就需 使其导热性变差,降低槽温稳定性。更重要的是降低 要对通道间热电势进行评估。除电测设备有寄生热电 了加热丝之间绝缘电阻,导致不安全。因此在 100~ 势外,标准铂电阻温度计也可能存在。JJG160—2007 300℃工作范围建议使用硅油,并周期更换。 《标准铂电阻温度计检定规程》规定:首次检定二等标 5 总结及展望 准铂 电阻温度时其热电势应小于 1.5 V。热 电势主要 产生于标准铂电阻温度计的手柄至接线端处引线。特 目前恒温槽技术已趋于成熟,其技术指标越来越 别是当手柄端温度较高时,热电势更为显著。为有效 (下转第62页) 消除热电势,有些仪器设计了正反向恒流源的测量方 · 62 · 经验与体会 2014年第34卷第2期 看到一些气体的产生,然后再次切断电源,等待加热。 物或可燃性气体; 用同样的方法进行2~4次,即可完成熬制的全部过 3)配制现场还要保持 良好的通风,熬制完之后不 程。这种熬制防锈油的方法有以下几个特点:一是简 宜拖地和打扫卫生; 单;二是可使变压器油和医用凡士林完全融合;三是 4)如果发生油点外泄现象,应立即切断电源,待 通过断电加热再断电再加热的方法,挥发了混合液体 广 口量杯上或电磁炉上的油点略凉后,将其擦拭干净, 中的水分。 再进行熬制; 3.2.2 方 法二 5)配制中和配制完成后,应有专人看管不许离 将医用凡士林和纯净变压器油按一定比例放置好 开,并保持大约 1.5m左右距离,同时还要减少人员 并在电磁炉上加热;待其完全溶解后,继续加热4~6 走动; rain;当见到广 口量杯底部有略微的翻涌后,就做断电 6)如果广 口量杯油面燃烧,应先断电源,然后将 处理即可。这种方法剔除混合溶液中的水分子含量不 广 口量杯盖子盖上进行阻燃 (即隔绝空气就会将火熄 如上一种方法好,且涂抹在精密量具后,保存时间较 灭); 短,只能做短期保养用。 7)为防止意外火灾的发生,应配置适当的干粉灭 这里需要说明的是与医用凡士林配合所用的油脂 火器、泡沫灭火器。 不一定是变压器油,也可以是食用植物油,在与凡士 5 结束语 林配合熬制前,可将其加热蒸发 (即剔除其 内部水分 子含量)后 ,晾凉待用。其次是防锈油熬制结束并断 本文结合 自己多年来的实践经验,对精密量具防 电后,大约经过4h的自然降温,方可用双手将熬制好 锈油的熬制方法进行了梳理和总结,并对相关注意事 的防锈油移离电磁炉,并将其放置在干净整洁、相对 项提出了一些建议。长度计量中要使用诸多精密量具, 湿度小、人员走动少的地方,继续保持较长时间自然 对其做好维护保养工作,才能有效地保证精密量具的 降温直至完全凉透为止,这时候才可以盖上盖子。熬 准确性 。 制好的防锈油最好放置在环境温度变化不大的房间里。 参 考 文 献 4 注意事项 [1]国家质量监督检验检疫总局 .JJG146—2011量块检定规程 在配制防锈油的时候,应该注意以下几个问题: [S].北京:中国质检出版社 ,2011. 1)搪瓷广 口量杯熬制前,其内部应干净干燥,防 [2]国家质量监督检验检疫总局 .GB/T6093—2001几何量技 术规范 (GPS)长度标准量块 [S].北京:中国标准出版 锈油在熬制中和熬制之后没有完全凉透时不能盖盖子; 社 .2001. 2)配制防锈油的现场及周边应避免存放可燃性杂 ◆ II『I◆…J◆… ◆…l◆…l◆ …◆…I◆…◆ …◆…◆… ◆… ◆…◆… ◆…f◆…l◆ …◆ …◆川l◆…I◆…{◆…◆…{◆lr◆…◆… ◆lif◆…I◆…}◆li◆IiiI◆Iiil◆ iil◆Iiil◆ …◆ …◆…i◆… ◆…◆川◆… ◆…◆…}◆川l◆l14{◆川{◆… ◆…I◆ …◆l (上接第60页) 高,大部分均匀性已达到 10mK、波动度 ±10mK。某 参 考 文 献 些特殊恒温槽要求更高,例如某厂家TL.1010SA水三 [1]国家质量监督检验检疫总局 .JJF1030—2010恒温槽技术 相点保存装置其波动度优于 ±3mK,某海洋温度计专 性能测试规范 [S].北京:中国计量出版社,2010. 用恒温槽均匀性达 2mK、波动度 ±2mK。 [2]国家质量监督检验检疫总局 .JJG160—2007标准铂电阻温 度计 [S].北京:中国计量出版社,2007. 恒温槽技术进步对于测试设备、测试方法提出更 [3]张克 .标准恒温槽的应用与研究 [J].中国计量 ,2003 高要求,也需要检定员对恒温槽校准技术有更深刻的 (11):41—42. 认识,控制各种影响量和降低不确定度以满足检测要 求。

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