基于側(cè)攪拌結(jié)構(gòu)的便攜式恒溫槽的研制

沈文杰等

摘 要：介紹了一種基于側(cè)面攪拌結(jié)構(gòu)的便攜式恒溫槽，克服了現(xiàn)有磁力攪拌技術(shù)對計(jì)量儀器插入深度的影響。采用快速升溫技術(shù)后，其測量范圍可達(dá)到300 ℃，并且具有良好的溫場特性。恒溫槽克服了現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺點(diǎn)，有效提高了現(xiàn)場計(jì)量的可靠性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：溫度計(jì)量；側(cè)攪拌結(jié)構(gòu)；便攜式恒溫槽；計(jì)量儀器

中圖分類號：TH811；TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.005

恒溫槽是通過控制恒溫工作區(qū)域內(nèi)液體介質(zhì)的溫度來滿足溫場要求的設(shè)備，它具有控溫精度高、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)，便攜式恒溫槽還具有攜帶方便的特點(diǎn)。近幾年，隨著儀表制造業(yè)的快速發(fā)展，對溫度儀表的校準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格，而現(xiàn)場計(jì)量校準(zhǔn)成為了重要的發(fā)展方向，因此，便攜式恒溫槽的使用也越來越廣泛。

目前，現(xiàn)場計(jì)量校準(zhǔn)使用的恒溫設(shè)備主要有便攜式恒溫槽和干體式恒溫校準(zhǔn)器?，F(xiàn)有的便攜式恒溫槽多采用磁耦合攪拌方式，溫場不均勻、波動(dòng)性大，置于槽體底部的攪拌扇葉還會(huì)限制計(jì)量儀器的插入深度；因?yàn)楦审w式恒溫校準(zhǔn)器爐體設(shè)計(jì)和熱力學(xué)性質(zhì)的原因，軸向和徑向的均勻性、負(fù)載、徑向傳導(dǎo)等都會(huì)影響溫場的質(zhì)量，不能滿足高精度校準(zhǔn)的使用要求。

本文提出了一種基于側(cè)攪拌結(jié)構(gòu)的便攜式恒溫槽，它不僅增加了工作腔體的深度，而且還有效保證了恒溫工作區(qū)域的均勻性和穩(wěn)定性，性能指標(biāo)良好。

1 便攜式恒溫槽的結(jié)構(gòu)特征

便攜式恒溫槽主要包括溫度控制儀表和恒溫工作區(qū)域。恒溫工作區(qū)域主要包括工作腔體、控溫?zé)犭娮琛嚢桦姍C(jī)、攪拌扇葉和加熱電阻絲，如圖1所示。便攜槽將恒溫工作區(qū)域的攪拌電機(jī)置于工作腔體的側(cè)面，這種設(shè)計(jì)可以有效擴(kuò)展工作腔體的深度，克服計(jì)量器具插入深度不夠?qū)y量結(jié)果造成的影響。

如圖1所示，便攜式恒溫槽的特征有以下幾點(diǎn)：①工作腔用不銹鋼材質(zhì)的工作筒體隔離出來，不僅可以有效防止被測元件戳到工作區(qū)域的底部，還可以防止小元件掉落到恒溫工作區(qū)域后對攪拌扇葉造成傷害；②工作腔底部兩側(cè)設(shè)有網(wǎng)狀孔腔，以保證工作腔內(nèi)、外的液體工作介質(zhì)相互流通，進(jìn)而保證工作腔內(nèi)溫場的穩(wěn)定性和均勻性；③便攜式恒溫槽的工作腔開口端上部設(shè)有螺紋結(jié)構(gòu)，可以在工作腔上端加蓋防塵蓋，防止閑置時(shí)期塵土顆粒及其他雜質(zhì)掉落進(jìn)去，從而保證工作區(qū)域內(nèi)液體的純凈度；④控溫?zé)犭娮枧c工作腔同方向置于恒溫工作區(qū)域內(nèi)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測工作區(qū)域內(nèi)的溫度。

2 便攜式恒溫槽的性能指標(biāo)

根據(jù)JJF 1030—2010《恒溫槽技術(shù)性能測試規(guī)范》的要求，選用2支二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)對便攜式恒溫槽的工作區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)檢測，并選擇幾個(gè)特征溫度點(diǎn)，檢測數(shù)據(jù)如表1所示。

便攜式恒溫槽恒溫工作區(qū)域內(nèi)的液體介質(zhì)是甲基硅油，所以，其測溫范圍為50～300 ℃。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，便攜式恒溫槽的恒溫工作區(qū)域技術(shù)指標(biāo)良好，溫場均勻性不超過0.02 ℃，10 min中內(nèi)的溫場波動(dòng)性不超過0.03 ℃，可以滿足大多數(shù)計(jì)量器具的現(xiàn)場校準(zhǔn)要求。

3 總結(jié)

這種便攜式恒溫槽在結(jié)構(gòu)上具有一定的創(chuàng)新性，一方面，將攪拌扇葉置于工作腔體的側(cè)面，擴(kuò)展了工作腔體的深度，保證了計(jì)量儀器校準(zhǔn)條件的可靠性；另一方面，工作腔體通過網(wǎng)狀空隙與整個(gè)工作區(qū)域保持液體流通，保證了恒溫工作區(qū)域溫場的均勻性和穩(wěn)定性，提高了計(jì)量儀器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。因此，在現(xiàn)場計(jì)量儀器的校準(zhǔn)領(lǐng)域，基于側(cè)攪拌結(jié)構(gòu)的便攜式恒溫槽具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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Abstract： The paper introduces a portable constant temperature slot based on the side stirring structure， and overcomes the influence of the existing magnetic stirring technology on the insertion depth of the measurement instrument. After the rapid heating technology， the measurement range can reach 300， and has good temperature field characteristics. The constant temperature trough overcomes many shortcomings of the existing technology， and effectively improves the reliability and accuracy of the measurement.

Key words： temperature measurement； side stirring structure； portable constant temperature trough； metering instrument