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一種表面溫度計校準儀的設計

作者: 時間:2020-08-10592 次瀏覽

信息摘要:

隨著各行業的發展,表面溫度計應用范圍越來越廣泛。隨著表面溫度計的廣泛應用,其校準需求也在逐年增加。為了保證表面溫度計的質量,參考我國相關標準要求,設計研制了一種控制顯示和溫度源等一體化的表面溫度計校準儀,實現對表面溫度計進行計量校準的功能,同時還具有便攜性。

隨著各行業的發展,表面溫度計應用范圍越來越廣泛。隨著表面溫度計的廣泛應用,其校準需求也在逐年增加。為了保證表面溫度計的質量,參考我國相關標準要求,設計研制了一種控制顯示和溫度源等一體化的表面溫度計校準儀,實現對表面溫度計進行計量校準的功能,同時還具有便攜性。
1、測試儀原理與結構
表面溫度計的計量校準是用被校準表面溫度計放置在表面溫度計校準儀上進行測量,用表面溫度計校準儀的溫度與被校準表面溫度計的示值進行比較,得出示值誤差,從而對表面溫度計進行校準。
本校準儀由箱體、溫度源、風冷系統、單片機和彩色觸摸屏等組成,整體集成于箱體內,方便攜帶。
溫度源的設計在本校準儀中尤為重要,溫度源主要由加熱源、均熱板、溫度傳感器、防護罩、保溫棉和校準孔組成。如圖 1所示。
溫度源結構示意圖


加熱源采用管狀加熱板,通過加熱將熱量傳導至與其緊密貼合的均熱板上,為校準表面溫度計提供均勻的溫場。均熱板采用熱傳導性良好的合金材質。
溫度傳感器采用高精度鉑電阻,采用高溫密封膠直接封裝在均熱板內。溫度傳感器封裝位置與校準孔位置距離均熱板上表面相等,以保證溫度的一致性。
保溫棉選用硅酸鋁纖維棉,具有低導熱率、熱穩定性優良、保溫性能良好等優點。將保溫棉填充于加熱源、均熱板與防護罩之間,起到熱防護作用。
風冷系統由軸流風機和箱體左右兩側散熱孔組成,通過箱體前面板的按鈕,控制啟停,便于當校準完高溫后,需要校準低溫度,能夠快速降溫,節省時間,提高測試速度。
箱體采用精美鋁殼機箱,輕便美觀,底部安裝有四個橡膠墊腳,減少外部震動對測試儀的影響。顯示屏與操作系統采用觸摸屏操作,放置在箱體前面板。
2、重要性能指標測試分析
2.1 溫場穩定性
本校準儀設計溫度顯示分辨率 0.01℃。參照 JJF1409-2013《表面溫度計校準規范》,要求穩定性(10min):±0.4℃ (室溫 +5℃<t ≤100℃); ± 0. 6℃ (200 < t ≤300℃); ± 1℃ (300 < t ≤400℃),分別測量 50℃、100℃、200℃、300℃、400℃。每個溫度點間隔 1min 測量 1 次,10min 內測量 11 次,取 10min 測量結果的最大值與最小值之差,作為相應溫度點本校準儀的控溫穩定性.本作者采用分辨率為 0.1℃的自重式表面溫度計,放置在溫度源中心點位置進行測試記錄,經過各溫度點測試計算,滿足校準規范對穩定性指標要求。
2.2 溫度均勻性
本校準儀的溫度源有效直徑為 Φ100,依據 JJF1409-2013《表面溫度計校準規范》,要求均勻性:±0.5℃ (室溫 +5℃ <t≤100℃);±1.0℃(200<t≤300℃);±1.5℃(300<t≤400℃);依次測量 50℃、100℃、200℃、300℃、400℃。使用自重式表面溫度計分別在圖 2 所示的五個測量位置,按照位置編號 0-1-0-2-0-3-0-4-0 的順序,1min 測量一個位置,讀數后迅速將自重式表面溫度計移至下一測量位置,測一遍。然后將校準儀升溫至下一個溫度點,依次重復上述操作過程。經過測試及計算,該校準儀在工作范圍內,均勻性指標滿足 JJF1409-2013 規定要求。
測量位置示意圖
該文詳細敘述了表面溫度計校準儀的設計原理、結構和重要性能指標測試分析等。該校準儀采用一體化設計,結構簡單、測量簡便,具有攜帶方便等優點。經過測試和分析,完全滿足國家校準規范對表面溫度計校準的要求。

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