校準(zhǔn)短小的傳感器

在加工廠中，針對(duì)個(gè)別公司的需求而設(shè)計(jì)幾種不同的傳感器是很常見的。尤其是在生命科學(xué)和食品/飲料行業(yè)。然而，這些傳感器可能很短，并且制造成奇怪的形狀，使校準(zhǔn)變得困難。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，傳感器必須完全浸沒在校準(zhǔn)設(shè)備中，且直徑至少為傳感器直徑的15倍才能被視為準(zhǔn)確。因此，傳感器的活動(dòng)部分需要處于溫度均勻區(qū)。使用油槽是解決該問題的一種方法，因?yàn)閭鞲衅魍耆]在軸向泵送的液體中，從而確保溫度的均勻性。

然而，對(duì)于不會(huì)被油渣污染傳感器的“純”校準(zhǔn)，采用雙區(qū)技術(shù)的干井是答案。在某些情況下，可以使用特殊插件來減少或消除溫度耗散。

由于干井中的熱負(fù)荷而產(chǎn)生的熱梯度通過雙區(qū)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。這意味著校準(zhǔn)器能夠感知和控制散熱，允許通過簡(jiǎn)單地提升參考探頭以匹配水平面來校準(zhǔn)短型傳感器。

干井設(shè)計(jì)

原則上，正確測(cè)量干井溫度的方法有兩種：

? 內(nèi)置控制器傳感器用作內(nèi)部參考傳感器，可將干井轉(zhuǎn)換成自己的參考儀器

? 通過插件安裝的外部參考傳感器（例如ETS），從而將干井轉(zhuǎn)變成散熱器

兩種方法分別代表不確定性的各種影響：

使用內(nèi)部參考傳感器校準(zhǔn)：

內(nèi)部參考傳感器默認(rèn)放置在干井內(nèi)。測(cè)量裝置通常放置在井底附近，圍繞插件。由于其定位，內(nèi)部參考傳感器并不會(huì)測(cè)量被測(cè)傳感器所在的插件內(nèi)部的溫度，而是測(cè)量其周圍區(qū)域的溫度。由于插件和干井之間的熱阻，溫度測(cè)量并不那么準(zhǔn)確。這只會(huì)因溫度的變化而惡化，因?yàn)椴寮囟韧ǔ１雀删渌糠值臏囟茸兓?。如果校?zhǔn)進(jìn)行得太快，且沒有等待適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定時(shí)間，這可能會(huì)導(dǎo)致有害的錯(cuò)誤。除此之外，重新校準(zhǔn)內(nèi)部參考傳感器也是一個(gè)麻煩的問題，因?yàn)橹挥懈删圃焐棠軌蜻M(jìn)行這種校準(zhǔn)。

使用外部參考傳感器校準(zhǔn)：

外部參考傳感器與被測(cè)傳感器一起被直接放置在插件中，因此溫度測(cè)量更加精確。為了具有與被校準(zhǔn)傳感器相同的熱特性，參考傳感器最好具有相同的尺寸和熱導(dǎo)率，以便準(zhǔn)確地跟蹤溫度的變化。然而，這種情況很少發(fā)生，因此必須考慮延長(zhǎng)保持時(shí)間（停留時(shí)間）。與內(nèi)部參考傳感器相比，使用外部參考傳感器（如ETS）的最佳因素之一是其結(jié)果更準(zhǔn)確，不確定性更小。在提高精確度的基礎(chǔ)上，外部選項(xiàng)還提供了發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的可靠性和獨(dú)立性——因?yàn)闊o需檢查整個(gè)干井單元即可檢查外部參考傳感器。

負(fù)載干井只要環(huán)境溫度與干井溫度不同，就幾乎不可能避免熱量通過傳感器傳導(dǎo)，這種現(xiàn)象稱為干式傳導(dǎo)。放在同一插件內(nèi)的傳感器越多，溫度就會(huì)“泄漏”的越多——這也適用于更厚的傳感器。除此之外，環(huán)境和插件之間的溫差越大，泄漏就越多。在實(shí)踐中，這將意味著干井運(yùn)行的溫度越高，泄漏的越多。這就導(dǎo)致靠近頂部的插件比底部的更容易冷卻，從而產(chǎn)生溫度梯度。為了避免這種情況，可以通過使用兩個(gè)或更多的加熱/冷卻區(qū)來減少或幾乎消除負(fù)載效應(yīng)。對(duì)于內(nèi)部參考傳感器，負(fù)載效應(yīng)通常更為嚴(yán)重，因?yàn)閰⒖紓鞲衅鞣胖迷诘撞扛浇?，測(cè)量的是井周圍的溫度，而不是插件內(nèi)部的溫度，這導(dǎo)致負(fù)載效應(yīng)無法被識(shí)別，從而無法得到補(bǔ)償。因此，在使用外部參考傳感器時(shí)，由負(fù)載效應(yīng)引起的誤差要小得多，因此不確定性要好得多。

