福禄克热电偶校准器

[b][b][b][font=宋体][/font][font=宋体][color=black]单位在去年采购福禄克（FLUKE）过程校验仪726和724，主要是通过电信号给传感器输入端口一个模拟传感器信号，以便检测和计量端口后数据采集显示的准确度。由于检测现场热电偶居多，且一般有多个台位，一个台位就要有30-50个端口，故采购这款仪器性价比很高，下面结合我自己亲身使用经历，来评价一下这块过程校验仪724的优缺点，希望大家在选购类似仪器时少走弯路，也希望厂家不断改进仪器来满足用户的需求。[/color][color=black]品牌介绍：[/color][color=black]福禄克([/color][url=https://baike.so.com/doc/198704-210063.html][color=black]Fluke[/color][/url][color=black])[/color][color=black]公司是世界电子测试工具生产、分销和服务的领导者。[/color][url=https://baike.so.com/doc/158018-166940.html][color=black]福禄克公司[/color][/url][color=black]于1948年成立，作为福迪威集团的全资子公司，福禄克是一个跨国公司，总部设在美国[/color][url=https://baike.so.com/doc/436394-462066.html][color=black]华盛顿州[/color][/url][color=black]的埃弗里德市，工厂分别设在美国、英国，荷兰和中国。销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。福禄克公司已授权的分销商遍布世界100多个国家，雇员约2400人。[/color]福禄克不直接销售仪器，是由代理商进行销售工作的，一般选择福禄克授权的一级代理商比较有保障的。[/font][/b][sub][/sub][font=宋体][color=black][back=white]我们采购了福禄克[/back][/color][/font][color=black][back=white]725[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white]温度校准器，这里给大家介绍一下[/back][/color][/font][color=black][back=white]724[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white]。[/back][/color][/font][font=宋体][color=black][back=white][img=,177,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211030956539136_6038_2771427_3.jpg!w177x290.jpg[/img][/back][/color][/font][font=宋体]优点：[/font][font=宋体]1[/font][font=宋体]）优势是不需要干体炉或者液体介质炉对热电偶进行计量校准（校验），直接通过热电偶特性，使用电信号进行端口的计量校准，针对热电偶自身，可以检查通断性能，一般热电偶自身耐用性较高，不会出现问题，主要是端口温度处理模块这块以及软件采集可能会有偏移或者故障。[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体]）测量RTD、热电偶、欧姆和电压，测试传感器和变送器[/font][font=宋体]3[/font][font=宋体]）输出/模拟热电阻，热电偶，电压，电阻来校准变送器[/font][font=宋体]4[/font][font=宋体]）通过25%和100%步进来进行快速线性测试，自动步进，可以节省不少时间[/font][font=宋体]5[/font][font=宋体]）通过自动步进和自动斜坡功能实现远程测试，远程测试这个功能比较实用最后这个功能，比较适合校准计量场景，特别是热电偶输入端与温度读取端较为远距离时候，实验室人员需要来回来去走动，耽误时间，这个自动步进可以定时分间隔给电信号，同时显示温度数据，确认采集端的符合性和诊断正确准确性。[/font][font=宋体]缺点：[/font][font=宋体]1[/font][font=宋体]）输出信号，希望可以配套热电偶的线缆，这样可以解决客户使用困难，即自己拆卸一个热电偶做成输出信号的线缆与端口连接。[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体]）希望背光可以调节时间更长一些，可内置锂电池充电使用。[/font][color=black]仪器适用场所：[/color][font=宋体]实验室检测仪器带有热电偶插入的端口、采集模块，带有热电偶读取功能的设备核查或计量校准；测量RTD、热电偶、欧姆和电压，测试传感器和变送器；输出/模拟热电阻，热电偶，电压，电阻来校准变送器；[/font][font=宋体]该仪器与干体炉或液体介质炉突出优势：[/font][font=宋体]实验室一些设备都有热电偶测温功能，具体热电偶长期使用，是否温度数据显示准确是个问题，有时候并不能得知热电偶的准确度，送计量也不值当，比如一些温度巡检仪或者温度记录仪有多根热电偶，数据不一致或者存在偏差，如果使用液体或干体介质炉成本较高，这时候温度校准器724就非常方便解决你的困惑了。[/font][font=宋体]总结：[/font][font=宋体]简单的“无菜单”控制方式，使724操作非常简单。小巧尺寸不大，容易携带和手持操作；坚固、可靠，适合现场使用，诊断故障；可以测量和输出10种热电偶类型和7种铂电阻（RTD）类型，以及电压和电阻信号。测量/输出双显示，您可同时输出温度和观察回路电流。[/font][font=宋体][color=black][back=white][/back][/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]后附说明书供大家细致查阅！[/back][/color][/font][/b][/b]

