CN110346057A - 一种用于真空干燥箱的温度校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于真空干燥箱的温度校准方法，利用温度记录仪及均温块构成测温系统，通过选择合适的测温点，对真空干燥箱内样品搁板温度进行测量，最大程度的复现样品在真空干燥箱内的受热情况，保障了所测温度数据对实际真空干燥过程具有参考价值，并根据温度测量数据对真空干燥箱内温度波动度、均匀度和偏差进行计算，从而得到真空干燥箱的温度性能指标，全面了解真空干燥箱的温度性能，为真空干燥箱温度量值的校准提供了一种方法，保障了真空干燥箱温度量值的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及真空干燥箱温度测量技术领域，尤其涉及一种用于真空干燥箱的温度校准方法。
背景技术
真空干燥箱是将物料置于真空环境中，从而降低水的沸点，物料内部的水分通过压力差扩散到表面，水分子在物料表面获得足够的动能，在克服分子间的吸引力后，被真空泵抽走排出，从而实现在常温甚至低温下干燥物料，特别适用于热敏性、易分解、易氧化等物品的快速干燥，在食品加工、医药制药等行业得到广泛应用。为确保真空干燥箱温度量值的准确性，需要定期对真空干燥箱温度量值进行校准。目前，我国没有统一的技术文件作为真空干燥箱温度校准的技术依据，在实际操作中，往往将真空干燥箱当成常压下工作的普通干燥箱进行温度校准，校准过程中，往往不抽真空，在常压下对真空干燥箱进行校准。但真空干燥箱较常压下工作的普通干燥箱内的传热机理不同，随着真空干燥箱内真空度的提高，辐射传热量占总传热量的比例越来越高，箱内温度分布也会发生明显变化，因此，需要针对真空干燥的温度分布特点，并结合真空干燥箱的使用要求，专门制定真空干燥箱温度校准方法，满足真空干燥箱温度检测的市场需求和温度量值的准确性。
发明内容
本发明提供了一种用于真空干燥箱的温度校准方法，解决目前没有在真空干燥箱工作条件下对真空干燥箱内温度进行检测的有效方法的问题，保证真空干燥箱温度量值的准确性，满足市场检测需求。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种用于真空干燥箱的温度校准方法，该方法包括如下步骤；
1)构建测温系统：
1.1)温度记录仪，感温探头外置，内置电池，外形为圆柱状，温度测量最大允许误差不大于0.3℃；
1.2)均温块，采用铜作为材质制成，外形为圆柱状，在其中一个底面开盲孔，孔径略大于温度记录仪感温探头直径，孔深与温度记录仪感温探头长度相当；
1.3)温度记录仪与均温块配套使用，将温度记录仪感温探头插入均温块盲孔内；
2)校准点的选择：选择真空干燥箱内常用的样品搁板，测试点的位置布置在真空干燥箱样品搁板上，周围布置4个测试点，几何中心布置1个测试点，各测试点与工作室内壁的距离不小于各边长的1/10；
3)校准过程：校准开始前，打开温度记录仪，设置温度记录仪温度记录频率、记录时长等测量参数；将样品搁板放置在真空干燥箱内指定位置后，将装配好的温度记录仪和均温块整体竖直放置在搁板的5个测试点上，均温块上与盲孔开孔面相对的另一底面与搁板接触；关闭真空干燥箱箱门，打开电源，开启真空泵对真空干燥箱抽真空，待箱内压力达到预定压力后，关闭真空阀和真空泵，开启真空干燥箱的加热系统，待真空干燥箱指示温度达到设定温度后，继续稳定两个小时以上，确保真空干燥箱各测试点温度达到稳定；然后关闭真空干燥箱电源，打开平衡阀，待真空干燥箱温度降至室温并且箱内外压力达到平衡后，打开箱门，取出温度记录仪，读取温度记录数据；
4)数据处理：取真空干燥箱内温场稳定后30min内的温度测量数据进行处理，计算温度波动度、均匀度、示值误差等温度技术指标；
4.1)温度波动度计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，计算每一个测量点在30min内的最高温度与最低温度的差值，取测量点中的最大差值为真空干燥箱的温度波动度；
Δtf＝max(tjmax-tjmin)；
式中：Δtf为温度波动度，℃；tjmax为测量点j测得的最高温度，℃；tjmin为测量点j测得的最低温度，℃；
4.2)温度均匀度计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，取各测量点30min内的实测温度数据，计算m次测量中各测量点的最大值与最小值的差值，取差值的算术平均值为真空干燥箱的温度均匀度；
