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    真空干燥箱如何校准

    发布时间:2021-07-19

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    真空干燥箱温度指标的校准
    真空箱的工作空间体积一般小于0.4m3,因此选择工作空间的中间层作为测试平面。中间层是平行于穿过工作室几何中心的底面的校准工作面。测试点与工作室内壁的距离不小于每边长度的1/10。测试点的位置布局和数量如图1所示。对于工作空间体积大于0.4m3的真空箱,测试点数量可适当增加至9个及以上,测试点布置可参考JJF1101-2003 《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的测试点布置。
    根据上述方法,设置温度传感器,在温度稳定后,可以记录校准后的真空干燥箱和标准装置的温度指示值,从而可以根据校准规范中的计算方法计算出相应的温度偏差和不确定度、温度均匀性和温度波动。
    这里需要注意的是,虽然真空干燥箱在真空下工作,但温度指标是在非真空条件下,即在常压下测量的。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》和JB/T9505-1999(2009) 《真空干燥箱机械行业标准》中有详细描述,这里不再赘述。同样,作者起草的地方校准标准也采用了这种方法。
    为什么要在常压下进行升温而不是真空?笔者认为,主要有两个原因:(1)国家标准对真空干燥箱的温度指标有要求,这与真空干燥箱在实际计量工作中的特殊性有关。从分子运动理论的角度来看,温度是气体分子平均动能的标志,表明气体分子热运动的强度。气体温度由温度计间接测量。当温度计与环境气体达到热平衡时,温度计温度用作气体温度。但是在真空环境下,气体分子数量少,不足以在短时间内平衡温度计的温度和气体温度。因此,真空干燥箱的温度指数的校准是在非真空条件下进行的。此外,由于真空干燥箱生产的特殊性,它没有鼓风,也没有温度平衡功能,这取决于腔内温度的自平衡。如果在真空条件下需要长时间保持恒温和均匀,一般计量工作是有时间限制的,或者现场检查的时间有限,所以检查人员不可能无限期地等到温度均匀。
    (2)这就引出了第二个原因。大多数企业和地方计量单位使用的都是“有线”温度传感器,比如常见的工业铂电阻,成本低、精度高,一直以来都受到大家的青睐。这种“有线”温度传感器放入真空干燥箱后,真空干燥箱就不能再抽真空了,因为真空干燥箱的工作腔在正常工作时需要密封,而温度传感器又放在里面,这样就无法对门抽真空,也无法在真空下校准箱体。如果要在真空下校准,也不是不可能。首先要有无线温度记录仪,一般很贵,对于普通企业或者计量机构来说成本太高。同时,如上所述,无线温度记录仪器需要与计算机配合工作,目前的无线温度记录仪器不支持在线实时监测,是由计算机预先设置,记录后再由计算机读取数据。这样的无线温度记录设备无法实时显示腔体内部的温度,自然也无法知道腔体内部何时达到温度平衡和温度均匀,这是计量测试人员从外观上无法看到的。只有在非真空状态下测量腔体的温度,时间才能更快,同时测量检验人员可以在显示仪上观察腔体内部的温度是否平衡均匀,从而达到测量检验的目的。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,那么在真空条件下,至少在可控的温度范围内,温度不会受到太大的影响。
    真空干燥箱真空压力指数的校准
    一般真空干燥箱都装有真空泵,用真空软管连接真空箱和真空泵的吸入口,使整个真空系统处于密封状态。
    打开真空泵,当真空箱的真空度接近-0.1MPa时,基本达到真空箱所用真空度的极限值。指示值稳定后,记录标准真空表压指示值和真空箱真空表压指示值。慢慢松开真空箱的放气阀,使其缓慢均匀地放气。在此过程中,当装有真空箱的真空计的压力指示为-0.08MPa、-0.06MPa、-0.04MPa和-0.02MPa四点时,关闭真空箱的放空阀,指示稳定后记录标准真空计和装有真空箱的真空计的压力指示。这四组指示值加上先前的极限值指示值,总共五组指示值。将五组指示值之间的差异作为每个测试点的真空度偏差进行比较。
    真空箱根据其工作室的几何形状可分为立方体和圆柱体。真空箱的极限压力一般为-0.1MPa,普通真空箱的压力指示测量范围一般为(-0.1 ~ 0) MPa,每0.02MPa为一条标有数字的刻度线。真空箱的最高工作温度可分为150、200和250,其他温度等级由厂家和用户协商确定。
    不同最高工作温度的真空箱对温度均匀性的技术要求略有不同。最高工作温度200的真空箱,温度均匀性2;最高工作温度200的真空箱,温度均匀性3。不同最高工作温度的真空箱温度波动程度的技术要求为:最高工作温度200的真空箱,温度波动度1;最高工作温度为200的真空箱,温度波动极限为1。
    真空干燥箱的真空计一般为2.5级,每个测试点的真空计允许误差为2.5%FS。
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