如何正确使用干体炉？

转自： AMETEKSTC 2024年12月05日 10:31 上海

 

 

 

 

 

 

 

如何正确使用干体炉

 

干体炉是我们现场温度校准的常用仪器，随着其应用的日趋广泛，如何正确的使用干体炉，已成为计量人关注的话题。作为干体炉的生产厂家，欧洲EURAMET-cg/13 校准指南《Calibration of Temperature Block Calibrators》及 中国 JJF1257-2010 《干体式温度校准器校准方法》的起草人之一，结合40多年研发、生产、应用的经验，就以下几个方面分享有关如何正确使用干体炉：

 

 

1.      干体炉定义及原理

 

干体式温度校准器， 简称干体炉，又称干井炉，源于英文 Temperature Block Calibrator, Dry Block. 是利用干体炉内均温块的均温作用来保证插入均温块的被校温度计与标准温度保持一致。干体炉至少由下面几部分构成：固态均温块（套管）、控制均温块温度的调节装置、用于测量均温块温度的传感器和温度显示器（可通过温度控制表）。这些部件可以是一个组合单元，或者是各个部件有明确分工的独立单元。

 

干体炉基本原理很简单，根据目标温度值，按照一定的算法，加热或冷却一个固态均温块（温场介质），使其尽快达到目标温度值并保持其均匀稳定。被校传感器放入恒温块中，由于热传导作用使被校传感器与均温块达到热平衡状态，即可进行校准。

 

 

2.      干体炉的主要计量特性

 

• 准确度（温度偏差）：应考虑温度元件的迟滞、漂移、重复性

• 温度波动度：随时间的稳定性

• 孔间温差：均温块不同测温孔之间的最大的温度差

• 轴向温场均匀性：均温 块测量区内沿测温孔轴向温度分布的均匀性

• 负载特性：均温块内插入不同负载对测量区温度的影响

 

以上这些计量特性中，负载特性对干体炉的整体性能影响最大，尤其是对于特殊传感器的校准，是否能够正确选择使用干体炉，直接关系到校准的结果。

 

由于被检温度计数量增加或尺寸加大，产生了额外的热量流失，可能会导致垂直温场温度梯度的漂移，温度控制器不能完全补偿这种漂移，这将导致更大的校准误差,尤其是在内置标准温度计模式时更为明显，动态负载补偿（DLC）技术可以有效解决这一难题（中国发明专利，专利号 CN 102177425 B）。

 

这一技术是建立在多区加热的基础上，在温场内放置多点温差检测器，根据温场的不平衡程度，配合独立加热区域，自动调节的个加热区域的温度，这就像一个金属搅拌器，最终使得温场均匀稳定。

 

 

3.      如何正确使用干体炉

 

根据干体炉的工作原理、计量特性以及被检传感器的技术参数，选择恰当的干体炉和匹配的均温块。每台设备都有自己的适用范围和应用场合，首先要明确被检传感器的技术特性，才能够选择与之应用相匹配的校准仪器和校准方法。

 

3.1. 了解被检传感器的主要技术参数

• 测温范围

• 传感器形状

• 传感器尺寸

• 准确度

• 传感器类型

 

 

 

 

3.2. 正确选择干体炉和标准温度计

 

 

•      温度量程

•      负载能力

•      均匀性

•      准确度及稳定性

•      均温块开孔形状尺寸

•      内置/外接标准传感器

•      附加功能

 

 

3.3. 正确选择校准方式，校准方法

 

 

•      全回路现场校准/分离回路校准/比对校准

•      单支/多支校准

•      干体/液槽校准

•      数据获取时间

 

 

4.      特殊温度传感器校准

 

4.1.    压力式温度计、双金属温度计

 

这类传感器感温元件/感温区均匀分布在整个探头，探头直径大，插入深度长，对干体炉有如下要求：

•      温场直径足够大，大大提高负载能力

•      温场深度足够长，保证探头温包全部浸入温场

•      温度计探头变形或为异形时可用液槽

•      双区加热、动态负载补偿提高垂直温场均匀性

 

 

4.2.    短支卫生型温度传感器

 

这类传感器探头浸入长度短，无法实现15倍直径的插入深度要求；很大的卫生型卡盘导致大量热量传导到校准器外；这种卡盘设计导致了内在的固有误差，这种固有误差是个变量，与内外温差以及传感器的外形尺寸相关。而卫生型传感器又对洁净度又严格要求，使用油介质会对传感器造成污染。

基于以上原因，在选择干体炉上要注意一下几点：

•      干体炉垂直温场更均匀，即使在加热井顶部区域也可以精准控温。

•      温场直径足够大，足以容纳大尺寸的传感器卡盘

•      专用短支校准套件，与被检传感器匹配。

•      动态负载补偿，足以补偿额外的热量流失

 

Jofra短支卫生型探头校准

 

 

关于Jofra

 

JOFRA品牌诞生于丹麦，自品牌成立以来一直致力于设计和制造高精度干体式温度校准仪、标准温度计和各种过程校验仪，至今已有40年历史。得益于多年实战经验，JOFRA优化的控温算法可快速达到目标校验温度，并可在负载后快速稳定，以高效的完成现场和实验室的温度校准工作。同时，针对不同的使用场景，JOFRA更有干液两用炉，卫生型短支探头校准套装，超低温等匹配的应用解决方案，满足不同行业对于温度校准的需求。四大系列，50余种型号满足不同精度和温度段的要求。

 

当您选择JOFRA校准仪时，不仅可以得到高精度、可信赖的产品，更重要的是与产品共存的经验与服务。我们深信：校准需求千变万化，唯有真正理解用户的需求，才能设计出最有价值、最具针对性的解决方案。

 

 

 

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