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真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的不確定度分析
電熱真空干燥箱屬于環(huán)境試驗設(shè)備。為了保證設(shè)備的正常使用，一般需定期進行校準。計量技術(shù)機構(gòu)進行校準工作的依據(jù)是檢定規(guī)程或校準規(guī)范。由于這類干燥箱沒有國家檢定規(guī)程和校準規(guī)范，當許多委托單位需要出具校準報告時，只能參照現(xiàn)行的JJF1101-2003《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準規(guī)范》中的一部分適用內(nèi)容作為校準依據(jù)。鑒于這類干燥箱有行業(yè)標準JB/T9505-1999《真空干燥箱》，因此筆者認為，在實踐工作中比較合理的校準方法是綜合提煉JJF1101-2003與JB/T9505-1999的內(nèi)容進行箱體的校準。通常在對此類箱體進行溫度校準時主要考核以下指標:溫度波動度、溫度均勻度、溫度穩(wěn)定度及溫度偏差，具體敘述如下:
一、溫度波動度
真空干燥箱溫度波動度的考核方法是在干燥箱工作空間溫度達到設(shè)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 高溫度與 低溫度之差的一半，冠以“±”號，為溫度波動度，該值應≤1℃。
二、溫度均勻度
真空干燥箱不需要校準溫度均勻度指標。這是因為電熱真空干燥箱內(nèi)依靠氣體分子運動使工作室溫度達到均勻的可能幾乎不存在。因此，從概念上就不能把通常鼓風干燥箱所規(guī)定的溫度均勻度定義用到真空干燥箱上來，在真空狀態(tài)下設(shè)這個指標是沒有意義的。熱輻射的量和距離的平方成反比，如同一個試件，距離加熱壁20cm處所接受的輻射熱只是距離加熱壁10cm處的1/4。由于真空干燥箱很難在結(jié)構(gòu)上做到使工作室在三維空間內(nèi)的各點三維輻射熱均勻一致，所以，在JB/T9505-1999中是不需要校準溫度均勻度的。
三、溫度穩(wěn)定度及溫度偏差
真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的考核方式是，考核24h，每隔2h測試1次，共12次。
真空干燥箱一般只考核其溫度穩(wěn)定度，而不考核溫度偏差，這是因為真空干燥箱的儀表讀數(shù)與真空室里的溫度計讀數(shù)差異很大，電熱真空干燥箱都采用先加熱真空室壁面、再由壁面向工件進行輻射加熱的方式。在這種方式下，控溫儀表的溫度傳感器可以布置在真空室外壁。傳感器可以同時接受對流、傳導和輻射熱。而處于真空室里的溫度計只能接受輻射熱，且其黑度不可能達到1，相當一部分輻射熱被折射了，因此，溫度計反映的溫度值就肯定低于儀表的溫度讀數(shù)。一般來說，200℃工況時儀表的溫度讀數(shù)與溫度計的讀數(shù)相差30℃以內(nèi)是正常的，所以真空箱不考核溫度偏差而只考核溫度穩(wěn)定度。依據(jù)JB/T9505-1999，該指標是在不改變真空箱試驗溫度的情況下連續(xù)24h所測得的溫度值的數(shù)值，測試標準器可用標準水銀溫度計或熱電偶。這兩種標準器各有特點，標準水銀溫度計在測試時是放置在箱內(nèi)中心，從玻璃窗口能讀數(shù)的位置，測量時每隔2h讀1次數(shù)，操作比較方便，但不能自動記錄數(shù)據(jù)。熱電偶則須把它剝成裸絲狀，將其從箱體中心穿過門邊的密封條，接到外面的數(shù)字記錄儀上。須注意的是，接出時不能影響箱體的真空度。這種測量方法的優(yōu)點是能自動檢測和記錄數(shù)據(jù)，不必隔2h讀1次數(shù)。計量技術(shù)機構(gòu)是根據(jù)不同情況來選用檢測方法的，當標準器的準確度均符合要求時，這兩種方法是任選的。每隔2h測試1次，共測12次，每次在5min內(nèi)用等間隔時間讀取6個溫度值，并求其平均溫度。比較12個平均溫度與基準溫度之差，取其 大差值為溫度穩(wěn)定度，應≤2℃。