恒温槽测试方法探讨

夏萍萍 夏海雷

（浙江省计量科学研究院）

恒温槽测试方法探讨

夏萍萍 夏海雷

（浙江省计量科学研究院）

通过对不同型号不同介质的恒温槽在不同的温度点进行测试，验证本文提供方法的可靠性。

恒温槽 工作区域水平温差 工作区域最大温差 温度波动度 方法比对

1 引言

恒温槽顾名思义就是能提供恒定温度的槽体。由于恒温所用介质的温度范围不同，又分为低温恒温槽（一般是-40℃～100℃）、恒温水槽（一般是室温～95℃）、恒温油槽（一般是100℃～300℃）。它们一般都是通过电阻丝来加热、压缩机制冷，辅助配以PID控制器，恒定一个比较标准的温度，从而达到实验目的。它特别适用于需要维持低温、常温条件下工作的化学、生物、物理实验室，是医药卫生、化学工业、食品工业、冶金工业、大专院校、科研、遗传工程、高分子工程等实验室的必备设备。

JJF 1030—2010《恒温槽技术性能测试规范》全面地阐述了恒温槽的测试方法，但在实际测试过程中发现此方法测试效率过低。针对这一问题，本文提供了另外一种能有效提高测试效率的方法。

2 测试方法和测试结果

2.1 测试设备和样品

主要测试设备和试验样品见表1、表2。

表1 主要测试设备

表2 试验样品

2.2 测试方法

2.2.1 波动性测试步骤

该方法与JJF 1030—2010所描述方法一致，这里不多做介绍。

2.2.2 均匀性测试步骤

将恒温槽的温度设定在要求的温度上，将一支温度计作为固定温度计插入工作区域1/2深度，固定在参考位置O。另外两支作为移动温度计，同样至于参考位置O，如图1所示。待恒温槽第一次达到设定温度并稳定至少10 min或恒温槽使用说明书要求的时间，才可以读数。开始读数是恒温槽实际温度（以标准器为准）与测试点温度偏离值应不超过±0.2℃。按固定温度计→移动温度计X→移动温度计Y→移动温度计Y→移动温度计X→固定温度计→固定温度计→移动温度计X→移动温度计Y→移动温度计Y→移动温度计X→固定温度计的测量顺序，依次得到示值RO1，ROX1，ROY1，ROY2，ROX2，RO2，RO3，ROX3，ROY3，ROY4，ROX4，RO4。

图1 参考位置O测试示意图

计算固定温度计的平均值：

计算移动温度计X的平均值：

计算移动温度计Y的平均值：

计算移动温度计在O点相对于固定温度计的示值差。

保持固定温度计的原有位置，将移动温度计X和移动温度计Y分别插入工作区域中的下水平面（温度计至下而上的测量顺序消除了JJF 1030—2010中至上而下测量所带入的外界环境温度影响，减少恒温槽的稳定时间）位置A和B，如图2所示。待3支温度计示值变化稳定后才可以读数。按固定温度计→移动温度计X→移动温度计Y→移动温度计Y→移动温度计X→固定温度计→固定温度计→移动温度计X→移动温度计Y→移动温度计Y→移动温度计X→固定温度计的测量顺序，依次得到示值RO1，RA1，RB1，RB2，RA2，RO2，RO3，RA3，RB3，RB4，RA4，RO4。

图2 下水平面均匀性测试示意

计算固定温度计的平均值：

计算移动温度计X的平均值：

计算移动温度计Y的平均值：

为消除两支移动温度计的系统误差（JJF 1030—2010中只使用一支温度计，并不存在该影响），则δA=RA-O-RX-O，δB=RB-O-RY-O。

保持固定温度计的原有位置，将移动温度计X和移动温度计Y分别插入工作区域中的上水平面C、D，如图3所示。按上述方法计算出C、D两点相对于O点的示值差RC-O、RD-O。则δC=RC-O-RX-O，δD=RD-O-RY-O。

图3 上水平面均匀性测试示意

工作区域下水平面最大温差为δA- δB取绝对值。

工作区域上水平面最大温差为 δC- δD取绝对值。

在δA，δB，δC， δD中找出最大值和最小值，最大值减去最小值的值即为工作区域最大温差。

根据JJF 1030—2010提供的方法和本文提供的方法，分别对型号为RTS-30的制冷恒温槽0℃点（介质酒精），型号HTS-95A的标准水槽50℃点（介质水），型号为HTS-300A的标准油槽200℃点（介质油）三个点进行测试，得到结果见表3。

已知根据JJF 1030—2010方法测得的恒温槽温度均匀性测量结果的不确定度U1均匀性=0.003℃，波动度的不确定度U1波动性=0.003℃。

根据本文方法测得的工作区域水平温差的不确定度U2均匀性=0.003℃，波动度的不确定度U2波动性= 0.003℃。

表3 测试结果

表4 结果验证

由以上结果可知，方法比对结果满意，说明本文提供的方法是可靠的。

3 结论

通过本次试验可以看出，本文提供的方法在保证测量准确性的前提下，测量时间较JJF 1030—2010所提供的方法明显缩短，测试效率有显著提升。唯一的缺点在于测量点不够全面，当然这也可以通过再加一支移动温度计解决。

[1] 上海市计量测试技术研究院. 温度计量[M]. 北京：中国计量出版社，2007.

[2] JJF 1030—2010 恒温槽技术性能测试规范

Testing Methods Discussion of Thermostatic Bath

Xia Pingping, Xia Hailei
( Zhejiang Province Institute of Metrology )

In order to verify the reliability of these methods, we did the tests on different temperature points of the thermostatic bath with different models and media.

thermostatic bath, level temperature difference of the work area, maximum temperature difference of the work area, temperature fl uctuation, method comparison