راهنمای کامل انتخاب دستگاه کالیبراسیون دما: ۴ مشخصه کلیدی

کالیبراسیون دما

حمام‌های کالیبراسیون دمای مایع به عنوان پایدارترین و یکنواخت‌ترین گزینه‌ها برای کالیبراسیون مقایسه‌ای حسگرهای دما در آزمایشگاه‌ها شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها با استفاده از یک توده بزرگ مایع (مایع انتقال حرارت)، محیطی آزمایشی پایدار و یکنواخت ایجاد می‌کنند که انعطاف‌پذیری لازم را برای کالیبراسیون حسگرها و پروب‌های مختلف با اندازه‌ها، اشکال و طول‌های گوناگون فراهم می‌آورد.

انتخاب حمام کالیبراسیون دما

انتخاب درست حمام کالیبراسیون دما نیازمند تحقیق و تحلیل دقیق است، زیرا بسیاری از تأمین‌کنندگان تجهیزات کالیبراسیون مشخصات ناقص یا گیج‌کننده‌ای ارائه می‌دهند. برای نمونه:

• ممکن است عملکرد فقط برای یک نقطه دما اعلام شود، نه برای کل دامنه حمام.
• مشخصات نشان نمی‌دهد که کدام مایع انتقال حرارت در آزمون استفاده شده است.
• اطلاعاتی وجود ندارد که مشخص کند آیا این مشخصات برای کل حجم کاری صدق می‌کند یا خیر.

از آنجا که یک حمام کالیبراسیون سرمایه‌گذاری قابل توجهی است و سال‌ها از آن استفاده می‌شود، باید اطلاعات صحیحی را برای اتخاذ یک تصمیم آگاهانه به دست آورید. شما باید مشخصات جامع و روشنی دریافت کنید تا بتوانید با اطمینان از عملکرد حمام کالیبراسیون خود برای کاربردتان مطمئن شوید.

هنگام خرید یک حمام کالیبراسیون، باید چهار مشخصه کلیدی را ارزیابی کنید: دامنه دما، پایداری، یکنواختی و اندازه مخزن.

۱. دامنه دما

تأمین‌کنندگان تجهیزات کالیبراسیون دما معمولاً دامنه دما را برای هر مدل حمام کالیبراسیون منتشر و تبلیغ می‌کنند. با این حال، معمولاً هیچ مایع انتقال حرارتی نمی‌تواند در کل این دامنه به خوبی عمل کند. به عنوان مثال، اگر حمام کالیبراسیون دما دارای دامنه‌ای از ۴۵- °C تا ۱۵۰ °C باشد، اتانول انتخاب خوبی برای دماهای زیر صفر است، اما در دماهای بالای صفر، مایع دیگری مانند روغن سیلیکون لازم است. به همین دلیل، آزمایشگاه‌های کالیبراسیون باید بین تعویض مایعات انتقال حرارت یا استفاده از چند حمام کالیبراسیون برای پوشش کل دامنه دمای کار خود یکی را انتخاب کنند.

در دماهای زیر صفر، مایعاتی مانند هالوکربن، HFE، متانول، اتانول، اتیلن گلیکول، دینالن و برخی روغن‌های سیلیکون گزینه‌های مناسبی هستند. در دماهای بالای صفر، چندین نوع روغن سیلیکون در دسترس است، به علاوه آب و روغن معدنی که می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. برای دماهای بسیار بالا، بالای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد، نمک گزینه‌ای ترجیحی است.

