干體爐是我們現(xiàn)場(chǎng)溫度校準(zhǔn)的常用儀器，隨著其應(yīng)用的日趨廣泛，如何正確的使用干體爐，已成為計(jì)量人關(guān)注的話題。作為干體爐的生產(chǎn)廠家，歐洲EURAMET-cg/13 校準(zhǔn)指南《Calibration of Temperature Block Calibrators》及 中國(guó) JJF1257-2010 《干體式溫度校準(zhǔn)器校準(zhǔn)方法》的起草人之一，結(jié)合40多年研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，就以下幾個(gè)方面分享有關(guān)如何正確使用干體爐：

1.   干體爐定義及原理

干體式溫度校準(zhǔn)器， 簡(jiǎn)稱干體爐，又稱干井爐，源于英文 Temperature Block Calibrator, Dry Block. 是利用干體爐內(nèi)均溫塊的均溫作用來保證插入均溫塊的被校溫度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)溫度保持一致。干體爐至少由下面幾部分構(gòu)成：固態(tài)均溫塊（套管）、控制均溫塊溫度的調(diào)節(jié)裝置、用于測(cè)量均溫塊溫度的傳感器和溫度顯示器（可通過溫度控制表）。這些部件可以是一個(gè)組合單元，或者是各個(gè)部件有明確分工的獨(dú)立單元。

干體爐基本原理很簡(jiǎn)單，根據(jù)目標(biāo)溫度值，按照一定的算法，加熱或冷卻一個(gè)固態(tài)均溫塊（溫場(chǎng)介質(zhì)），使其盡快達(dá)到目標(biāo)溫度值并保持其均勻穩(wěn)定。被校傳感器放入恒溫塊中，由于熱傳導(dǎo)作用使被校傳感器與均溫塊達(dá)到熱平衡狀態(tài)，即可進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.   干體爐的主要計(jì)量特性

• 準(zhǔn)確度（溫度偏差）：應(yīng)考慮溫度元件的遲滯、漂移、重復(fù)性

• 溫度波動(dòng)度：隨時(shí)間的穩(wěn)定性

• 孔間溫差：均溫塊不同測(cè)溫孔之間的最大的溫度差

• 軸向溫場(chǎng)均勻性：均溫 塊測(cè)量區(qū)內(nèi)沿測(cè)溫孔軸向溫度分布的均勻性

• 負(fù)載特性：均溫塊內(nèi)插入不同負(fù)載對(duì)測(cè)量區(qū)溫度的影響

以上這些計(jì)量特性中，負(fù)載特性對(duì)干體爐的整體性能影響最大，尤其是對(duì)于特殊傳感器的校準(zhǔn)，是否能夠正確選擇使用干體爐，直接關(guān)系到校準(zhǔn)的結(jié)果。

由于被檢溫度計(jì)數(shù)量增加或尺寸加大，產(chǎn)生了額外的熱量流失，可能會(huì)導(dǎo)致垂直溫場(chǎng)溫度梯度的漂移，溫度控制器不能補(bǔ)償這種漂移，這將導(dǎo)致更大的校準(zhǔn)誤差,尤其是在內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)模式時(shí)更為明顯，動(dòng)態(tài)負(fù)載補(bǔ)償（DLC）技術(shù)可以有效解決這一難題

這一技術(shù)是建立在多區(qū)加熱的基礎(chǔ)上，在溫場(chǎng)內(nèi)放置多點(diǎn)溫差檢測(cè)器，根據(jù)溫場(chǎng)的不平衡程度，配合獨(dú)立加熱區(qū)域，自動(dòng)調(diào)節(jié)的個(gè)加熱區(qū)域的溫度，這就像一個(gè)金屬攪拌器，最終使得溫場(chǎng)均勻穩(wěn)定。

3.  如何正確使用干體爐

根據(jù)干體爐的工作原理、計(jì)量特性以及被檢傳感器的技術(shù)參數(shù)，選擇恰當(dāng)?shù)母审w爐和匹配的均溫塊。每臺(tái)設(shè)備都有自己的適用范圍和應(yīng)用場(chǎng)合，首先要明確被檢傳感器的技術(shù)特性，才能夠選擇與之應(yīng)用相匹配的校準(zhǔn)儀器和校準(zhǔn)方法。

    3.1. 了解被檢傳感器的主要技術(shù)參數(shù)

• 測(cè)溫范圍

• 傳感器形狀

• 傳感器尺寸

• 準(zhǔn)確度

• 傳感器類型

    3.2. 正確選擇干體爐和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)

•      溫度量程

•      負(fù)載能力

•      均勻性

•      準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性

•      均溫塊開孔形狀尺寸

•      內(nèi)置/外接標(biāo)準(zhǔn)傳感器

•      附加功能

    3.3. 正確選擇校準(zhǔn)方式，校準(zhǔn)方法

•      全回路現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)/分離回路校準(zhǔn)/比對(duì)校準(zhǔn)

•      單支/多支校準(zhǔn)

•      干體/液槽校準(zhǔn)

•      數(shù)據(jù)獲取時(shí)間

4.      特殊溫度傳感器校準(zhǔn)

    4.1.    壓力式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)

這類傳感器感溫元件/感溫區(qū)均勻分布在整個(gè)探頭，探頭直徑大，插入深度長(zhǎng)，對(duì)干體爐有如下要求：

•      溫場(chǎng)直徑足夠大，大大提高負(fù)載能力

•      溫場(chǎng)深度足夠長(zhǎng)，保證探頭溫包全部浸入溫場(chǎng)

•      溫度計(jì)探頭變形或?yàn)楫愋螘r(shí)可用液槽

•      雙區(qū)加熱、動(dòng)態(tài)負(fù)載補(bǔ)償提高垂直溫場(chǎng)均勻性

    4.2.    短支衛(wèi)生型溫度傳感器

這類傳感器探頭浸入長(zhǎng)度短，無法實(shí)現(xiàn)15倍直徑的插入深度要求；很大的衛(wèi)生型卡盤導(dǎo)致大量熱量傳導(dǎo)到校準(zhǔn)器外；這種卡盤設(shè)計(jì)導(dǎo)致了內(nèi)在的固有誤差，這種固有誤差是個(gè)變量，與內(nèi)外溫差以及傳感器的外形尺寸相關(guān)。而衛(wèi)生型傳感器又對(duì)潔凈度又嚴(yán)格要求，使用油介質(zhì)會(huì)對(duì)傳感器造成污染。

基于以上原因，在選擇干體爐上要注意一下幾點(diǎn)：

•      干體爐垂直溫場(chǎng)更均勻，即使在加熱井頂部區(qū)域也可以精準(zhǔn)控溫。

•      溫場(chǎng)直徑足夠大，足以容納大尺寸的傳感器卡盤

•      專用短支校準(zhǔn)套件，與被檢傳感器匹配。

•      動(dòng)態(tài)負(fù)載補(bǔ)償，足以補(bǔ)償額外的熱量流失