کالیبراتور های دما برای کنترل و اطمینان از صحت مقادیر اندازه‌گیری شده از تجهیزات اندازه‌گیری دما نیازی الزامی در صنعت خواهد بود

نکات کاربردي در مورد  محیط‌های دمايي مورد استفاده براي کاليبراسيون  دما

مقدمه

محیط‌های دمايي شامل حمامها و کوره هاي مورد استفاده در آزمایشگاه‌های کاليبراسيون،  براي کاليبراسيون انواع حسگرهاي دما مانند بندآورها، دماسنج‌های مقاومت پلاتيني، ترميستورها، سوئیچ‌های دما و همچنين انواع نشانگرها، نمايشگرها و مبدل‌های (ترانسميترهاي) دما همراه با حسگر آنها را ميتوان  بصورت زير دسته بندي کرد:

• حمام نقطه يخ زدگي
• نقاط انجماد
• نقطه سه گانه آب
• حمامهاي  سيال (آب، روغن، پودر، نمک و....)
• يخچال يا حمام سرماساز
• حمام بخار
• حمام خشک يا  کوره مجهز به بلوکه هاي فلزي
• کوره لوله‌ای

  سه پارامتر (مشخصه) مهم در محیط‌های دمايي عبارت‌اند از:

•  پايداري (Stability): معياري براي ثابت بودن دما نسبت به‌مرور زمان (در کوتاه مدت يا بلند مدت)
• يکنواختي (Uniformity)  : معياري براي يکسان نبودن دما در محله‌ای فيزيکي مختلف محيط دمايي
• عمق فروبري (Depth of Immersion): معياري براي امکان کاليبراسيون حسگرها با طول‌های مختلف (بلند و کوتاه)

شرايط موردنیاز براي حمامها يا کوره هاي کاليبراسيون به‌عنوان مقایسه‌گر عبارت‌اند از:

• بايستي دماي محيط دمايي (حمام يا کوره) چنان کنترل شود که اتصال اندازه‌گیری ترموکوپل تحت کاليبره در دماي يکسان با  دماسنج مرجع قرار گيرد.
• در منطقه‌ای از محيط دمايي که کاليبراسيون در آن انجام می‌شود، بايستي شرايط هم‌دمایی و يکنواختي فضايي از جنبه دما  وجود داشته باشد.
• يکنواختي و پايداري دمايي منطقه کاليبراسيون فوق بايستي از طريق روش‌های مناسب و منظم  مثل رسم نمودار کنترلي و در صورت نياز درزمان آزمون بايستي مورداندازه‌گیری و پايش قرارگیرید و درصورت نياز اصلاحات لازم انجام گيرد.
• تمامي حسگرهاي دمايي يا ساير وسايل دمايي تحت کاليبره و دماسنج مرجع بايستي تا ميزان مناسب در اين منطقه فروبرده شوند تا اطمينان حاصل شود که دماي نقطه اتصال مرجع تحت تاثير زياد اثر هدايت حرارتي در طول ساختار فيزيکي حسگرها و وسايل دمايي و دماسنج مرجع قرار نمی‌گیرد.
• براي جلوگيري از آلوده شدن سیم‌های حسگرها بالخصوص براي  ترموکوپل و عايق ماندن آنها نسبت به يکديگر، بايستي از تماس مستقيم  سيالات و مایعات موجود در حمامها اجتناب کرد.

حمام خشک (کوره) مجهز به بلوکه هاي فلزي (Dry Block) کوره هاي عمودي

• مناسب براي دماهاي بيش از 300 درجه سلسيوس
• براي تثبيت و یکنواختی دما از بلوکه هاي فلزي  بزرگ استفاده می‌کند
• دماي بالاي کوره با توجه به يکنواختي دماي بلوکه و خطاي ناشي از هدايت حرارتي دماسنج تحت کاليبره محدود می‌شود .
• دماسنج تحت کاليبره و دماسنج مرجع در دو سوراخ که عمق کافي داشته و نزديک هم هستند قرار می‌گیرند تا خطاي ناشي از اتلاف حرارتي کوره قابل صرف‌نظر باشد.

   بلوک‌های هم‌دما کننده

• بلوک‌های هم‌دما کننده نقش  کم کننده اختلافات دمايي بين دماسنج مرجع و ترموکوپل‌های تحت کاليبره رادارند.
•  اين بلوک‌ها بايستي از مواد با هدايت حرارتي بالا که در ضمن آلاينده ترموکوپل‌های تحت کاليبره نیستند ساخته شوند.
•  خاصيت هدايت حرارتي بالا، باعث کم شدن تغييرات دمايي در فضاي بلوکه‌شده و منجر به برقراري بهتر تعادل حرارتي بين دماسنج مرجع و ترموکوپل‌های تحت کاليبره می‌شود.
•  بلوکه هاي هم‌دما کننده می‌توانند از افت‌وخیز و نوسانات موقتي  دماسنج‌ها جلوگيري کنند.
•  هرچه ظرفيت حرارتي بلوکه بيشتر باشد يا اينکه انتقال حرارت به محيط اطراف کوره يا حمام کاهش پیدا کند، افت‌وخیز و نوسانات موقتي کاهش می‌یابد.
•  باکم شده ميزان اين  افت‌وخیز و نوسانات ، زمان لازم براي پايداري دمايي بلوکه بیشتر می‌شود.
•  بنابراين بايستي به‌طور تجربي بلوک را نه‌چندان بزرگ و حجيم و نه‌چندان عايق شده انتخاب کرد.
•  اختلاف دمايي بين  دماسنج مرجع و ترموکوپل‌های تحت کاليبره را بايستي درکل گستره دمايي  ارزيابي کرد:
•  ارزيابي عمق فروبري (اختلاف دما در عمق‌های مختلف) با استفاده از ترموکوپل‌های استاندارد
•  ارزيابي پايداري دمايي با استفاده از ترموکوپل‌های استاندارد که در سوراخ‌های مختلف قرار می‌گیرند.