ویسکوزیته مقاومت یک مایع در برابر جریان را اندازه می‌گیرد – ما اغلب آن را به سادگی “ضخامت” می‌نامیم. این کمیت معمولاً بر حسب “سانتی‌استوک” (cSt) اندازه‌گیری می‌شود. هر چه عدد سانتی‌استوک بالاتر باشد، مایع ویسکوزتر (یا غلیظ‌تر) است. مایعات انتقال حرارت که بیش از حد ویسکوز هستند، بر مکانیزم‌های هم‌زنی و پمپاژ فشار وارد می‌کنند و حرارت را به طور یکنواخت از منابع دما به ترمومترها منتقل نمی‌کنند. ما توصیه می‌کنیم از مایعاتی با ویسکوزیته ۵۰ سانتی‌استوک یا کمتر در دمای کنترل مطلوب استفاده کنید. یک دمای همگن در “منطقه کالیبراسیون” حمام برای انجام کالیبراسیون با عدم قطعیت پایین ضروری است. مایعات انتقال حرارت با ویسکوزیته پایین، گرادیان‌های دمایی حمام را کاهش می‌دهند و به بهبود عدم قطعیت‌های کالیبراسیون کمک می‌کنند.

لطفاً برای اطلاعات بیشتر در مورد انتخاب مایع حمام کالیبراسیون به راهنمای چگونه یک مایع حمام کالیبراسیون را انتخاب کنیم مراجعه کنید.

۲. پایداری

پایداری به توانایی یک حمام کالیبراسیون برای حفظ دمای ثابت در طول زمان اشاره دارد. این ویژگی در دماهای مختلف متفاوت است. بسیاری از تأمین‌کنندگان تجهیزات کالیبراسیون تنها یک مشخصه را در دماهای نزدیک به دمای محیط ارائه می‌دهند. برخی یک مشخصه پایداری واحد را اعلام می‌کنند و هرگز ذکر نمی‌کنند که این فقط به یک دما یا دامنه باریک با مایع انتقال حرارت خاصی مربوط می‌شود. درباره پایداری در کل دامنه‌ای که برایتان مهم است، سوال بپرسید.

مایع انتقال حرارت نیز بر پایداری تأثیر می‌گذارد. هر چه ویسکوزیته یک مایع بالاتر باشد و ظرفیت حرارتی آن کمتر باشد، تأثیر آن بر پایداری بیشتر است. علاوه بر سوال درباره دامنه دما، بپرسید که چه مایعی در زمان تعریف مشخصات استفاده شده است. به عنوان مثال، در دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد، یک حمام با آب به عنوان واسطه پایدارتر خواهد بود. اگر از روغن استفاده می‌کنید، انتظار ناپایداری بیشتری داشته باشید. اگر روغن شما در دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد بسیار ویسکوز باشد، انتظار تخریب بیشتر در پایداری را داشته باشید. همچنین روغن‌ها ممکن است به دلیل اصطکاک هم‌زنی گرم شوند.

۳. یکنواختی

یک حمام کالیبراسیون دما می‌تواند بسیار پایدار باشد اما از یکنواختی برخوردار نباشد. حمام باید از لحاظ دما در تمام منطقه آزمایش که اندازه‌گیری مقایسه‌ای انجام می‌دهید، همگن باشد. زمانی که دو پروب یا بیشتر را در مایع قرار می‌دهید، باید در طول اندازه‌گیری در یک دما باشند. مشخصه یکنواختی، حداکثر مقدار این منبع خطا را تعریف می‌کند. هرچه تعداد پروب‌هایی که آزمایش می‌کنید بیشتر باشد، منطقه آزمایش بزرگتر و یکنواختی مهم‌تر می‌شود.

یکنواختی عمدتاً به مخلوط‌سازی بستگی دارد. آیا حمام کالیبراسیون از یک پمپ گردش برای مخلوط کردن مایعات انتقال حرارت استفاده می‌کند؟ اگر چنین است، آیا الگوهای جریان حرارتی در حمام وجود دارد که با یکنواختی تداخل کند؟ حتماً هر دو گرادیان دمای عمودی و افقی را بررسی کنید.