溫度可靠的溫度源

良好的溫度均勻性和穩(wěn)定性對(duì)于干井至關(guān)重要，因?yàn)楸粶y(cè)傳感器可能具有不同的測(cè)量區(qū)域。即使在處理大型熱負(fù)荷（例如多個(gè)或“重型”傳感器）時(shí)，這一重要因素也需要保持正確，為了解決上述熱問題，雙區(qū)域設(shè)計(jì)的加熱井將是消除被測(cè)傳感器絕緣需求的最佳步驟，從而使校準(zhǔn)所有類型的直型傳感器成為可能。

設(shè)計(jì)包括兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都可主動(dòng)控制溫度：

?井的下部的均勻性水平接近實(shí)驗(yàn)室油槽，并控制校準(zhǔn)溫度。

?井的上部通過補(bǔ)償井頂部和被測(cè)傳感器之間的熱量損失，確保良好的均勻性并且獨(dú)立于負(fù)載。

實(shí)現(xiàn)溫度均勻性

插件垂直方向（長(zhǎng)度）上的溫差被稱為軸向均勻性。干井底部的溫度與頂部的溫度不同很常見。這主要是由于頂部的溫度向周圍“泄漏”。

傳感器中的實(shí)際測(cè)量元件可能以不同的長(zhǎng)度放置，因?yàn)橐恍┰绕渌拷舛?。這使得確保不同的傳感器暴露在相同溫度下變得極為重要。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，井底的均質(zhì)區(qū)必須足夠深。因此，傳感器應(yīng)保持在該區(qū)域內(nèi)，其深度通常規(guī)定在40至60mm之間，以消除或減少不確定性，或至少在相同深度插入和對(duì)齊。

溫度分布

無論插件是否具有良好的熱導(dǎo)率，井之間總是會(huì)出現(xiàn)溫差。這通常是由以下原因引起的：

? 一個(gè)插件比另一個(gè)更易接觸到井體

? 插件負(fù)載不均，例如，一個(gè)插件可能比另一個(gè)更厚或有更多的傳感器

?兩側(cè)的加熱器和冷卻器的公差可能受到影響

幸運(yùn)的是，井之間的溫差通常非常小。仍應(yīng)通過熱分布研究來考慮和確定它們。

溫度穩(wěn)定性

在運(yùn)行期間溫度必須保持穩(wěn)定，因?yàn)椴煌瑐鞲衅魍ǔ＞哂胁煌瑹崽匦?，因此需要不同的時(shí)間來穩(wěn)定。如果溫度持續(xù)變化，不同的傳感器的讀數(shù)可能不同。例如，將校準(zhǔn)設(shè)備放置在“非受控”區(qū)域的情況下，使用外部參考傳感器將提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。長(zhǎng)期穩(wěn)定性規(guī)范通常是制造商文件的一部分。

結(jié)論：

緩慢而穩(wěn)定贏得比賽-使您的校準(zhǔn)完全自動(dòng)化

眾所周知，溫度變化通常相當(dāng)緩慢，由于系統(tǒng)的被動(dòng)性質(zhì)，系統(tǒng)每個(gè)部分都需較長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定在相同的溫度，從而達(dá)到平衡。校準(zhǔn)需要時(shí)間，因?yàn)榇颐M(jìn)行干井溫度校準(zhǔn)會(huì)帶來最大的不確定性來源。因此，了解您的系統(tǒng)非常重要，例如通過測(cè)試校準(zhǔn)程序中的各個(gè)步驟需要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間。這對(duì)于內(nèi)部參考傳感器尤其重要，因?yàn)檫@些傳感器達(dá)到所需溫度的速度比被測(cè)傳感器快得多。因此，在過程中過早接受結(jié)果將導(dǎo)致重大錯(cuò)誤。對(duì)于外部溫度傳感器來說，這并沒有那么嚴(yán)重，因?yàn)樵谄胶庵暗贸鼋Y(jié)果它們?nèi)匀粶?zhǔn)確。

虹科干井校準(zhǔn)解決方案

虹科提供一系列可移動(dòng)的干井校準(zhǔn)器，用于-100至+425°C（+700°C）之間的溫度校準(zhǔn)。使用裝有需要校準(zhǔn)的傳感器/探頭的受控加熱裝置創(chuàng)建穩(wěn)定的溫度曲線。

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