小型恒温槽校准方法与流程

本发明涉及恒温槽校准。

背景技术：

1、小型恒温槽的温场均匀性和稳定性是越往深处、底部越好，但是对于一些小尺寸或者有卡扣、法兰盘的被校温度计，插入深度无法达到中心点或下水平面，只能利用小型恒温槽的上水平面温场进行校准。此时，上水平面温场的测试指标就显得尤为重要。

2、传统的恒温槽校准主要依靠人工操作且校准方法不适用于小型便携式恒温槽。目前普遍在测试恒温槽工作区域上水平面温度均匀性时，移动标准铂电阻温度计插入上水平面深度不小于100mm，这距离对于一些小型便携式恒温槽来说，已经接近中下层，无法实现上水平面的测试。

3、其次，校准恒温槽需要2支标准铂电阻温度计，依次测量上水平面和下水平面合计9个不同点的温度值。传统温度计的固定方式一般采用恒温槽盖板开孔，标准铂电阻温度计的传感器感温端插入恒温槽。此种方法无法调节深度，也无法计算感温端插入恒温槽的有效工作区域，因此无法精确地计量校准；另一种方法是将标准铂电阻温度计固定于悬臂杆或孔板上，虽然可以实现温度计升降但是无法实现9个不同位置的移动测量。否则就需要多支标准铂电阻温度计才能实现9个位置的测量。多支标准铂电阻温度计不仅价格昂贵，而且小型恒温槽的体积比较小无法放置多支标准铂电阻温度计。

4、另外，校准恒温槽大多采用人工操作，不仅耗时而且可能导致人为错误。现在精密测温电桥已经可以实现温度计的自动采集数据功能，无需人工在不同温度点不同位置不同时间进行手工计数。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单且易于精确定位的小型恒温槽校准方法。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、本发明提供一种小型恒温槽校准装置的小型恒温槽校准方法，小型恒温槽校准装置包括第一高度尺、第二高度尺、固定标准铂电阻温度计、移动标准铂电阻温度计、第一温度计调节固定机构以及第二温度计调节固定机构；固定标准铂电阻温度计通过所述第一温度计调节固定机构插入到小型恒温槽内，移动标准铂电阻温度计通过第二温度计调节固定机构插入到小型恒温槽内；

4、第一温度计调节固定机构包括第一导向滑套、第一限位螺丝、第一固定螺丝、第一伸缩杆以及第一螺纹卡槽；所述第一导向滑套设置在所述第一高度尺上并可沿所述第一高度尺上下滑动，所述第一限位螺丝用于在所需高度处将第一导向滑套固定在所述第一高度尺上；所述第一伸缩杆由所述第一固定螺丝固定在所述第一导向滑套上；所述第一伸缩杆包括第一固定杆、第一移动杆以及第一紧锁框，固定杆和移动杆通过第一紧锁框连接，通过第一紧锁框调节所述第一伸缩杆的伸缩长度；所述第一螺纹卡槽固定在所述第一伸缩杆的末端，在所述第一螺纹卡槽上设置有用于固定固定标准铂电阻温度计的第一开孔；

5、第二温度计调节固定机构包括第二导向滑套、第二限位螺丝、第二固定螺丝、第二伸缩杆、第二螺纹卡槽、螺纹套管以及螺纹刻度盘；所述第二导向滑套设置在所述第二高度尺上并可沿所述第二高度尺上下滑动，所述第二限位螺丝用于在所需高度处将第二导向滑套固定在所述第二高度尺上；所述第二伸缩杆由所述第二固定螺丝固定在所述第二导向滑套上；所述第二伸缩杆包括第二固定杆、第二移动杆以及第二紧锁框，第二固定杆和第二移动杆通过第二紧锁框连接，通过第二紧锁框调节所述第二伸缩杆的伸缩长度；所述第二螺纹卡槽固定在所述第二伸缩杆的末端，在所述第二螺纹卡槽上设置所述螺纹套管，在所述螺纹套管的上端设置所述螺纹刻度盘，在所述螺纹刻度盘上设置有偏心的用于固定移动标准铂电阻温度计的第二开孔；所述螺纹刻度盘可绕所述螺纹套管旋转并带动所述第二开孔绕螺纹刻度盘的中心转动；校准方法，包括：

6、开始恒温槽校准前，根据恒温槽的深度确定好第一高度尺的深度，使得固定标准铂电阻温度计垂直悬吊于恒温槽的中心位置；第二高度尺夹持移动标准铂电阻温度计，移动标准铂电阻温度计通过螺纹刻度盘上的第二开孔定位在上水平面第一位置a，垂直悬吊于恒温槽上水平面位置；设置恒温槽第一个温度点，温度稳定后，上水平面深度通过高度尺不断增加移动用的铂电阻温度计深度，满足最大温差及高度预判定准则后，固定高度尺，通过不确定度评估验证，最终确定移动用的铂电阻温度计上水平面深度和上水平面第一位置a；固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计接线端连接精密测温电桥；

