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对标准恒温油槽的改进设计-上海博迅医疗生物仪器股份有限公司

[导读]标准上海博迅医疗生物仪器股份有限公司恒温油槽是应用极为广泛的热学计量专业设备, 然而国内的标准恒温油槽在结构设计上有许多欠缺之处, 笔者综合自己20年从事温度计量及对国内外标准恒温油槽的修理经验, 从电机位置、搅拌方式、校准腔、

标准恒温油槽是应用极为广泛的热学计量专业设备, 然而国内的标准恒温油槽在结构设计上有许多欠缺之处, 笔者综合自己20年从事温度计量及对国内外标准恒温油槽的修理经验, 从电机位置、搅拌方式、校准腔、控温方式、温度行程几方面进行了改进设计, 取得了较为理想的效果。

标准油槽

热电偶、热电阻在温度测试领域使用非常广泛, 几乎每个涉及到温度测试的企业都要用到它, 使用数量动辄几十、几百支, 甚至上千支, 按照国家检定规程, 必须每年检定一次, 而在检定过程中, 必须要用到标准恒温油槽, 因此, 标准恒温油槽使用频率非常高。笔者从事热学计量20年, 对我国标准恒温油槽的发展史非常了解, 且经常维修国内外标准恒温油槽。因此, 笔者和专业厂家一起从以下几方面进行了改进设计。

2 目前国内标准恒温油槽结构

目前国内标准恒温油槽结构示意图如下:


3 国内标准恒温油槽存在的不足

(1) 电机位置:

电机位置在顶上, 不易清洁、易玷污, 玷污后电机轴容易卡轴, 且极难清污, 很容易造成油随电机轴转动而旋出油槽, 以致热油外溢, 不仅脏污, 且易发生热油伤人, 油垢也很难清洁。

(2) 搅拌方式:

国内油槽都是利用电机轴带动, 四叶叶片旋转形成涡流推动液体循环来达到温度均匀的目的, 此种方式容易造成死角, 因为叶片式搅拌容易形成涡流, 使液体速度外环快内环慢, 各处不等速, 因此温场的均匀性很容易超差。在搅拌结构上, 此种搅拌方式是将油从搅拌腔推入校准腔, 再回流入搅拌腔, 这样搅拌腔与校准腔之间会有一个时间滞后, 导致温度滞后, 从而最终导致控温不稳。

(3) 校准腔:

校准腔太小, 对接线盒较大的温度变送器或传感器, 只能一次检定4支, 以致造成工作效率低。

(4) 加热方式:

国内的控温大多采用八根电阻丝直接对油加热, 然后控温, 此种控温方式成本低, 加热速度快, 但控温稳定性不高, 笔者通过多次测试, 20min以后, 漂移达到0.07℃ (见图1和表1, 测试日期:2009年4月30日;设定温度值:100℃) , 已经不能满足国家计量检定规程JJG 229—2010 对标准恒温油槽的规定:温度稳定性为0.04℃/30min。


(5) 控温方式:

在控温方式上, 目前国内的标准恒温油槽只用一个普通A级铂电阻插入油中测温, 这样一个测温点是不可能保证整个校准腔油温恒定的, 再加上本身搅拌结构设计不合理, 搅拌不全面, 一旦此测试点温度有所波动, 将马上导致控温电流变化, 从而引起自激振荡, 实际别的区域温度可能与此测试点之间并不等温。另外, 控温传感器用的是A级Pt100, 根据国家计量检定规程JJG 229—2010:A级Pt100的误差公式为± (0.15℃+0.002︱t︱) , 可见A级Pt100本身的误差就能达到0.15℃, 这样又怎能确保标准恒温油槽达到国家计量检定规程规定的技术指标, 国家计量检定规程规定的指标如下:

(a) 温度范围:100℃~300℃;

(b) 温度稳定性:0.04℃/30min;

(c) 水平温场均匀性:±0.01℃;

(d) 垂直温场均匀性:±0.02℃。

(6) 温度行程:

目前国内的标准恒温油槽只能单向致热。即从100℃上升至300℃, 而不能从300℃自动控温降至100℃。


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