[color=black]单位在2019年采购了福禄克（FLUKE）干式计量炉，相比于之前采购的9105、9170而言，这款干体炉是超低温干体炉。下面结合我自己亲身使用经历，来评价一下这款干体炉的优缺点，希望大家在选购类似仪器时少走弯路，也希望厂家不断改进仪器来满足用户的需求。[/color][img=,605,525]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091757334296_653_2771427_3.jpg!w605x525.jpg[/img][color=black]品牌介绍：[/color][color=black]福禄克([/color][url=https://baike.so.com/doc/198704-210063.html][color=black]Fluke[/color][/url][color=black])[/color][color=black]公司是世界电子测试工具生产、分销和服务的领导者。[/color][url=https://baike.so.com/doc/158018-166940.html][color=black]福禄克公司[/color][/url][color=black]于1948年成立，作为福迪威集团的全资子公司，福禄克是一个跨国公司，总部设在美国[/color][url=https://baike.so.com/doc/436394-462066.html][color=black]华盛顿州[/color][/url][color=black]的埃弗里德市，工厂分别设在美国、英国，荷兰和中国。销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。[/color]福禄克不直接销售仪器，是由代理商进行销售工作的，一般选择福禄克授权的一级代理商比较有保障的。[font=宋体]干体炉主要用途或仪器适用场所：[/font][color=black]是计量和检测或校对（校验）线缆式或棒式棍式热电阻，热电偶，测温仪和传感器[/color]，超低温也会应用在医用冷冻箱、实验室冷冻箱、冷库、血库、高压灭菌器和冻干机等。像我们是需要用它在现场检测实验室温度记录仪上30根热电偶温度偏差，由于现场没有恒温水槽或高温油槽，故干式计量炉是首选，携带方便，准确度也很高。[font=宋体]优点：[/font][font=宋体]1）[/font][font=宋体]一般我们购置同类型设备只能最低到-30 或-40℃，但是它可调温范围为-95℃到140℃。[/font][font=宋体]2）[/font][font=宋体]介质炉提供一个恒温稳定环境，但是具体温度稳不稳准不准，还需要标准温度验证，故该设备可选配内置参考测温仪，有效保证介质的准确度。[/font][font=宋体]3）[/font][font=宋体]设备溯源结果较好，稳定性±0.015℃，准确度±0.2℃。[/font][font=宋体]4）[/font][font=宋体]长方体结构，便携式，重量为16kg。[/font][font=宋体]5）[/font][font=宋体]前后把手设计方便携带，显示友好，直观，有蜂鸣器可以知道设定温度是否稳定。[/font][font=宋体]不足：[/font][font=宋体]1[/font][font=宋体]）设备未配备箱子，我们是自己做的木箱子，若有配套箱子，更为安全可靠。[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体]）设备脚垫应该多给配件，耗材品方便更换。[/font][font=宋体]3[/font][font=宋体]）设备配备的套管，要根据自己需求选择，并在购买时提前备注需要的型号，不然可能会给你标配配件。[img=,424,68]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091758258338_7084_2771427_3.jpg!w424x68.jpg[/img][font=宋体]4[/font][font=宋体]）这款仪器维护维修需要邮寄到上海，还好各地代理商或者维修处会帮你处理邮寄上海，给予可靠的包装。[/font][font=宋体]总结：[/font][font=宋体]如果实验室或工厂配备好多台温度记录仪或温度巡检仪，且热电偶分布在各个不同测温区域，不方便拆卸，实验员需要对传感器以及连同的采集读取设备进行校验或核验，配备此款仪器为佳。该款设备都可以作为计量校准标准器，所以申请CNAS校准实验室或内部校准实验室企业机构可以选购该仪器使用。[/font][font=宋体]后附技术说明书可以参考。[/font][/font]

[b]前言[/b]马弗炉，又称电阻炉，根据外观形状可称为箱式炉、管式炉、坩埚炉等，是实验室中一种常见的设备，主要用于加热样品。目前在售的马弗炉，通常采用智能PID调节控制升降温程序和炉内温度，测温元件常用的是热电偶。大家在使用马弗炉时，通常会考虑一个问题，即炉子的温度准不准？我们经常要使用马弗炉烧结样品做科学研究，温度的准确性对于结果的可靠性非常重要。要回答这个问题，其实涉及到3个方面：1.热电偶测温是否准确，2.马弗炉内温度场分布是否均匀，3.PID控制精度。第3点对于厂家来说通常不成问题，误差可以控制到±1℃，甚至小于±1℃；第2点可以咨询厂家索取技术资料，也能达到要求；然后我们主要考虑和解决了第1点，热电偶测温准确性问题。热电偶有不同的类型，不同类型的热电偶测温的范围是不一样的，以下引用论坛其他版友帖子内容（[url=https://bbs.instrument.com.cn/topic/7148533]【原创】热电偶（themral couple）[/url]）：“常用的的热电偶分为K、S、B型：k型热电偶测量的温度是1200度以下，材料是镍铬和镍硅材料。s型热电偶测量1500度以下，铂铑1和0纯铂（铂铑10-铂热电偶就是：偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（rp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（rn）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。）b型热电偶测量1700度以下铂铑30和铂铑6（铂铑30-铂铑6就是：偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（bp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极（bn）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800）”虽然三种类型的热电偶都具有较宽的温度使用范围，但实际上在不同温度范围的精度是不一样的。