یک حمام کالیبراسیون ممکن است گرادیان دمای افقی نداشته باشد اما همچنان دارای گرادیان عمودی بین عمق‌های مختلف باشد. این یک مشکل است اگر پروب مرجع و پروب‌های تحت آزمایش طول‌های متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال، ممکن است پروب‌های ۳ اینچی را آزمایش کنید و مرجع شما یک SPRT ۱۹ اینچی باشد. می‌توانید پروب‌های آزمایشی را تنها تا ۳ اینچ غوطه‌ور کنید، اما اگر SPRT را نیز تنها تا ۳ اینچ غوطه‌ور کنید، عمق لازم برای جلوگیری از تأثیرات ساقه را ندارید که خطاهای اندازه‌گیری ایجاد کند. اگر SPRT را به درستی غوطه‌ور کنید و حمام شما از گرادیان‌های عمودی رنج ببرد، دیگر دما را در عمق ۳ اینچ پروب‌های تحت آزمایش نمی‌سنجید.

۴. اندازه مخزن

باید در نظر بگیرید که چند پروب و حسگر دما را می‌خواهید کالیبره کنید. حمامی با اندازه مخزن بزرگ که امکان کالیبره کردن گروه‌های بزرگ را فراهم می‌کند، ممکن است برای آزمایشگاه‌هایی که هر سال پروب‌ها و حسگرهای زیادی را کالیبره می‌کنند، مناسب باشد. از طرف دیگر، حمامی با مخزن کوچکتر برای آزمایشگاه‌هایی که حجم کالیبراسیون دمای کمتری دارند، مناسب‌تر خواهد بود.

هنگامی که SPRT ها، PRT ها و ترمومترهای مایع در شیشه نیاز به کالیبراسیون دارند، حمامی با عمق غوطه‌وری مناسب باید مد نظر قرار گیرد. اندازه دهانه مخزن نیز زمانی اهمیت پیدا می‌کند که حسگرهای با شکل عجیب (مانند حسگرهای بهداشتی سه‌تکه) و حسگرهایی با سر فرستنده بزرگ نیاز به کالیبراسیون داشته باشند. هنگام تحلیل اندازه مخزن مورد نیاز برای کاربرد خود، حتماً فضای کافی برای عمق غوطه‌وری حسگر و فضای مایع زیر حسگرها، و همچنین بین حسگرهای تحت آزمایش و دیواره مخزن در نظر بگیرید.

سوالات کلیدی درباره انتخاب حمام کالیبراسیون دما

1. دامنه دمای حمام چیست؟
2. مایعات انتقال حرارت توصیه‌شده و دامنه‌های عملکرد آن‌ها کدامند؟
3. پایداری و یکنواختی حمام در نقاط دمایی که برایتان مهم است چگونه است؟
4. کدام مایعات انتقال حرارت برای اندازه‌گیری مشخصات پایداری و یکنواختی استفاده شده‌اند؟
5. آیا اندازه مخزن حمام برای تعداد و اندازه پروب‌ها و حسگرهایی که در یک دسته کالیبره می‌شوند کافی است؟

به دنبال جزئیات بیشتر درباره حمام‌های کالیبراسیون دما قبل از انتخاب یکی هستید؟ به راهنمای ما، “چگونه یک حمام کالیبراسیون را انتخاب کنیم”، مراجعه کنید تا اطلاعات دقیق‌تری برای اطمینان از انتخاب صحیح به دست آورید.

پرسش‌های متداول

چرا انتخاب صحیح حمام کالیبراسیون دما مهم است؟

انتخاب صحیح حمام کالیبراسیون برای دستیابی به دقت و یکنواختی در اندازه‌گیری‌های دما بسیار مهم است.

ویسکوزیته مایعات انتقال حرارت چگونه بر کارایی کالیبراسیون تأثیر می‌گذارد؟

ویسکوزیته بالا می‌تواند موجب ناپایداری و عدم یکنواختی در انتقال حرارت شود که منجر به نتایج دقیق‌تر می‌گردد.

چه مایعاتی برای کالیبراسیون در دماهای مختلف توصیه می‌شود؟

انتخاب مایعات انتقال حرارت مانند اتانول و روغن سیلیکون بسته به دامنه دما متفاوت است.

منبع: www.fluke.com