式中：Δtu为温度均匀度，℃；timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
4.3)温度偏差计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，取设备显示值与n个测量点在m次测量中得到的温度值的算术平均值之差为真空干燥箱的温度示值误差；
式中：Δtd为温度示值误差，℃；ts为设备显示值，℃；tij为校准点j在第i次测得的温度，℃。
作为本发明的一种优选方案，根据需要将隔热棉塞入盲孔，确保感温探头与盲孔内壁压力接触。
作为本发明的另一种优选方案，用户可根据搁板数量和真空干燥箱使用情况自行决定校准面数量。
作为本发明的又一种优选方案，在校准过程中，环境条件为：温度：15℃～35℃；湿度：≤85％RH。
本发明的技术效果是：利用温度记录仪及均温块构成测温系统，通过合理选择测温点，对真空干燥箱工作压力下，箱内搁板温度进行测量，最大程度的复现样品在真空干燥箱内的受热情况，保障了所测温度数据对实际真空干燥过程具有参考价值，并根据测量数据对真空干燥箱内温度波动度、均匀度和偏差进行计算，得到真空干燥箱的温度性能指标，全面了解真空干燥箱的温度性能，为真空干燥箱温度量值的校准提供了一种方法，保障了真空干燥箱温度量值的可靠性。
附图说明
图1为温度记录仪结构图；
图2为均温块结构图；
图3为温度记录仪与均温块装配图。
图4为真空干燥箱样品搁板温度测试点布置图；
附图中，1—温度记录仪电测部分；2—温度记录仪感温探头；3—均温块；4—均温块盲孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
一种用于真空干燥箱的温度校准方法，该方法包括如下步骤；
1)构建测温系统：
1.1)温度记录仪具有温度测量和记录功能，感温探头外置，内置电池，外形为圆柱状，如图1所示，温度测量最大允许误差不大于0.3℃；
1.2)均温块采用热导率高的金属材料制成，优选采用铜作为材质制成，外形为圆柱状，两个底面均为光滑面，在其中一个底面开盲孔，孔径略大于温度记录仪感温探头直径，孔深与温度记录仪感温探头长度相当，如图2所示；
1.3)温度记录仪与均温块配套使用，将温度记录仪感温探头插入均温块盲孔内，如图3所示，可以根据需要选择绝热材料，如隔热棉塞入盲孔，确保感温探头与盲孔内壁压力接触。同时可根据需要在温度记录仪上罩上辐射遮蔽材料，减小感温探头与均温块内壁的接触热阻和与真空干燥箱内部的辐射换热，提高测温的准确性。
2)校准点的选择：选择真空干燥箱内常用的样品搁板，测试点的位置布置在真空干燥箱样品搁板上，如图4所示，周围布置4个测试点，几何中心布置1个测试点，各测试点与工作室内壁的距离不小于各边长的1/10，用户可根据搁板数量和真空干燥箱使用情况自行决定校准面数量。
3)校准过程：校准开始前，打开温度记录仪，设置温度记录仪温度记录频率、记录时长等测量参数；将样品搁板放置在真空干燥箱内指定位置后，将装配好的温度记录仪和均温块整体竖直放置在搁板的5个测试点上，均温块上与盲孔开孔面相对的另一底面与搁板接触；关闭真空干燥箱箱门，打开电源，开启真空泵对真空干燥箱抽真空，待箱内压力达到预定压力后，关闭真空阀和真空泵，开启真空干燥箱的加热系统，待真空干燥箱指示温度达到设定温度后，继续稳定两个小时以上，确保真空干燥箱各测试点温度达到稳定；然后关闭真空干燥箱电源，打开平衡阀，待真空干燥箱温度降至室温并且箱内外压力达到平衡后，打开箱门，取出温度记录仪，读取温度记录数据。
在校准过程中，环境条件为：温度：15℃～35℃；湿度：≤85％RH。校准时一般在空载条件下校准，根据用户需要可以在负载条件下进行，但应说明负载的情况。设备周围应避免其他冷、热源影响。
4)数据处理：取真空干燥箱内温场稳定后30min内的温度测量数据进行处理，计算温度波动度、均匀度、示值误差等温度技术指标；
4.1)温度波动度计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，计算每一个测量点在30min内的最高温度与最低温度的差值，取测量点中的最大差值为真空干燥箱的温度波动度；
Δtf＝max(tjmax-tjmin)；
