淺談真空干燥箱的校準方法及其溫度穩定度的不確定度評定

韓偉海 李鳳巖 范斌 付艷娟 劉東濱

(1.吉林省質量認證中心,吉林長春 130000;2.遼源市計量檢定測試所,吉林遼源 136200;3.吉林省地理信息院,吉林長春 130000)

淺談真空干燥箱的校準方法及其溫度穩定度的不確定度評定

韓偉海1李鳳巖2范斌3付艷娟2劉東濱2

(1.吉林省質量認證中心,吉林長春 130000;2.遼源市計量檢定測試所,吉林遼源 136200;3.吉林省地理信息院,吉林長春 130000)

真空干燥箱不同于一般的環境試驗設備。為了保證設備的正常使用,一般參照現行的JJF1101-2003《環境試驗設備溫度、濕度校準規范》進行定期校準。而依據JB/T9505-1999的要求,真空干燥箱是不需要校準溫度偏差、溫度均勻度的,只需校準溫度波動度及溫度穩定度。

真空干燥箱 校準 溫度波動度 溫度穩定度 不確定度

1 真空干燥箱溫度偏差的校準

對于一般工況下的真空干燥箱，因為控溫儀表的讀數與真空室里的溫度計讀數差異很大，所以真空干燥箱一般不校準溫度偏差。真空干燥箱一般采用加熱真空室內壁，再由內壁輻射加熱的方式進行熱傳導?？販貎x表的溫度傳感器一般可以布置在外壁。傳感器可以同時接受對流傳導和輻射熱。而真空室里的溫度值就肯定低于儀表的溫度讀數。所以真空干燥箱一般不對溫度偏差進行校準。

2 真空干燥箱溫度均勻度的校準

對于一般工況下的真空干燥箱，不能把通常鼓風干燥箱所規定的溫度均勻度定義與真空干燥箱相比較。真空干燥箱內幾乎不可能依靠氣體分子運動使箱內溫度達到均勻。由于熱輻射的量和距離的平方成正比，所以真空干燥箱很難在結構上做到使箱內各點的輻射熱量均勻一致，所以真空干燥箱一般不對溫度均勻度進行校準。

3 真空干燥箱溫度波動度的校準

真空干燥箱溫度波動度的校準方法是在干燥箱工作溫度達到設定溫度2h后，每隔2min測1次中心點的溫度，測30min，共測16個溫度值。中心點最高溫度與最低溫度之差的一半，冠以“±”，為溫度波動度，該值≤1℃。

4 真空干燥箱溫度穩定度的校準

對于一般工況下的真空干燥箱，溫度穩定度是衡量其工作性能的重要技術參數。真空干燥箱溫度穩定度的校準方法是，共考核12次，每間隔2h測試1次。依據JB/T9505-1999該指標是在不改變真空箱試驗溫度的情況下連續工作24h所測得的溫度值的數據，校準儀器可用熱電偶或標準溫度計。利用熱電偶校準的方法是，在不影響箱體的真空度的情況下，將熱電偶剝成裸絲狀，穿過密封膠條，連接到巡測儀器上。這種測量方法的優點是能自動檢測和記錄數據，不必每隔2h讀1次數。標準溫度計在測試時是放置在箱內中心幾何位置，從樣品視窗能每隔2h讀1次數，該種測試方法操作方便，但不能自動記錄數據。這兩種方法是任選的。比較測得的平均溫度與標稱溫度之差，取其最大差值為溫度穩定度。

5 真空干燥箱溫度穩定度的不確定度分析

真空干燥箱溫度的校準設備由溫度傳感器和數字溫度顯示儀表組成，該套設備具有溫度修正值。真空干燥箱穩定度是指12個平均溫度與標稱溫度之差的最大值，其評定方法分析如下。

5.1 數學模型

式中：Δ——溫度穩定度，℃；

表1

5.2 方差與靈敏系數

5.3 真空干燥箱溫度穩定度不確定度分析及計算

(1)對真空干燥箱進行12次獨立重復測量，記為td1、td2、……、，平均值記為，設當箱體溫度測試溫度為100℃時，其測量值如下所示：100.8、101.2、100.6、99.8、101.3、100.8、100.3、99.9、100.3、100.6、100.8、101.3。

(2)由t0引入的不確定度分量。對真空干燥箱的幾何中心點按求溫度波動度的方法進行12次獨立重復測量，得到12個測量值如下：100.5、100.3、100.1、100.3、100.2、100.4、100.3、100.3、100.5、100.6、100.1、100.2。

(3)由Δt0引入的不確定度分量。從檢定證書可知，溫度測量裝置修正值Δt0的擴展不確定度，以正態分布估計，

(4)不確定度分量一覽表1。

(5)合成標準不確定度。

(6)有效自由度。

(7)擴展不確定度。

取置信水平p=0.95，查t分布表得擴展因子 2.20 k95= ，從而得℃(保留一位小數)。