左 钢 周 文 / 武汉市计量测试检定(研究)所
对JJF 1376-2012的几点建议
左 钢周 文 / 武汉市计量测试检定(研究)所
箱式电阻炉具有体积小、升温快、热损小、均匀性好、维修方便、使用安全等优点,目前广泛应用于化学分析、物理测定、钢件热处理、高温灭菌等方面。
JJF 1376-2012《箱式电阻炉校准规范》的发布实施,填补了之前对箱式电阻炉校准方法的空白,为评价箱式电阻炉准确度水平提供了一个很好的参考标准。不过在校准测试过程中,遇到了各种各样的问题。本文将结合实际工作,对规范中存在的一些不足之处进行阐述,并提出改进建议。
JJF 1376-2012虽然是第一次出版,但作为国家校准规范,整体上应该尽量严谨、规范、一致。
在术语部分,其3.2标称温度,3.6炉温偏差均使用GB/T 5170.1-2008《电工电子产品环境试验设备检验方法》里面的术语,且在后文中,对炉温偏差的测量方式,计算方法均参考GB/T 5170.1-2008里的相关内容进行,但在整个规范的引用文献中并未提及此标准,一方面显得不严谨,另一方面也不方便读者去进一步了解该方法的细节和其他相关方面的内容。建议在引用文献中加入GB/T 5170.1-2008。
另外,规范中对“工作区”的英文翻译为:working zone,略有不妥,work本来就具有名词性质,且国外文章在名词术语中极少使用现在分词形式,故这里使用work更为贴切。另外,zone多用于抽象划分的区域,如时区等,而area 是指平面上的一个区域,所以笔者认为对“工作区”的翻译应为work area。现在国内的外资企业数量日益增多,且很多产品也销往国外,国家校准规范作为计量证书互认的重要环节,也应对英文用词更加明确。
JJF 1376-2012中对测温点的布置方式有两种:(1)容积不大于0.15 m3的电阻炉需均匀布置5个测温点;(2)容积大于0.15 m3的电阻炉需布置9个测温点。
对于目前国内使用的大多数电阻炉,在实际检测中,无论是5个点还是9个点,相对于炉膛的空间大小而言,都不易操作。箱式电阻炉由于其高温特性,其工作空间都不会很大,而且炉门很厚,并会向炉内凸出,以起到快速升温和保温的功能。而检测高温的热电偶,直径较大,且外层套有瓷套,在这种情况下,要把热电偶的参考端引出炉外,便会对炉门的关闭造成极大的影响,如果是一根热电偶,这种影响还可以控制;如果是5根热电偶,十个输出线从炉内引出来,想要正常关闭炉门,非常困难,即使最后强行关闭,炉门对电偶的挤压也会造成内部热电偶分布的错位或热电偶之间的短路,影响测量结果的准确性。如果不关闭炉门,同样会影响炉内的热分布,且很多电阻炉炉门不关闭,无法正常工作。另外,有的电阻炉,加热电阻丝是裸露在炉壁外面的,在炉内放入较多的热电偶,也加大了热电偶与电阻丝的短接风险,致使电阻炉造成损坏。
在实际工作中,采取过分别在5个不同的测温点每次放入一根参考电偶进行5次测温的实验。实验数据表明,对于炉膛较小的电阻炉,其中心点的温度基本可以反映整个炉膛的温度情况。因此,笔者建议对于炉膛较小的电阻炉,测量中心点的温度则可,这样既利于热电偶的固定,又避免了上述多点测试所造成的诸多不便。
规范中对测量仪器的要求为0 ~ 1 300 ℃,0.02级,热电偶为廉金属不低于Ⅰ级,那么根据JJG 617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》的相关要求,0.02级量程为0 ~ 1 300 ℃的测量仪表,其最大允许误差为0.26 ℃,而根据JJG 351-1996《热电偶检定规程》的相关要求,Ⅰ级廉金属热电偶1 300 ℃时的最大允许误差为5.2 ℃,从计算结果可以看出,测量仪器与热电偶引入的误差并不在同一数量级上。因此,笔者认为是否必须使用0.02级的仪表有待商榷。毕竟,一台0.02级的测量仪表在价格上要比0.1级的测量仪表昂贵得多,且按照本规范的要求,对箱式电阻炉的校准至少测量5个点,多的需要9个点,那么大量购买0.02级测量仪器将是一笔不小的投入;如果用0.1级的测量仪表完全能够满足测量准确度的要求,对于检测机构而言,开展此项目的初期投入和后期维护都将降低不少费用。
规范最后要求给出的测量结果不确定度为炉温均匀度的不确定度,通过大量实际工作和与客户的沟通、联系发现,对于电阻炉的用户而言,他们更关注的,或者说对平时实验影响最关键的参数是炉温偏差这一参量,即箱式电阻炉达到热稳定状态时,测温区内各个测温点在规定时间内,测得的最高、最低实际温度分别与标称温度的上、下偏差,因此,笔者认为在校准结果中,给出炉温偏差的测量结果不确定度,对于用户而言更具有参考实用价值。
综上所述,本文针对JJF 1376-2012中引用文献及术语、测温点的布置、标准器的选择、不确定度的表示等方面在实际运用中可能存在的问题阐明了自己的观点,并提出改进建议,供同行商榷。
[1] 全国温度计量技术委员会. JJF 1376-2012[S]. 北京:中国质检出版社,2012.