上海博迅真空干燥箱的校准方法分析及常见问题

上海博讯 真空箱按其工作室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，常见的真 空箱的压力指示测量范围一般为（-0.1～0）MPa，每 0.02MPa 为一个标有数字的分度线。真空箱最高工 作温度可分为 150℃、200℃和 250℃，其 他温度等 级由制造商与用户协商确定。 根据不同最高工作温度的真空箱，温度偏差的 技术要求略有不同：对于最高工作温度≤200℃的真 空箱，其最大允许误差为±3℃；对于最高工作温度 ﹥200℃的真空箱，其最大允许误差为最高工作温度 的±1.5%。 不同最高工作温度的真空箱，其温度均匀度技 术要求略有不同：对于最高工作温度≤200℃的真空 箱，温度均匀度≤2℃；对于最高工作温度﹥200℃的 真空箱，温度均匀度≤3℃。 不同最高工作温度的真空箱，其温度波动度技 术要求为：对于最高工作温度≤ 200℃的真空箱，温 度波动度≤1℃；对于最高工作温度﹥200℃的真空箱， 其温度波动度限值为±1℃。 真空箱所配真空表一般为 2.5 级，真空表在各 个测试点的最大允许误差为±2.5%FS。如有其他等 级真空表，可参照执行。 这里需要说明的是，上述各个指标是国家标准 中提及的对真空干燥箱生产上的要求 ；但实际计量 工作中，对真空干燥箱采用的是校准，因此，以上指 标在校准工作中仅作为参考。 1. 真空干燥箱温度指标的校准 一般真空箱的工作空间体积小于 0.4m3 ，因此， 选取工作空间的中层作为测试平面。中层为通过工 作室几何中心的平行于底面的校准工作面，测试点 与工作室内壁的距离不小于各边长的 1/10，测试点 的位置布局及数量，如图 1 所示。工作空间体积大 于 0.4m3 的真空箱，测试点的数量可以适当增加至 9 个或更多，其测试点的位置布置可以参考 JJF1101- 2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的测 试点位置布置图。

按照上述方法，布置好温度传感器，待温度稳 定后，就可以记录被校真空干燥箱和标准器的温度 示值，从而按照校准规范中的计算方法计算出相应 的温度偏差及不确定度、温度均匀度和温度波动度 的值。 这里需要注意的是，真空干燥箱尽管是在真空 状态下工作，但是测量其温度指标是在非真空状 态下，也就是在常压下进行的。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》 以及 JB/T9505-1999（2009）《真 空干 燥 箱 机械行业标准》中都有详细介绍，这里就不再赘述。 同样，笔者起草的地方校准规范中也沿用了这一方法。为什么温度要在常压下进行，而不是在 真空状态下进行？笔者认为主要有两方面原 因： 第一，国标中对真空干燥箱的温度指标 是这么要求的，这与真空干燥箱在实际计量 工作中的特 殊性有关。从分 子运动论观点 看，温度是气体分子运动平均动能的标志， 表示气体分子热运动的剧烈程度。气体温 度是采用温度计间接测量，当温度计与环境气体达 到热平衡后，用温度计温度作为气体温度。但是在 真空环境下，气体分子数量少，短时间内不足以使 得温度计的温度与气体温度相平衡。因此，真空干 燥箱温度指标的校准都是在非真空条件下进行的。 另外，由于真空干燥箱生产的特殊性，它没有鼓风， 自身没有温度均衡的功能，全靠腔体内温度自我均衡。 如果在真空条 件下，恒温均匀是需要很长时间的， 一般计量工作都是有时间限制的，或者说现场检测 的时间是有限制的，检定人员不可能无限制地一直 等到它温度均匀。 这就引出了第二个原因。大部分企业也好，地 方计量单位也好，传统的温度计量用的都是“有线” 温度传感器，比如常见的工业铂电阻，成本低、准确 度高，一直受大家青睐。而真空干燥箱，放入这类 “有线”的温度传感器后，就不能再进行抽真空的操 作，因为真空干燥箱的工作腔在正常工作时需要密 闭，放入了温度传感器，就会使门缝处有缝隙，无法 抽真空，也就无法对箱体进行真空状态下的校准。 如果想进行真空条件下的校准，也不是不可以。 首先得有无线温度记录仪器，这样的设备一般都很 贵，对于普通企业或者计量机构来说，成本太高。 同时，如第一点里所说，无线温度记录仪器需要配 合电脑工作，且目前的无线温度记录仪器都不支持 在线实时监测，都是事先用电脑设置好，记录完成 后，再用电脑读取数据。这样的无线温度记录设备 无法实时显示腔体内温度，自然也就无法知晓腔体 内何时达到温度平衡及温度均匀，计量检测人员从v> 外观根本看不出来。只有测量在非真空状态下腔体 的温度时，才能达到在时间上比较快，同时，计量检 测人员又能在显示仪器上观测到腔体内温度是否平 衡和均匀，从而达到计量检测的目的。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，温度偏差还可以的话，那么在真空 条件下，对温度影响也不会太大，至少在可控的温 度范围内。

            上海博迅DZF-6050MBE真空干燥箱