CN102384801B - 在550℃～880℃下温度源的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在550℃～880℃下温度源的实现方法，包括以下步骤：1)将氯化钡及氯化钾粉末按50％∶50％均匀混合，填充满容器的测试腔及工作腔；2)启动控制系统后，电加热器以1kW的加热功率缓慢升温，直至混合粉末充分预热到520℃，缓慢熔化；3)熔化完毕后，固态粉末熔化成为流动性极好的液态物，此时搅拌电机自动启动，将液体搅拌均匀；4)通过精密温控器设定温度，精细控温，形成一个稳定温场。本发明同时公开了一种在在550℃～880℃下温度源的实现装置，包括导温介质，容器，容器，电热器及搅拌器，容器内设有标准温度计、被校温度计和电动搅拌器，容器下部设有电加热器，电加热器与温控器相连。该发明升温均匀，均温区域大，等温区内温差小。

Description

在550℃～880℃下温度源的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及一种在550℃～880℃下温度源的实现方法及装置。

背景技术

温度源是一个容器经加热控温后稳定在某个温度值上，且容器内的不同位置温差越小越好。

0℃～300℃温度源(中低温恒温槽)的实现方法：

1在一桶状容器内加注硅油(室温下呈液态)等介质

2用电热器对硅油加热，用电动搅拌器搅动介质，温控器调节加热功率控制炉温稳定在设定温度上。这种方法可得到极高的稳定性和均匀性。

3由于硅油本身超过300℃极易燃烧，因此，此类设备只能在300℃以下工作。

550℃～880℃传统的实现方法是：

1使用卧式管式电热炉。

2给电热丝3通电，温控器调节加热功率控制炉温稳定在设定温度上。

3炉膛6几何中心处的温场依靠材料本身的均温性能来构成。

技术性能：在550℃～880℃下，通常采用的温场为管式炉，由于加热丝温升无法保证均匀，其均温区域1为直径40mm，长度60mm，均匀度为1℃，均温区域1内采用保温材料2保温。在测量过程的总不确定度中，这种温度源贡献的不确定度分量为1℃左右。

中国专利ZL 96203358.8公开了一种可调节温度的饱和式湿度发生器，其属于湿度计量器具，其采用在恒温槽内设置可更换抽屉式盐盒和公共工作室，盐盒内分别装不同盐的饱和溶液，对温度采用PID控制和自整定技术，通过液体搅拌器工作，可使恒温液的温度快速平衡。该专利提到的装置使用的盐溶液是指盐溶于水形成的混合物，且工作在100℃以下，无法应用到550℃～880℃下温度源实现中。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种升温均匀，均温区域大，等温区内温差小的在550℃～880℃下温度源的实现方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种在550℃～880℃下温度源的实现方法，包括以下步骤：

1)将氯化钡及氯化钾粉末按质量比1∶1均匀混合，填充满容器的测试腔及工作腔；

2)启动控制系统后，温控器控制电加热器以1℃/min的速率缓慢升温；

3)温度升到520℃±2℃，保持当前加热功率不变，固态氯化钡及氯化钾粉末开始缓慢熔化；

4)待固态氯化钡及氯化钾粉末全部熔化为液态流体盐，控制器控制搅拌电机自动启动，将液态流体盐搅拌均匀；

5)通过精密温控器设定想要达到的温度，控制电加热器按照PID调节规律输出相应热量，将容器内的液态流体盐加热到设定的温度，并维持稳定；

6)精密温控器通过调节加热功率保证液态流体盐温度稳定，上下波动范围小于0.01℃；搅拌电机带动搅拌器推动液态流体盐在整个容器内循环流动，保证各位置温差小于0.01摄氏度，最终形成一个高精度温度源，可满足精密的温度校准需求。

一种在550℃～880℃下温度源的实现装置，包括容器，容器的测试腔及工作腔内设有填充满的液态盐，容器内设有标准温度计、被校温度计和电动搅拌器，容器下部设有电加热器，电加热器与温控器相连。

本发明中的精密温控器、温控器、电动搅拌器、电加热器均为现有设备，在此不再赘述。

本发明的创新之处在于：

本发明提到的无机盐不含水，受热后相变呈液态，工作在550℃～880℃，实现了高温下550℃～880℃的高均匀性稳定性的温度源。

它有两个要点：

1找到了一种工作介质，这种介质在室温下是固态粉末，高温下熔化为具有较高流动性的介质。而中低温恒温槽使用的介质一直呈液态。

2独立设计了一套装置，可以将固态介质加热熔化成液态，然后用中低温恒温槽类似的方式实现高精温场。(中低温恒温槽直接使用液态介质，无法将固态物熔化为液态)。与原有装置的不同在于：

