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Metrological calibration

仪校篇之校准参数的选定

  工程师们对于校准主要分为比较校准与绝对校准2大类型,因此校准参数的选定就是很重要的课题,哪些是关键参数必须选定?哪些试运行相互影响的参数也必须识别,在此我们以氙灯老化试验机为范例跟大伙分享,我们对Ci3000此设备做出哪些参数的选定。

  氙灯老化测试项目是指模拟产品在现实使用条件中涉及到的各种因素对产品产生老化的情况进行相应条件加强实验的过程,该实验主要针对塑料材料,常见的老化主要有光照老化,湿热老化,热风老化…从这些专业字眼您能就此选定关键参数为”光强度功率的控制参数”、”高温低温的温度控制参数”、”高湿度控制的参数”…等,相较于有国际标准、国家标准、检测标准、技术规范、技术说明书…等,是否会还有遗漏,就以下Atlas-Ci3000机种的校准过程做为抛砖引玉的思考题 :


  光照老化:模拟控制最理想的自然气候和日光等实验条件,测试塑料、油漆涂层、油墨、包装、汽车材料、光化材料、颜料染料及纺织等行业光照色牢度。光照老化主要靠氙灯模拟日光产生的辐照强度,由1个辐射源氙灯组成,它们产生辐射源经滤光系统过滤,使辐照度在样板架产生与太阳紫外光、可见光辐射近似的光进行的光照老化试验。辐照强度为:红外线的光谱大于750nm,可见光的光谱介于(400-700)nm,紫外光谱介于(200-400)nm。对实验项目了解后我们就开展起氙灯老化测试仪校准方法。

  首先确认机台回路是否正常后,将黑板温度[注1]完全浸没于烧杯中(1000ml烧杯中装满水),将FLUKE-179热电偶线放入水中,观察监测画面上黑板温度实际值与FLUKE-179温度显示是否一致。


  [注1] 黑板温度传感器(黑板或黑标)是由一个铂电阻(Pt-100)温度检测器(RTD)安装在样品架上构成。黑板温度是测试箱温度加上氙灯光谱的红外部分(发热波长)发出的热量。
  [注2]设定条件注意事项:测试室温度设定高于机台放置环境温度15℃;黑板温度设定与测试室温度相差20℃以上。

试样架温度校准

  使用两个标准电阻型号为PT1000低温-0.1℃和高温103.8℃;关闭设备电源将两个标准电阻分别接于黑板/黑标温度传感器接口。

  按以下操作进入菜单:目录→服务(密码:******) →校准菜单→温度校准,观察实际值稳定后,点第1点在键盘中输入标准电阻值,点回车确认,点“第1点” 键;将黑板传感器接上103.8℃标准电阻,观察实际值稳定后,点第2点在键盘中输入标准电阻值点回车键确认,点“第2 点” 键;点击“校准”键,新的校准值会被记录在存储卡。

  对于所有试样架中每个传感器重复试样架温度校准步骤。

测试箱温度校准

  关闭设备电源.打开电气柜的门。断开传输板上的测试箱温度电阻检测器线。分别将高、低温标准电阻,插头插到传输板的电阻检测器插上,给设备通电;重复试样架温度校准步骤。

  [注3]监测接口黑板温度、黑标温度、测试室温度实际值与标准电阻值允差为±1℃,未超过允差范围内时则不需要执行试样架温度校准步骤校准程序。
                           功率校准
  将功率表连接如上图所示;按以下操作进入菜单目录 →服务 →校准菜单 →功率校准;

  点击“调节功率第一点”的数值框在弹出的键盘,输入一个百分比值使灯管在以下状态下工作:CI3000-2.2kW(一个日照单位);功率偏差为±0.05kW,点击回车键,观察功率表的读数并调整百分比值,直到功率表的读数为X.X±0.05kW,观察5分钟使读数稳定,并在必须时重新调整,点击“第一点”下面的“输入功率”框在弹出的键盘输入显示在参考功率表上的读数。点击“第二点”下面的“调节功率”框会弹出一个虚拟键盘。输入一个百分比值使灯管在以下状态CI3000,4.0kW,一个日照单位;功率偏差为±0.05kW。按回车键。观察功率表的读数并调整百分比值直到功率表读数为:X.X±0.05kW,观察5分钟使读数稳定,并在必须时重新调整。点击“第二点”下面的“输入功率”框在弹出键盘,输入显示在参考功率表上的读数。点击“校准”键终止功率的校准。


                       辐照度校准

  关闭设备的所有电源,安装标准参考灯管,进入菜单:目录 →辐照度校准 →校准辐照度1个太阳,在窗口中按校准证书中信息输入:校准灯管序号及尾号、校准辐照度@420nm和校准辐照度、@340nm数值。点击“运行”键运行校准测试程序;包括12分钟的高功率光照,12分钟的低功率光照及一个2分钟的无光照。在每个测试段的最后两分钟,测量辐照强度的读数并计算平均值。机台中将自动记录新的校准灯管系数。测试完成后使灯管冷却两分钟,关闭设备的所有电源。取下校准参考灯管并安装上原来的工作灯管,给设备通电。


                                                                                    湿度校准

  将标准器连到相对湿度校准埠,把校准器连接到设备上的相对湿度传输板;设置校准器的不同模式。打开测试箱门并等待30分钟。

  进入:目录→服务→校准菜单→湿度校准:观察监测画面中湿度实际值与韦伊塞拉相对湿度传感器的读数差小于等于2%的相对湿度,则不需要进行校准。如果两个差值大于2%,要调整相对湿度传输板上的相对湿度电位计,然后在上面的屏幕输入参考相对湿度计的读数,并点击“第一点”键。运行一个自定义的暗循环测试,将相对湿度设为95%,温度设为38℃。温度设置为试样架温度与测试箱温度,测试时间为40分钟。测试停止后(或者达到使用者要求的设定点后),等待30分钟使测试箱内的状态稳定下来。如果两个相对湿度的读数差小于等于3%,按触摸屏上的“返回”键并进行步骤9。如果差值大于3%,在触摸屏上输入显示在韦伊塞拉校准器上的相对湿度读数,并点击“第二点”键及“校准”键。断开湿度校准器与传输板的连接,取下相对湿度校准埠上的校准器探针,完成湿度校准。

  [注5]使用韦伊塞拉相对湿度计之前,必须把它设置为如下模式:
  A)按住韦伊塞拉相对湿度计的回车键及模式键来接通湿度计的电源,然后松开这两个键。
  B)按住回车键直到屏幕上出现“4 Start”字样。
  C)关闭相对湿度计的电源然后重新打开。
  D)相对湿度计会显示两个值,顶部显示的值是设备的相对湿度探针的读数,底部显示的值是校准探
             针的读数。


  开机测试确认机台内部环境温、湿度

  将温、湿度测试传感器放于机台顶部如图位置;机台开机运行待机台升温稳定后进入监测界面:
       观察如下;
  测试室温度→实际值      相对湿度→实际值
  温、湿度传感器读出标准值与机台实际值相减,温度误差:±3℃;湿度误差:±5%RH;
  测试结果如上,校准完成。
  [注6]箱体内环境为:样品架以外区域为测试室环境区域。
  [注7]校准时所有仪器连接均要在关机未通电下进行,安装完成后再开机进行校准。

  结论:过程和您思考的一样吗? 关键参数的选定也就是会影响实验结果的参数都必须受控。