Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager – Instrumenter hos KLINGER Danmark
Kalibrering af temperatur
Termometre og temperaturfølere der anvendes i industrielle processer er under konstant stress. Deres egenskaber ændres under mekaniske belastninger, hyppige ændringer i temperaturen, samt drift tæt ved de øvre grænser for termometrets formåen. Periodisk kontrol (kalibrering) er derfor påkrævet hvis der skal være sikkerhed om målingen nu også er korrekt.
Brugen af mobile enheder til at kontrollere termometret er en stor hjælp i det daglige arbejde, da nedetiderne i anlægget kan reduceres til et minimum.
Der findes på markedet et stort udvalg af transportable temperaturkalibratorer, og der er stor forskel på såvel priser, som betjeningsmuligheder og kvalitet. Det er derfor vigtig at analysere det behov du har – inden du vælger din nye temperaturkalibrator:
Kriterium nr. 1 - Temperaturområdet
Det første der skal kigges på er selvfølgelig det temperaturområde som enheden skal arbejde i. Transportable kalibratorer kan, vælges til at arbejde indenfor områder fra -55°C til +1.100 °C.
Kalibratorer der skal arbejde under omgivelsestemperaturen er forsynet med et Peltier element (et aktivt køleelement), mens en kalibrator der ”kun” skal arbejde ved højere temperaturer kan ”nøjes” med et varmelegeme, som normalt er billigere at fremstille
Kriterium nr. 2 - Temperaturelement
Der findes grundlæggende 2 typer af transportable kalibratorer, hvis funktionalitet afhænger af hvordan referencetemperaturen dannes:
Tørblokkalibratoren består af en elektrisk opvarmet metalblok, hvis temperatur styres af en præcis temperaturregulator ud fra et internt reference termometer. Metalblokken omslutter en udtagelig indsats, der benyttes for tilpasning af termometers diametre.
En tørblokkalibrator kan anvendes i området mellem -55 og +650°C – måleusikkerheden afhænger dog af tilpasningen mellem føler og indsats, men den vil typisk ligge i et område mellem 0,15 og 0,8K.
Der findes højtemperaturudgaver, der kan anvendes op til +1.100°C, her kan nøjagtigheder dog ikke forventes at være nedre end 3K.
I vådkalibratoren er metalblokken erstattet af en tank, der kan indeholde et flydende medie (Typisk vand eller olie), samt en magnetisk omrører, der sikrer at bassinets temperatur holdes ensartet.
Tanken er varmeisoleret fra huset, og kan lukkes med et stål låg for sikker transport. Tankvæggen indeholder reference termometret, der også anvendes til styring af temperaturen.
Vådkalibratorer anvendes i intervallet -35 til +255°C, måleusikkerheden er typisk på 0,1-0,3K.
Kriterium nr. 3 – Udformning af emnet der skal kalibreres.
Det optimale valg af kalibrator afhænger af den type termometer der skal kalibreres – geometri og udformning har afgørende betydning på det resultat man kan forvente af sin kalibrering.
For termometre med lige og kendt geometri, er en tørblokkalibrator den ideelle løsning. For nøjagtig kalibrering er den termiske kobling mellem temperaturføler, metalblok og indsats afgørende, idet varmeoverførsel og tid for indjustering afhænger af luftspalten mellem blok og sensor. En margin på 0,5 mm regnes som et acceptabelt kompromis for hullets diameter, når der skal tages hensyn til målefejl og risiko for en fastklemt sensor.
Har det termometer der skal testes en kort indstikslængde (<70 mm) eller er geometrien ukendt (ikke lige), bør kalibreringen foregå i en vådkalibrator. I denne type er den termiske kobling mellem test emne og varmekilde væsentlig bedre end i tørblokken. Kontinuerlig omrøring af væsken sikrer en ensartet temperaturfordeling og forhindrer gradienter i badet, hastigheden må dog ikke være så høj at der dannes hvirvler i tanken.
Kriterium nr. 4 – Temperaturregulering.
Temperaturreguleringen er en afgørende faktor i forbindelse med den daglige betjening af kalibratoren. For at sikre en ensartet temperatur er alle kalibratorer udstyret med en regulator, der sikrer at referencen er indenfor det specificerede temperaturområde.
I de simpleste udgaver indstilles temperaturen, f.eks. på et fingerhjul, og temperatur følges på et display. Når referencetemperaturen er på plads kan testenhedens værdi aflæses og en ny temperatur indstilles på fingerhjulene. I de mere avancerede enheder kan rampefunktioner (temperatur og tidsintervaller) indlæses – enkelte er sågar forsynet med logger funktioner – så brugeren ikke behøver at skulle være tilstede for at kunne aflæse måleværdierne.
Kriterium nr. 5 – Tilbehør.
Alt udstyr der skal transporteres bliver påvirket mekanisk, og det er derfor vigtigt at beskytte det mod overlast – det gælder ikke mindst udstyr som skal bruges til kalibrering. Samtidig er det også godt at være ”klædt rigtig på” med adapterer, passtykker osv. når udstyret flyttes ud i felten – der er ikke noget værre end ”lige at mangle” noget, når anlægget er lukket ned.
De fleste leverandører af temperaturkalibratorer tilbyder forskelligt transportudstyr, fra beskyttelsestasker over separate strømforsyninger til diverse indsatse og kalibreringsvæsker.
Konklusion
Kalibrering af temperatur er i modsætning til mange andre parametre en tidskrævende proces, som omfatter en del ventetid i forbindelse med opvarmning og afkøling. Derfor er det altid en god ide at have gjort sig tanker om hvordan selve kalibreringsprocessen skal foregå, og eventuelt få demonstreret et par forskellige typer – så alle krav og behov dækkes.
Læs mere om temperaturkalibrering her