根据[url=https://baike.baidu.com/item/K%E5%9E%8B%E7%83%AD%E7%94%B5%E5%81%B6#3_3]百度百科[/url]的建议：“使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶。”[b] 实验方法与过程[/b]我们实验室用的一台箱式炉（如图1，型号KJ-M1400-1C）配的是S型热电偶，我们的使用需求是既要用25-700℃，又要用800-1300℃，所以几乎整个温度范围都需要校准。[align=center][img=,451,681]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171110386020_7265_2193245_3.jpg!w451x681.jpg[/img][/align][align=center]图1[/align]校准方法如下：自行购置PT100热电阻、K型热电偶、S型热电偶（见图2），分别对应测温范围为25-300℃、300-1000℃、1000-1300℃。在炉子的保温砖上钻一个孔，外置的热电偶/热电阻从孔中插入到炉膛内，另外一端连接至温度记录仪（见图3），同时用S型温度补偿导线从炉子本身热电偶上并联接出至温度记录仪。这样在升温/降温程序运行时，炉子本身热电偶测得的温度和外置的热电偶/热电阻测得的温度变会同步记录在温度记录仪上。采用以下两种升温程序：1.以2.5 ℃/min的升温速率从室温升至300 ℃，然后保温1h；2.以5 ℃/min的速率从室温升温至1350℃，每50 ℃保温10min。[align=center][img=,690,464]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171112270740_3209_2193245_3.jpg!w690x464.jpg[/img]图2[img=,690,684]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171112278280_4078_2193245_3.jpg!w690x684.jpg[/img]图3[/align][b]结果分析[/b]如图4、5所示为25-300℃范围外置PT100热电阻（图中标记为PT100或Measured）与炉子自带S型热电偶（图中标记为System）测得的温度变化曲线。从这两张图可以看出，在25-300℃范围，实际温度与炉子自带S型热电偶测得温度差别较大，差值最大超过100℃。图4升温程序本为升温10min、保温10min交替进行，保温阶段温度应该基本不变（曲线有平台），但结果显示，无论自带还是外置，曲线都无明显平台，而是波动较大。图5结果表明，在25-300℃范围，2.5 ℃/min这样很慢的升温速率，温度是波动式上升的，实际温度比炉子自带S型热电偶测得温度高50-80℃，温度越低，差值越大；到300℃保温半小时以后，差值才趋于稳定，高约50℃。[align=center][img=,690,519]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113416019_2041_2193245_3.jpg!w690x519.jpg[/img]图4[img=,690,524]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113431399_5991_2193245_3.jpg!w690x524.jpg[/img]图5[/align]如图6所示为300-1000℃范围外置K型热电阻（图中标记为K）与炉子自带S型热电偶（图中标记为System）测得的温度变化曲线。从图中可以看出，炉子自带S型热电偶测得温度依然比实际温度偏低，差别小于50℃，温度越高，差别越小。[align=center][img=,690,515]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113446170_904_2193245_3.jpg!w690x515.jpg[/img]图6[/align]如图7所示为1000-1350℃范围外置S型热电阻（图中标记为S）与炉子自带S型热电偶（图中标记为System）测得的温度变化曲线。在1000-1150℃范围内，二者温度基本一样，曲线几乎重合，往后1150-1350℃，外置S型热电阻比炉子自带S型热电偶测得的温度低。可能的原因有两点：1.虽然同为S型热电偶，但考虑到材料或加工等方面的原因，精度会有差别；2.外置热电偶的长度不够，即使完全伸进炉膛，与内置热电偶测温的位置仍然不一样（PT100热电阻和K型热电偶足够长，没有这个问题）。[align=center][img=,690,525]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113462489_428_2193245_3.jpg!w690x525.jpg[/img]图7[/align]分析以上实验结果的时候，外置热电偶所测温度被当成是实际温度，可能有人会有疑问，你怎么知道你买的这些热电偶就是很准确的呢？诚然，我也无法确定它们的精确程度，最严谨的方法应该是用经过计量认证的测温工具来测试。但我们没有这个条件，只能采用这种低成本（单根几百元）的方式校准，它们是符合国家标准的合格产品，结果有一定的可信度。其实也并非S型热电偶只能测准1000-1300℃，还是得看材料和工艺，最终体现在价格上。举个例子，差式量热扫描仪（DSC）的热电偶同为S型，即使测1000℃以下的温度也很准确，价格约2万；而我们的马弗炉总价可能才2万左右，那S型热电偶价格估计只要几百，不超过一千，所以精确度差点也可以理解。[b]总结[/b]1.对于该台配S型热电偶的箱式炉，在25-300℃，温度偏差50-80℃，在300-1000℃，温度偏差小于50℃，1000-1350℃认为无偏差；2.对于不同温度范围的使用需求，应考虑购置相应类型热电偶的马弗炉。[b]后记[/b]说了那么多，最终还是要解决我们的需求。刚开始分析出这个结果的时候，将就着用，只是设置温度的时候，按校准过的温度设置。比如要烧700℃，设置成650℃。后来重新买了一台配K型热电偶的箱式炉，烧1000℃以下时就用这台。也用同样的方法校准过，300℃以下温差小多了。然后还买了一台配B型热电偶的管式炉，最高烧到1500℃。