真空干燥箱溫場校準(zhǔn)及調(diào)整方法探討

真空干燥箱工作時，真空泵啟動，為工作室提供小于133Pa的真空度，溫控儀控制加熱器進(jìn)行加熱和保持恒溫狀態(tài)，并實時顯示溫度值。真空干燥箱工作室內(nèi)接近真空，熱對流的作用極小，熱量傳遞的方式只有導(dǎo)熱和熱輻射，因此其溫場均勻性較大。由于溫度傳感器和加熱器均位于工作室之外，溫控儀的顯示值實際為工作室外壁溫度，工作室內(nèi)實際溫度與溫控儀的顯示值有較大差異。

按JJF1101-2019《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度參數(shù)校準(zhǔn)規(guī)范》要求布置的校準(zhǔn)裝置溫度傳感器無法與工作室內(nèi)壁進(jìn)行導(dǎo)熱，只有熱輻射這一種熱量傳遞方式，校準(zhǔn)得到的溫度偏差較大，有時可達(dá)10℃以上。

產(chǎn)品圖片

二、校準(zhǔn)及調(diào)整方法討論

1.校準(zhǔn)裝置溫度傳感器的布置

為保證真空干燥箱的密封性，應(yīng)使用配備無線溫度傳感器的校準(zhǔn)裝置。根據(jù)實際使用中試驗樣品的放置方法來確定校準(zhǔn)裝置溫度傳感器的數(shù)量和位置。如樣品或盛裝樣品的器皿放置于隔板上，則將傳感器感溫部分緊靠隔板；如樣品或器皿放置于工作室底部，則將傳感器感溫部分緊靠工作室底部。傳感器的數(shù)量應(yīng)能夠覆蓋樣品放置區(qū)域，并保證與隔板或工作室內(nèi)壁盡量保持導(dǎo)熱的熱量傳遞。如此布置溫度傳感器，更符合真空干燥箱的實際使用狀態(tài)，測得的結(jié)果更接近試驗樣品的實際溫度。

2.調(diào)整溫控儀修正值和斜率

在合理布置校準(zhǔn)裝置溫度傳感器的前提下，使用真空干燥箱溫控儀的修正功能，對其顯示值進(jìn)行修正。啟動真空泵，待工作室內(nèi)真空度達(dá)到要求后，開啟加熱器。溫度達(dá)到設(shè)定值，穩(wěn)定后保持60min，按式(1)計算溫控儀修正值。

Δ_t=t_s-t_z    (1)

式中:Δ_t——溫控儀修正值，℃；t_s——校準(zhǔn)裝置溫度顯示值，℃；t_z——溫控儀溫度顯示值，℃。

按設(shè)備說明書所示步驟進(jìn)入溫控儀的控制參數(shù)設(shè)置模式，調(diào)至測量值修正項(通常為“SC”)后，在其原始SC值的基礎(chǔ)上，加上修正值Δ_t，得到新的SC值，再保存退出。退出后應(yīng)重新恒溫，再進(jìn)行測試。若溫度偏差仍然較大，可反復(fù)多次修正，直到符合使用要求。

如真空干燥箱需要校準(zhǔn)多個常用溫度點(diǎn)，則應(yīng)配合溫控儀的斜率值(通常為“HL”)進(jìn)行調(diào)整。先將“HL”設(shè)置為1.000，將“SC”設(shè)置為0，再合理選取兩個溫度點(diǎn)進(jìn)行測試，按式(2)并計算新的斜率。

　　

式中:k——溫控儀斜率；t_s1——校準(zhǔn)裝置在第1個溫度點(diǎn)的顯示值，℃；t_s2——校準(zhǔn)裝置在第2個溫度點(diǎn)的顯示值，℃；t_z1——溫控儀在第1個溫度點(diǎn)的顯示值，℃；t_z2——溫控儀在第2個溫度點(diǎn)的顯示值，℃。

將溫控儀中HL值設(shè)置為新的斜率k后，重新測試并修正SC值，即可最大限度減小各常用溫度點(diǎn)的偏差。

因為置物隔板與工作室內(nèi)壁接觸不好導(dǎo)致導(dǎo)熱不良時，可能出現(xiàn)修正值超出溫控儀SC值可調(diào)范圍的情況。此時應(yīng)取出隔板，并將校準(zhǔn)裝置的溫度傳感器調(diào)整至工作室底部，重新測試并計算修正值和斜率。

3.調(diào)整后校準(zhǔn)

完成溫控儀調(diào)整后，待溫度達(dá)到設(shè)定值，并穩(wěn)定保持60min，再對真空干燥箱的溫場進(jìn)行校準(zhǔn)。各測量點(diǎn)溫度的記錄時間間隔和次數(shù)應(yīng)根據(jù)用戶需求確定，校準(zhǔn)結(jié)果按JJF1101-2019規(guī)定計算。

三、校準(zhǔn)結(jié)果的使用

校準(zhǔn)證書上應(yīng)給出真空干燥箱的溫度偏差、溫度波動度和溫場均勻性的校準(zhǔn)結(jié)果，并明確標(biāo)注校準(zhǔn)傳感器的布置點(diǎn)，以及各點(diǎn)的溫度偏差，并建議用戶在使用時將樣品放置在已校準(zhǔn)的位置。

經(jīng)過以上操作，真空干燥箱的溫場校準(zhǔn)結(jié)果更有參考價值，能夠更好地為真空干燥箱的試驗提供數(shù)據(jù)支撐。