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虹科分享 | 如何避免干井校準操作的常見誤區(二)

虹科環境監測 ? 2022-02-09 15:18 ? 次閱讀

校準短小的傳感器

在加工廠中,針對個別公司的需求而設計幾種不同的傳感器是很常見的。尤其是在生命科學和食品/飲料行業。然而,這些傳感器可能很短,并且制造成奇怪的形狀,使校準變得困難。根據一般經驗,傳感器必須完全浸沒在校準設備中,且直徑至少為傳感器直徑的15倍才能被視為準確。因此,傳感器的活動部分需要處于溫度均勻區。使用油槽是解決該問題的一種方法,因為傳感器完全浸沒在軸向泵送的液體中,從而確保溫度的均勻性。

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

由于干井中的熱負荷而產生的熱梯度通過雙區技術進行補償。這意味著校準器能夠感知和控制散熱,允許通過簡單地提升參考探頭以匹配水平面來校準短型傳感器。

干井設計

原則上,正確測量干井溫度的方法有兩種:

? 內置控制器傳感器用作內部參考傳感器,可將干井轉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),從而將干井轉變成散熱器

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兩種方法分別代表不確定性的各種影響:

3ef9fc4e-8955-11ec-9d5f-dac502259ad0.png使用內部參考傳感器校準:

內部參考傳感器默認放置在干井內。測量裝置通常放置在井底附近,圍繞插件。由于其定位,內部參考傳感器并不會測量被測傳感器所在的插件內部的溫度,而是測量其周圍區域的溫度。由于插件和干井之間的熱阻,溫度測量并不那么準確。這只會因溫度的變化而惡化,因為插件溫度通常比干井其他部分的溫度變化要慢。如果校準進行得太快,且沒有等待適當的穩定時間,這可能會導致有害的錯誤。除此之外,重新校準內部參考傳感器也是一個麻煩的問題,因為只有干井制造商能夠進行這種校準。

使用外部參考傳感器校準:

外部參考傳感器與被測傳感器一起被直接放置在插件中,因此溫度測量更加精確。為了具有與被校準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率,以便準確地跟蹤溫度的變化。然而,這種情況很少發生,因此必須考慮延長保持時間(停留時間)。與內部參考傳感器相比,使用外部參考傳感器(如ETS)的最佳因素之一是其結果更準確,不確定性更小。在提高精確度的基礎上,外部選項還提供了發生錯誤時的可靠性和獨立性——因為無需檢查整個干井單元即可檢查外部參考傳感器。

負載干井只要環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,這種現象稱為干式傳導。放在同一插件內的傳感器越多,溫度就會“泄漏”的越多——這也適用于更厚的傳感器。除此之外,環境和插件之間的溫差越大,泄漏就越多。在實踐中,這將意味著干井運行的溫度越高,泄漏的越多。這就導致靠近頂部的插件比底部的更容易冷卻,從而產生溫度梯度。為了避免這種情況,可以通過使用兩個或更多的加熱/冷卻區來減少或幾乎消除負載效應。對于內部參考傳感器,負載效應通常更為嚴重,因為參考傳感器放置在底部附近,測量的是井周圍的溫度,而不是插件內部的溫度,這導致負載效應無法被識別,從而無法得到補償。因此,在使用外部參考傳感器時,由負載效應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定性對于干井至關重要,因為被測傳感器可能具有不同的測量區域。即使在處理大型熱負荷(例如多個或“重型”傳感器)時,這一重要因素也需要保持正確,為了解決上述熱問題,雙區域設計的加熱井將是消除被測傳感器絕緣需求的最佳步驟,從而使校準所有類型的直型傳感器成為可能。

設計包括兩個獨立的區域,每個區域都可主動控制溫度:

?井的下部的均勻性水平接近實驗室油槽,并控制校準溫度。

?井的上部通過補償井頂部和被測傳感器之間的熱量損失,確保良好的均勻性并且獨立于負載。

實現溫度均勻性

插件垂直方向(長度)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”。

傳感器中的實際測量元件可能以不同的長度放置,因為一些元件比其他元件更靠近尖端。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。為了實現這一點,井底的均質區必須足夠深。因此,傳感器應保持在該區域內,其深度通常規定在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齊。

溫度分布

無論插件是否具有良好的熱導率,井之間總是會出現溫差。這通常是由以下原因引起的:

? 一個插件比另一個更易接觸到井體

? 插件負載不均,例如,一個插件可能比另一個更厚或有更多的傳感器

?兩側的加熱器和冷卻器的公差可能受到影響

幸運的是,井之間的溫差通常非常小。仍應通過熱分布研究來考慮和確定它們。

溫度穩定性

在運行期間溫度必須保持穩定,因為不同傳感器通常具有不同熱特性,因此需要不同的時間來穩定。如果溫度持續變化,不同的傳感器的讀數可能不同。例如,將校準設備放置在“非受控”區域的情況下,使用外部參考傳感器將提供更準確的結果。長期穩定性規范通常是制造商文件的一部分。

結論:

緩慢而穩定贏得比賽-使您的校準完全自動化

眾所周知,溫度變化通常相當緩慢,由于系統的被動性質,系統每個部分都需較長時間才能穩定在相同的溫度,從而達到平衡。校準需要時間,因為匆忙進行干井溫度校準會帶來最大的不確定性來源。因此,了解您的系統非常重要,例如通過測試校準程序中的各個步驟需要花費多長時間。這對于內部參考傳感器尤其重要,因為這些傳感器達到所需溫度的速度比被測傳感器快得多。因此,在過程中過早接受結果將導致重大錯誤。對于外部溫度傳感器來說,這并沒有那么嚴重,因為在平衡之前得出結果它們仍然準確。

虹科干井校準解決方案

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

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智能再校準信息
直觀、快速且用戶友好的導航
重量輕,便于攜帶
運輸用功能性手提箱(可選或包括)
多孔插入套件涵蓋常見傳感器尺寸
高調設計,持久品質

  • 3f8caad0-8955-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3fa2b488-8955-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3fb42c7c-8955-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3fce0e58-8955-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3fe0b922-8955-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

    << 左右滑動查看多種型號>>

所有干井校準器通過校準軟件具有便攜性、準確性、速度和先進的記錄功能。

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