7、恒温槽上水平面校准时，计算机控制测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数条件并采集数据；上水平面第一位置a位置测量完成后，调整移动用的铂电阻温度计，通过旋转螺纹刻度盘定位在上水平面第二位置b；计算机控制测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数条件并读取数据；上水平面第二位置b测量完成后，调整移动用的铂电阻温度计，通过旋转螺纹刻度盘定位在右侧插孔上水平面第三位置c；计算机控制测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数并采集数据；上水平面第三位置c测量完成后，调整移动用的铂电阻温度计，通过旋转螺纹刻度盘定位在上水平面第四位置d；计算机(控制精密测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数；上水平面校准结束；上水平面第一位置a、上水平面第二位置b、上水平面第三位置c以及上水平面第四位置d依次相间90°；

8、恒温槽下水平面校准前，先通过高度尺下降深度，将移动用的铂电阻温度计降低至恒温槽的底端；通过旋转螺纹刻度盘定位在插孔下水平面第一位置e；

9、恒温槽下水平面校准时，计算机控制测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数；下水平面第一位置e测量完成后，调整移动用的铂电阻温度计，通过旋转螺纹刻度盘定位在后面插孔下水平面f位置；计算机控制测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数；下水平面第二位置f测量完成后，调整移动用的铂电阻温度计，通过旋转螺纹刻度盘定位在下水平面第三位置g；计算机控制精密测温电桥通过温度稳定预判定准则判断是否满足自动读数；下水平面第三位置g测量完成后，调整移动用的铂电阻温度计，通过旋转螺纹刻度盘定位在下水平面第四位置h；计算机控制测温电桥通过温度稳定预判定准则判断固定标准铂电阻温度计和移动标准铂电阻温度计是否满足自动读数；下水平面校准结束；下水平面第一位置e、下水平面第二位置f、下水平面第三位置g及下水平面第四位置h依次相间90°；

10、在某一温度点的恒温槽上下水平面均匀性测量完成后，更换下一个校准温度点，重复以上步骤，直至完成不同校准点的恒温槽均匀性测试。

11、最大温差及高度预判定准则为：

12、s1、获取小型恒温槽的有效工作区域深度，计算其中心点深度，通过高度尺调节固定用标准铂电阻温度计至中心点深度；

13、s2、通过高度尺调节移动用标准铂电阻温度计上水平面深度起始值，通过深度与移动用标准铂电阻温度计数据关系，计算出上水平面水平温差结果，初判移动用标准铂电阻温度计上水平面深度；

14、s3、验证移动用标准铂电阻温度计在初判深度的测量结果不确定性，评估这一深度进行校准恒温槽时有效可靠性；

15、s4、通过移动用标准铂电阻温度计获取小型恒温槽下水平面温场均匀性，计算水平温差和最大温差；

16、s5、通过固定用标准铂电阻温度计采集不同温度点中心位置的温度值，计算小型恒温槽的温度稳定性。

17、初判移动用标准铂电阻温度计上水平面深度；

18、ta-t0≤tmax

19、其中，ta为移动用标准铂电阻在位置a热平衡后的温度值；t0为固定用标准铂电阻温度计获取的中心点温度值；tmax为预判最大温差值。

20、移动用标准铂电阻温度计在初判深度的测量结果不确定性的结果不确定度u为：

21、

22、其中，u1为移动用标准铂电阻温度计测量重复性引入的标准不确定度分量；u2为两支标准铂电阻温度计的分辨力引入的标准不确定度分量；u3为两支标准铂电阻温度计的稳定性引入的标准不确定度分量；u4为测温电桥引入的标准不确定度分量；u5为两个不同测量孔引入的标准不确定度分量；tmax为恒温槽稳定性技术指标。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、本发明校准装置，仅用两支铂电阻温度计就可以实现小型恒温槽的校准，节省人力物资。标准铂电阻温度计价格昂贵且为石英制品易碎，其内部铂丝本身受到震动、碰撞都会产生应力导致计量特性的漂移，利用旋转刻度盘定位移动标准铂电阻温度计的四个校准位置，相较于常见的夹持装置，标准铂电阻温度计不易发生损坏，定位精准。

25、按照现有做法校准恒温槽，移动用标准铂电阻温度计插入上水平面深度不小于100mm，这一距离深度较高，无法实现小型便携式恒温槽上水平面的温场均匀性测试；本发明的方法，利用高度尺改变移动用标准铂电阻温度计，通过深度与移动用标准铂电阻温度计数据关系，计算出初判深度的上水平面水平温差结果。然后通过不确定度评估初判深度处，可以实现小型便携式恒温槽上水平面的温场均匀性测试，从而确定移动用标准铂电阻温度计的最终上水平面插入深度。