式中：Δtf为温度波动度，℃；tjmax为测量点j测得的最高温度，℃；tjmin为测量点j测得的最低温度，℃；
4.2)温度均匀度计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，取各测量点30min内的实测温度数据，计算m次测量中各测量点的最大值与最小值的差值，取差值的算术平均值为真空干燥箱的温度均匀度；
式中：Δtu为温度均匀度，℃；timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
4.3)温度偏差计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，取设备显示值与n个测量点在m次测量中得到的温度值的算术平均值之差为真空干燥箱的温度示值误差；
式中：Δtd为温度示值误差，℃；ts为设备显示值，℃；tij为校准点j在第i次测得的温度，℃。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于真空干燥箱的温度校准方法，其特征在于：该方法包括如下步骤；
1)构建测温系统：
1.1)温度记录仪，感温探头外置，内置电池，外形为圆柱状，温度测量最大允许误差不大于0.3℃；
1.2)均温块，采用铜作为材质制成，外形为圆柱状，在其中一个底面开盲孔，孔径略大于温度记录仪感温探头直径，孔深与温度记录仪感温探头长度相当；
1.3)温度记录仪与均温块配套使用，将温度记录仪感温探头插入均温块盲孔内；
2)校准点的选择：选择真空干燥箱内常用的样品搁板，测试点的位置布置在真空干燥箱样品搁板上，周围布置4个测试点，几何中心布置1个测试点，各测试点与工作室内壁的距离不小于各边长的1/10；
3)校准过程：校准开始前，打开温度记录仪，设置温度记录仪温度记录频率、记录时长；将样品搁板放置在真空干燥箱内指定位置后，将装配好的温度记录仪和均温块整体竖直放置在搁板的5个测试点上，均温块上与盲孔开孔面相对的另一底面与搁板接触；关闭真空干燥箱箱门，打开电源，开启真空泵对真空干燥箱抽真空，待箱内压力达到预定压力后，关闭真空阀和真空泵，开启真空干燥箱的加热系统，待真空干燥箱指示温度达到设定温度后，继续稳定两个小时以上，确保真空干燥箱各测试点温度达到稳定；然后关闭真空干燥箱电源，打开平衡阀，待真空干燥箱温度降至室温并且箱内外压力达到平衡后，打开箱门，取出温度记录仪，读取温度记录数据；
4)数据处理：取真空干燥箱内温场稳定后30min内的温度测量数据进行处理，计算温度波动度、均匀度、示值误差；
4.1)温度波动度计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，计算每一个测量点在30min内的最高温度与最低温度的差值，取测量点中的最大差值为真空干燥箱的温度波动度；
Δtf＝max(tjmax-tjmin)；
式中：Δtf为温度波动度，℃；tjmax为测量点j测得的最高温度，℃；tjmin为测量点j测得的最低温度，℃；
4.2)温度均匀度计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，取各测量点30min内的实测温度数据，计算m次测量中各测量点的最大值与最小值的差值，取差值的算术平均值为真空干燥箱的温度均匀度；
式中：Δtu为温度均匀度，℃；timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
4.3)温度偏差计算
真空干燥箱内温场稳定后，针对每块搁板，取设备显示值与n个测量点在m次测量中得到的温度值的算术平均值之差为真空干燥箱的温度示值误差；
式中：Δtd为温度示值误差，℃；ts为设备显示值，℃；tij为校准点j在第i次测得的温度，℃。
2.根据权利要求1所述的一种用于真空干燥箱的温度校准方法，其特征在于：根据需要将隔热棉塞入盲孔，确保感温探头与盲孔内壁压力接触。
3.根据权利要求1所述的一种用于真空干燥箱的温度校准方法，其特征在于：用户可根据搁板数量和真空干燥箱使用情况自行决定校准面数量。
4.根据权利要求1所述的一种用于真空干燥箱的温度校准方法，其特征在于：在校准过程中，环境条件为：温度：15℃～35℃；湿度：≤85％RH。
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