分析真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的不確定度因素
真空干燥箱屬于環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。 為了保證設(shè)備的正常使用,一般需定期進(jìn)行校準(zhǔn)。 實(shí)際通常在對此類箱體進(jìn)行溫度校準(zhǔn)時(shí)主要考核以下指標(biāo):溫度波動(dòng)度、溫度均勻度、溫度穩(wěn)定度及溫度偏差,具體敘述如下:
一、溫度波動(dòng)度
真空干燥箱溫度波動(dòng)度的考核方法是在干燥箱工作空間溫度達(dá)到設(shè)定溫度2h后, 每隔2min測1次中心點(diǎn)的溫度,測30min,共測16個(gè)溫度值。 中心點(diǎn)zui高溫度與zui低溫度之差的一半,冠以“±”號(hào),為溫度波動(dòng)度,該值應(yīng)≤1℃。
二、溫度均勻度
真空干燥箱不需要校準(zhǔn)溫度均勻度指標(biāo)。 這是因?yàn)殡姛嵴婵崭稍锵鋬?nèi)依靠氣體分子運(yùn)動(dòng)使工作室溫度達(dá)到均勻的可能幾乎不存在。 因此,從概念上就不能把通常鼓風(fēng)干燥箱所規(guī)定的溫度均勻度定義用到真空干燥箱上來,在真空狀態(tài)下設(shè)這個(gè)指標(biāo)是沒有意義的。 熱輻射的量和距離的平方成反比,如同一個(gè)試件,距離加熱壁20cm處所接受的輻射熱只是距離加熱壁10cm處的1/4。由于真空干燥箱很難在結(jié)構(gòu)上做到使 工作室在三維空間內(nèi)的各點(diǎn)三維輻射熱均勻一致,所以,在JB/T9505-1999中是不需要校準(zhǔn)溫度均勻度的。
三、溫度穩(wěn)定度及溫度偏差
真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的考核方式是,考核24h,每隔2h測試1次,共12次。
真空干燥箱一般只考核其溫度穩(wěn)定度,而不考核溫度偏差,這是因?yàn)檎婵崭稍锵涞膬x表讀數(shù)與真空室里的溫度計(jì)讀數(shù)差異很大,電熱真空干燥箱都采用先 加熱真空室壁面、再由壁面向工件進(jìn)行輻射加熱的方式。 在這種方式下,控溫儀表的溫度傳感器可以布置在真空室外壁。 傳感器可以同時(shí)接受對流、傳導(dǎo)和輻射熱。 而處于真空室里的溫度計(jì)只能接受輻射熱, 且其黑度不可能達(dá)到1,相當(dāng)一部分輻射熱被折射了,因此,溫度計(jì)反映的溫度值就肯定低于儀表的溫度讀數(shù)。 一般來說,200℃工況時(shí)儀表的溫度讀數(shù)與溫度計(jì)的讀數(shù)相差30℃以內(nèi)是正常的,所以真空箱不考核溫度偏差而只考核溫度穩(wěn)定度。 依據(jù)JB/T9505-1999,該指標(biāo)是在不改變真空箱試驗(yàn)溫度的情況下連續(xù)24h所測得的溫度值的數(shù)值, 測試標(biāo)準(zhǔn)器可用標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)或熱電偶。這兩種標(biāo)準(zhǔn)器各有特點(diǎn), 標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在測試時(shí)是放置在箱內(nèi)中心,從玻璃窗口能讀數(shù)的位置,測量時(shí)每隔2h讀1次數(shù),操作比較方便,但不能自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。 熱電偶則必須把它剝成裸絲狀,將其從箱體中心穿過門邊的密封條,接到外面的數(shù)字記錄儀上。 必須注意的是,接出時(shí)不能影響箱體的真空度。這種測量方法的優(yōu)點(diǎn)是能自動(dòng)檢測和記錄數(shù)據(jù),不必隔2h讀1次數(shù)。 計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)是根據(jù)不同情況來選用檢測方法的, 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度均符合要求時(shí),這兩種方法是任選的。 每隔2h測試1次,共測12次,每次在5min內(nèi)用等間隔時(shí)間讀取6個(gè)溫度值, 并求其平均溫度。 比較12個(gè)平均溫度與基準(zhǔn)溫度之差,取其zui大差值為溫度穩(wěn)定度,應(yīng)≤2℃。
四、溫度穩(wěn)定度校準(zhǔn)的不確定度分析
干燥箱溫度的校準(zhǔn)設(shè)備由溫度傳感器和數(shù)字溫度顯示儀組成,該套設(shè)備具有溫度修正值。 真空干燥箱溫度穩(wěn)定度是指12個(gè)平均溫度與基準(zhǔn)溫度之差的zui大值,真空干燥箱溫度穩(wěn)定度不確定度分析及計(jì)算