环境温度试验设备的检测与不确定度分析研究.pdf

2005年会论文集 环境温度试验设备的检测与不确定度分析 金志军 (中国计量科学研究院，100013，北京) 摘要：环境温度试验设备是许多行业和部门经常及普遍使用的仪器，他的正确使 用、合理检测是保证该器具正常工作及为相关实验提供数据的基础。本支就环境 温度试验设备的检测过程、检测方法、检定的不确定度评定等进行了阐述，并对 检测过程中需要注意和值得探讨的问题进行了概括和总结。 关键词：环境温度，检测，不确定度 1引言 环境温度装置包括干燥箱，气候老化箱、培养箱、蒸汽灭菌箱、高低温试验 室等以空气为介质的温度试验设备，还包括以控制温度或温度和湿度做为基本控 制参数的环境试验设备，比如盐雾试验箱、交变湿热试验箱、霉菌试验箱、腐蚀 气体试验箱、恒温恒湿实验室等。此类设备广泛应用在电工电子产品的老化耐久 性试验，化工制品环境等级验证，农业产品如种子的发芽实验，医药行业的菌数 培养等多种行业和部门。随着市场经济的不断深入和我国国民经济的飞速发展， 环境温度装置的各种试验设备在科学研究、日常应用、医疗器械、航天航空等各 个领域都有大量的应用，因此对该类设备和装置的计量检测的需求也R益增多， 为此近年来各计量部门、仪器制造厂家对环境温度装置的检测方法、检测手段和 过程等方面的研究和开发应用也有了较大的投入。 由于其尺寸限制和使用的特殊性，因此大多数这些设备的检测一般都是在现 场进行的，要求计量检测部门必须能提供准确可靠、适用的检测仪表或检测系统， 以保证测量结果的准确。 2环境温度装置检测的方法、过程与特点 2．1检测方法 根据试验设各容积的大小，将工作空间分为上、中、下三个层面，将一定数 量的温度、湿度传感器放在工作空间规定的位置上，传感器应避免冷热源的直接 接触和辐射。 设备容积小于或等于2m3时，温度测量点为9个，布放位置如图l所示。 上层 中层 下层 目目目 门 门 门 图1温度传感器布置(9点) 2005年会论文集 设备容积大于2ms时温度测量点为15个，布放位置如图2所示。 上层 中层 下层 国目国 门 门 门 图2温度传感器布置(15点) 环境温度试验设备中层中心点为设备工作空间的几何中心点，其他各测量点 的位置与设备内壁的距离为工作室各自边长的1／10，但最大距离不能大于 500ram，最小距离不能小于50ram。未做特殊说明的，湿度传感器应布放在设备 几何中心点位置，或均匀布置在工作空间的各个层面。 2．2检测过程 以温度检测为例，环境温度试验设备的工作状态一般是：接通电源并设定目 标温度后，设备工作空间的温度将是一条单调上升(或单调下降)的曲线；当达 到设定值后，工作空间内的温度是一条周期性波动的曲线，这时的温度变化曲线 是一条单调上升(或单调下降)的曲线与振幅逐渐变小的类似正弦波的曲线叠加 而成。因此，可以根据布置在工作空间内各检测点的温度变化来判断其所处的状 态。当温度波动值小于设定值或波动值出现周期性的变化，即可认为该试验设备 已达到稳定状态，可以开始计量检测。 温度 (湿度 时间 图3环境温度试验设备工作状态示意图 检测过程一般为30分钟，每2分钟记录一次所有点的温度，最后根据记录 的实验数据，计算并给出温度偏差、温度波动度和温度均匀度等结果，根据这些 数据即可判断在设定温度值下该设备的相关技术指标和大体性能。 3环境温度装置检测的不确定度评定 国内外对于环境温度试验设备的检测都出台了相应的标准和规范