干體爐校準數字溫度計的初步探討

干體爐校準數字溫度計的初步探討

胡靖  生瑩  張哲

一、引言

    恒溫油槽作為檢測、校準數字溫度計的恒溫設備，因其使用的傳熱介質是甲基硅油，隨著槽溫的不斷升高會產生大量油煙，所以必須安裝大功率的抽排油煙裝置。同時油槽升、降溫的速度比較慢，用時比較長，會消耗和浪費很多能源，并且長期工作在甲基硅油升溫產生的油煙下，對實驗人員的身體也會有相當的損害。
    為了解決或改善這些問題，從節能減排、綠色環保和提高工作效率的角度出發，選用干體爐和標準恒溫油槽分別在固定的溫度區域，對分辨力不高于0.1℃的數字溫度計開展校準。通過結果比較得出能否用干體爐替代恒溫油槽的結論。
   

二、實驗內容

    1.被測儀器的選用
    為了便于分析測量結果，選用6臺(編號為1#～6#)穩定性較好、分辨力為0.01℃的數字溫度計。
    2.標準器及配套設備
    實驗所使用的標準器的配套設備不同，因此使用兩套測量系統進行比較，如表1所示。
   

<CTSM>    表1  標準器及配套設備</CTSM>
    3.恒溫設備技術指標
    表2列出了100℃～300℃溫度范圍恒溫設備的技術指標。
   

<CTSM>    表2  比較用恒溫設備技術指標
    注:實驗選用的所有標準設備及其配套設備全部經過定期的檢定或校準。</CTSM>
    4.測量溫度點的選擇
    選擇較為常用的溫度點100℃、200℃、300℃。
    5.實驗過程
    實驗采用比較法進行校準，將標準器及數字溫度計分別插入兩套不同的恒溫設備中，并保持標準及被測儀器插入深度一致。傳感器插入恒溫油槽深度不低于250mm，依次記錄標準器和被測儀器的示值。用同樣的方法在干體爐中校準，傳感器插入深度不低于200mm。由于干體爐均溫塊的測溫孔直徑大于溫度傳感器的外徑，導致溫場不穩定，需要用保溫材料覆蓋在均熱塊表面，隔斷測溫孔內外空氣接觸。
    依次記錄標準和被測儀器的示值，分別對6支數字溫度計記錄8次實驗數據，并計算其校準結果的平均值，從而計算出兩套測量系統的差值。
    差值=A-B(A、B分別為測量系統1和測量系統2的校準結果示值)。每支溫度計的測量結果如表3～表5所示。
   

<CTSM>    表3  數字溫度計在100℃時的測量結果</CTSM>
   

<CTSM>    表4  數字溫度計在200℃時的測量結果</CTSM>
   

<CTSM>    表5  數字溫度計在300℃時的測量結果</CTSM>
   

三、實驗結論

    實驗結果顯示:在100℃～300℃范圍內，使用兩套測量系統，測量結果基本吻合，最大差值為0.03℃。
    對于分辨力為0.1℃的數字溫度計，對其最小位數產生變化所需的溫度影響為≥0.05℃。實驗證明，干體爐完全可以替代恒溫油槽作為配套設備，對顯示分辨力不高于0.1℃的數字溫度計開展檢測或校準。
    使用干體爐進行檢測或校準有利于溫度計量工作的順利開展。干體爐具有升降溫速度快的特點，用于檢測或校準不僅能夠大大提高工作效率、節約工作時間，還能有效地節約能源、減少排放，更加符合現在全世界都在呼吁和提倡的低碳、綠色的環保理念。
    作者單位【中國計量科學研究院】

請教幾個問題
1 “需要用保溫材料覆蓋在均熱塊表面，隔斷測溫孔內外空氣接觸”   是不是指要堵高溫棉
2  “干體爐均溫塊的測溫孔直徑大于溫度傳感器的外徑，導致溫場不穩定”   對于不同粗細的溫度傳感器，和干體爐孔的間隙0.1mm，0.2mm，0.5mm，1mm，這之間的誤差如何修正
3  “傳感器插入深度不低于200mm”   一是要干體爐夠深，好像也就fulke的917X系列還行吧，二是傳感器夠長，這個不像恒溫槽那樣可以適應不同長度的溫度傳感器
4  “長期工作在甲基硅油升溫產生的油煙下，對實驗人員的身體也會有相當的損害。”  對于這一點，非常贊同，也希望在數字溫度計的檢定規程和規范的下次修訂中，國家院的老師們能把這個試驗的結果作為一個依據，請修訂的專家們把干體爐和恒溫槽都列入配套設備中

現在的干體爐還不能達到使用要求吧

很好的資料，學習了。正在使用福祿克公司生產的干式計量爐。

正在研究貝美克斯的干式爐，各項性能與福祿克的差不多

學習學習，正好學習這方面的知識

有些疑問：
1.報告中干體爐水平溫場0.05℃，實驗數據未體現出來，實驗數據是否充分。
2.干體爐插入深度≥200mm，目前可選設備極少。
3.比較時，使用什么標準器，如使用標準鉑電阻溫度計那么標準鉑電阻溫度計沾染問題如何解決。
行者認為解決上述問題的一個方法是修訂溫度量傳系統表，在標準鉑電阻溫度計和標準水銀溫度計之間加入高精密鉑電阻溫度計，這樣標準器的問題才能得到合理解決；同時，上述報告未提及恒溫插槽與被檢傳感器匹配的問題，而這正是干體爐使用過程中最大的不確定度來源。因此，行者以為大于150mm以上的干體爐在不計較標準鉑電阻溫度計損失的成本下檢測分度值為1℃的數字溫度計問題不是很大，檢測分度值為0.1℃的數字溫度計則對檢測人員的專業要求就有點高了，這樣不利于數據所以不建議大規模推廣。

個人感覺，使用干體爐是比較方便，但是也存在很大的問題，應該不是替代油槽的必然趨勢；首先干體爐的水平溫場就很難達到，孔徑、檢定數量也是問題，現在桿體最多的孔徑是四個，還不是很大，很多問題不能解決。

還是用恒溫槽準確可靠，簡單易行

干體爐綠色環保，恒溫槽準確。目前兩者共存。