在什么情况下,干井也能作为精密测温仪?
答案是:已安装的过程选件的福禄克914X系列现场计量炉

Fluke Calibration 914X系列现场计量炉具有优秀的稳定性、均匀性以及足够的井深,非常低的不确定度,支持校准铂电阻温度计(PRT)、热电偶以及其他工业温度计。9142和9143型在整个量程内的显示准确度为± 0.2 °C,9144型在660 °C的显示准确度为± 0.5 °C。采用业界标准的4:1 测量不确定度比率,9142和9143能够提供± 0.8 °C校准,9144提供± 2.0 °C校准。
利用过程版本的现场计量炉,您可以实现PRT、热电偶和其他工业温度计的全自动化校准。过程版本还能够利用内置读数装置读数实现与参考PRT的比较校准,准确度达± 0.01 °C至± 0.07 °C。将校准能力提高至± 0.25 °C以内,比只使用计量炉显示值准确度提高4倍。
使用内置参考测温仪,可改进校准准确度、减少需要携带的附加设备数量 — 并且利用智能连接器技术,非常容易连接和进行精密测量。在校准不能达到插块校准区域的较短传感器时,也可使用参考传感器来提高校准准确度。
内置双通道输入过程选件
内置双通道输入过程选件:参考输入与UUT输入相结合
计量炉提供了一个支持即插即用参考传感器的插孔,以提高准确度。通过该插孔,可以利用内置读数装置根据参考PRT进行比对校准。内置参考输入支持4线PRT作为参考温度计。用于被测设备(UUT)的输入通道连接至4、3或2线PRT或RTD、热电偶或4-20 mA信号(包括环路电源)。

▲ –P (过程版本)前面板是仪器的读出部分,且只有–P型号提供。
1. PRT参考温度计的6针DIN智能连接器
2. 4–20 mA连接器,允许连接电流和/或电压探头进行测量,且包括24 V环路电源,必要时为常见变送器供电
3. PRT/RTD连接器,用于4/3/2线测量
4. 热电偶连接器(微型)
5. 4–20 mA电路的保险丝
Fluke Calibration 914X系列现场计量炉的参考PRT包含各种校准常数,储存在传感器外壳内的存储芯片中,所以传感器可互换使用。计量炉的自动读取传感器校准常数的功能,大大提高了计量炉的实用性,传感器即插即用,直接显示准确的实际温度。芯片位于6针DIN智能连接器中。标准5针DIN连接器也能工作,但必须手动输入校准信息。
参考PRT探头必须单独订购,其中包括智能连接器。智能连接器采用福禄克计量校准部的“A”型连接端子(Info-Con)。所以订购5626-12探头时的型号为5626-12-A。如果PRT探头带有智能6针DIN连接器,那么探头中已包含校准信息。使用智能连接器时,只需将参考探头连接器插入到仪器面板的读出部分,即可准确显示探头所在干井的参考温度。
如果重新校准探头,则需将将校准报告中的新系数重新编程到参考PRT。可利用914X的前面板完成上述操作。
如何使用参考探头
参考探头一旦被插入至过程版本(“–P”)的Fluke 914X现场计量炉的仪器面板内,该仪器的显示温度将自动匹配至参考探头测量得出的温度。
将参考探头置于干井的被校准区域的底部。将被校准探头插入至带有参考探头的干井内。请确保所有插块和传感器之间紧密贴合。气隙将导致误差。
如果被校准传感器太短,无法达到插块的底部,则将参考传感器插到与被校准探头相同的深度。注意:如果被测传感器的插入长度非常短,则必须在液体恒温槽中对其进行校准,以便参考探头和被测设备具有足够的浸没深度来实现准确校准。
使用该方法时,测量准确度将依赖于:
1. 轴向均匀性(9142-P:±0.05 °C)
2. 径向均匀性(9142-P:±0.01 °C)
3. 负载效应(9142-P:±0.006 °C
4. 稳定度(9142-P:±0.01 °C)
5. 参考探头的校准准确度(5616-12-A:±0.011 °C)
6. 测温仪准确度(9142-P:±0.010 °C至±0.025 °C)
本例中的总不确定度:±0.06°C,使用参考测温仪,与仅使用显示准确度为±0.2 °C的9142-P进行比对。
对于非常短的传感器,应考虑温度计杆散热效应引起的误差。关于校准干井不确定度的更多信息,请参考福禄克计量校准部的应用文章“理解与使用计量炉相关的不确定度”。
如何编程智能连接器
第1步
将参考传感器插入到Fluke Calibration 914X系列现场计量炉的仪器面板。
第2步
在主菜单中,按F3键(参考输入)
REF INPUT (参考输入)菜单包含仪器读出模块的参考输入参数。参考输入仅兼容带有ITS-90、Callendar Van-Dusen或IEC-751系数的PRT。或者,参考输入可直接读取电阻。
第3步
按F1(编程探头)
PROG PROBE (参考探头设置)菜单用于设置参考探头参数。
第4步
输入探头的序列号
SERIAL (序列号)参数允许用户输入参考探头的10位字母和数字组合的序列号。字符范围 = {0-9, A-Z, ‘-‘, <空格>}.至少需要一个字符。
如果输入空格,空格后的所有字符都将被删除。例如,将S/N 1234-5678更改为S/N TEST1。输入“TEST1<空格>678”。序列号中将删除最后三个字符,输入S/N TEST1。
第5步
输入校准日期
CAL DATE参数用于输入参考探头的校准日期。利用箭头键输入校准日期,格式在DATE FORMAT (日期格式)中选择。
第6步
输入探头类型(ITS-90、CVD等)
PROBE TYPE (探头类型)参数用于选择要设置的探头转换类型。利用左/右箭头键选择相应的转换类型,并按“Enter”键接受选择。
第7步
输入探头系数
TYPE参数可以是ITS-90、Callendar-Van Dusen (CVD)、IEC-751或电阻。ITS-90选项针对利用1990 (ITS-90)国际温标方程进行校准和特征化的PRT。支持子温区4和7至11。子温区5系数可用于子温区4,附加不确定度可以忽略。