本装置工作在550℃～880℃，且温场高均匀性、高稳定性；

中低温恒温槽也能实现高均匀性及高稳定性，但只能在300℃以下工作；管式炉可以在550℃～880℃段工作，但温场均匀性不高，稳定性差。

本发明采用独特的介质配方(氯化钡及氯化钾粉末按50％∶50％均匀混合)，利用该混合物受热后可液化，流动性增强来实现均匀温场。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，

	项目	传统方法	本申请的方法
				1	传热介质类别	空气	液态盐(氯化钡、氯化钾混合物)
2	传热介质是否流动	不流动	电机驱动快速对流
				3	均温区域尺寸	小	大

4

等温区域内最大温差

1℃

0.01℃

附图说明

图1是现有技术结构示意图；

图2是本发明的装置结构示意图；

其中1.均温区域，2.保温材料，3.电热丝，4.标准温度计，5.被校温度计，6.炉膛，7.液态流体盐，8.电动搅拌器，9.电加热器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

一种在550℃～880℃下温度源的实现方法，包括以下步骤：

1)将氯化钡及氯化钾粉末按质量比为1∶1均匀混合，填充满容器的测试腔及工作腔；

2)启动控制系统后，温控器控制电加热器9以1℃/min的速率缓慢升温；

3)温度升到520℃±2℃，保持当前加热功率不变，固态氯化钡及氯化钾粉末开始缓慢熔化；

4)待固态氯化钡及氯化钾粉末全部熔化为液态流体盐7，控制器控制搅拌电机自动启动，将液态流体盐7搅拌均匀；

5)通过精密温控器设定想要达到的温度，控制电加热器9按照PID调节规律输出相应热量，将容器内的液态流体盐7加热到设定的温度，并维持稳定；

6)精密温控器通过调节加热功率保证液态流体盐7温度稳定，上下波动范围小于0.01℃；搅拌电机带动搅拌器8推动液态流体盐7在整个容器内循环流动，保证各位置温差小于0.01摄氏度，最终形成一个高精度温度源，可满足精密的温度校准需求。

如图2所示，一种在在550℃～880℃下温度源的实现装置，包括容器，容器的测试腔及工作腔内设有填充满的液态盐7，容器内设有标准温度计4、被校温度计5和电动搅拌器8，容器下部设有电加热器9，电加热器9与温控器相连。

本发明的创新之处在于：

本发明提到的无机盐不含水，受热后相变呈液态，工作在550℃～880℃，实现了高温下550℃～880℃的高均匀性稳定性的温度源。

它有两个要点：

1找到了一种工作介质，这种介质在室温下是固态粉末，高温下熔化为具有较高流动性的介质。而中低温恒温槽使用的介质一直呈液态。

2独立设计了一套装置，可以将固态介质加热熔化成液态，然后用中低温恒温槽类似的方式实现高精温场。(中低温恒温槽直接使用液态介质，无法将固态物熔化为液态)。与原有装置的不同在于：

本装置工作在550℃～880℃，且温场高均匀性、高稳定性；

中低温恒温槽也能实现高均匀性及高稳定性，但只能在300℃以下工作；管式炉可以在550℃～880℃段工作，但温场均匀性不高，稳定性差。

本发明采用独特的介质配方(氯化钡及氯化钾粉末按50％∶50％均匀混合)，利用该混合物受热后可液化，流动性增强来实现均匀温场。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，

	项目	传统方法	本申请的方法
				1	传热介质类别	空气	液态盐(氯化钡、氯化钾混合物)
2	传热介质是否流动	不流动	电机驱动快速对流
				3	均温区域尺寸	小	大
4	等温区域内最大温差	1℃	0.01℃

Claims (1)

1.一种在550℃～880℃下温度源的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将氯化钡及氯化钾粉末按质量比1：1均匀混合，填充满容器的测试腔及工作腔；

2）启动控制系统后，温控器控制电加热器以1℃/min的速率缓慢升温；

3）温度升到520℃±2℃，保持当前加热功率不变，固态氯化钡及氯化钾粉末开始缓慢熔化；

4）待固态氯化钡及氯化钾粉末全部熔化为液态流体盐，控制系统中的控制器控制搅拌电机自动启动，将液态流体盐搅拌均匀；

5）通过温控器设定想要达到的温度，控制电加热器按照PID调节规律输出相应热量，将容器内的液态流体盐加热到设定的温度，并维持稳定；

6）温控器通过调节加热功率保证液态流体盐温度稳定，上下波动范围小于0.01℃；搅拌电机带动搅拌器推动液态流体盐在整个容器内循环流动，保证各位置温差小于0.01摄氏度，最终形成一个高精度温度源，能满足高精度的温度校准需求。

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