选择ITS-90时出现的参数为“Serial”(序列号)、“Cal Date”(校准日期)、“RTPW”、“COEF A”、“COEF B”、“COEF C”、“COEF A4”和“COEF B4”。上述参数应设置有相应的数值,该数值将显示在PRT的校准证书中。参数“RTPW”为水三相点电阻,通常在证书中标记为“R0”或“R(273.16K)”。参数“COEF A”、“COEF B”、“COEF C”为an、bn和cn参数,其中,n为数字7至11。参数“COEF A4”和“COEF B4”为证书上的a4和b4系数。在PRT的校准证书上没有对应系数的仪器的任何ITS-90参数均必须被设置为0。
表2所示为参数与其出现在校准证书上的对应系数。随后的例子解释在特定情况下如何设置ITS-90参数。

示例
按ITS-90温标校准PRT,其校准证书上显示系数Rtpw、a4、b4、a8和b8。利用证书上的数值设置仪器的参数,如下所示。

▲ Callendar-Van Dusen
对于采用CVD (Callendar-Van Dusen)方程的RTD探头,请参考914X现场计量炉技术指南。
第8步
编程探头
PROG PROBE (编程探头)参数用于告诉仪器利用相应的探头系数来编程智能连接器(福禄克计量校准部“A”型探头端接,Info-Con)。利用箭头键选择“Yes”(是)或“No”(否)。如果选择了“Yes”(是),则智能探头将被编程为所选转换类型的相应系数。对于ITS-90和CVD,需要在编程智能探头之前输入系数值。对于IEC751和电阻,编程智能探头时不要求数值。
第9步
测试系数
为确保正确输入系数,请根据校准报告中的表格数值来测试计算结果。利用TEST CALC(测试参考计算),技术人员可以测试具体转换算法的输出。只需选择转换类型并输入要求参数的数值即可。按ENTER;算法计算出答案,并立即显示于屏幕底部的括号内,TEMPERATURE:.
应用
1. 如果您一直要携带外置读数装置来改善干井校准的准确度,那么将来您可以少携带一个仪器,因为计量炉已经内置了非常准确的读数装置。您仍然能够实现外置读数装置所能达到的准确度。
2. 如果您需要校准用于关键测量的传感器,而您一直没有使用参考测温仪,则您将无法获得确保传感器在允差范围之内所需的准确度。切记,通常要求校准系统的性能比被校准探头性能高4倍,如果仅使用普通干井校准器的显示功能,可能比较困难。
问题的表现包括:
• 获取“As Found”(调整前)条件后,要求频繁调整。
• 校准仪器的互换性似乎是个问题。
• 对不合格过程进行故障诊断和排除时,停工时间超出预期。
3. 如果您在干井中校准短传感器,则会遇到准确度问题,因为该探头无法触碰到干井的已校准区域。您可以利用与传感器位于同一个垂直区域内的已校准参考温度计来解决上述问题。由于温度计杆散热效应,尤其是被测传感器与参考探头的构造存在较大差异时,将会存在一定的附加不确定度。
结论
使用参考探头以及Fluke Calibration 914X系列现场计量炉非常简单,即插即用,将会显著改善校准关键过程使用的高准确度探头的能力,使您可以利用比以前更少的设备为客户提供更优质的服务。
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