Oprema za umjeravanje termostatiranih komora

U ovom članku ćemo predstaviti mjernu opremu proizvođača Ahlborn koja je iz našeg asortimana za umjeravanje termostatiranih komora, kao i opisati mjernu metodu. Bolje se upoznati sa uvjetima unutar radnog volumena komore i pojave gradijenata temperature i/ili vlage.

Podjela i područje primjene termostatiranih komora

Termostatirane komore su inkubatori, sterilizatori, sušionici, hladnjaci, peći itd. Koriste se gotovo u svakom laboratoriju ili proizvodnom postrojenju. Služe za osiguravanje pouzdanosti industrijskih proizvoda i proizvoda koji su tijekom životnog vijeka dulje vrijeme izloženi jednom ili više specifičnih klimatskih uvjeta.

Zašto provesti umjeravanje termostatiranih komora?

Tehničke specifikacije komore često nisu dovoljno precizne i pouzdane pa laboratoriji provode vlastita umjeravanja, da bi utvrdili radne karakteristike pri različitim uvjetima rada. Na taj način mjerenjem potvrđujemo vrijednosti prostorne nehomogenosti, vremenske nestabilnosti, utjecaj efekta zračenja i utjecaj opterećenja koje se javljaju unutar komore.

Koju opremu koristiti za umjeravanje termostatiranih komora?

Naš prijedlog Ahlborn mjerne opreme za umjeravanje termostatiranih komora je mjerni instrument Ahlborn Almemo 710. Mjerni instrument ima 10 ulaza na koji se mogu spojiti sve vrste Ahlborn senzora. To je moguće zahvaljujući inovativnom dizajnu Ahlborn kontektora. Čim se mjerna sonda spoji na mjerni instrument, mjerenje se pokreće automatski zahvaljujući konektoru.

Ahlborn ima širok asortiman senzora za mjerenje temperature i vlage, uz koje bi mogli izdvojiti termoparove za mjerenje vrlo visokih temperatura i kapacitivnih senzora za mjerenje vlage. Izbor vrste senzora koje ćete koristiti za umjeravanje termostatiranih komora ovisi najviše o željenom mjernom području i potrebnoj točnosti mjerenja. Svaka vrsta senzora ima svoje prednosti i nedostatke.

Prikaz raspodjele senzora unutar radnog volumena

U našem prijedlogu smo izabrali spajanje 9 otporničkih Pt100 senzora za mjerenje temperaturne raspodjele unutar komore i psihrometar za mjerenje vlage u središtu komore.

Relativna vlažnost zraka u devet točaka izračunava se u samom mjernom instrumentu Almemo 710. Proračun se vrši pomoću izmjerenih devet temperaturnih točaka i jedne mjerne točke vlage u središtu komore. Dok se utjecaj zračenja mjeri u mjernoj točki broj 9 pomoću dvostrukog otporničkog Almemo temperaturnog senzora, te se njihova razlika uzima kao utjecaj zračenja unutar komore.

Mjerno područje otporničkih Pt100 senzora je od -100 do +250 °C. Imaju visoku točnost, malen drift i široko mjerno područje.

Psihrometar je senzor visoke točnosti i visoke kvalitete u pogledu mjerne tehnologije. Sadrže suhi i navlaženi temperaturni senzor, a vrijednost vlage izračunava se iz njihove temperaturne razlike (psihrometrijska razlika).

Koje karakteristike utječu na homogenost unutar termostatiranih komora?

Prije spominjanja radnih karakteristika trebamo definirati radni volumen komore. Radni volumen termostatiranih komora je odabrano radno područje unutar komore ispunjene radnim medijem, koji je u većini slučajeva zrak. S obzirom na radni volumen komore odabiremo položaj termometara naše mjerne opreme. U mjernoj metodi koristimo 10 termometara koje raspoređujemo unutar komore kao prema slici.

Bitne radne karakteristike koje utječu na nehomogene uvjete unutar komore su:

  • Prostorna nehomogenost se određuje kao maksimalno odstupanje temperature na nekoj mjernoj lokaciji (npr. u kutu komore, sonde 1-8) u odnosu na referentno mjerno mjesto. Referentno mjerno mjesto predstavlja točku unutar korisnog volumena (obično središna točka komore, sonda 9) za koju se izražava razlika između izmjerene temperature i indikacije komore. To je uglavnom geometrijsko središte komore, a na zahtjev korisnika može biti i drugačije pozicionirana. Prostorna nehomogenost se mora odrediti za sve temperature za koje se koristi komora.
  • Vremenska nestabilnost se određuje iz određivanja vremenske varijacije temperature i/ili relativne vlažnosti tijekom razdoblja od minimalno 30 minuta u stabilnom stanju, odnosno da se temperatura unutar komore kreće u određenom uskom rasponu. Treba napomenuti da za komore bez recirkulacije zraka, mjerenje je moguće započeti tek 30 minuta nakon dostizanja stabilnog stanja. Mjerenja se moraju provesti barem za referentno mjerno mjesto, dok za ostale mjerne točke to nije obavezno.
  • Utjecaj opterećenja se preporučuje odrediti ukoliko korisnik uvijek koristi komoru opterećenu s jednakim teretom. Stavljanjem tereta u komoru određujemo koliko to utječe na radne uvjete unutar komore. Ukoliko se radi o komorama bez cirkulacije zraka, tada utjecaj opterećenja ima znatan utjecaj na prostornu nehomogenost.
  • Efekta zračenja se određuje pri temperaturama koje se razlikuju od temperature okoliša. Zbog razlike u temperaturi stranica komore od temperature zraka unutar komore, tijela u radnom volumenu ne mogu doseći temperaturu zraka zbog izmjene topline zbog radijacije. Što je veća razlika u temperaturama zraka u komori i stranica komore, to je veći iznos efekta zračenja, koji se povećava više nego proporcionalno.

Važno je napomenuti da se neovisno o svemu navedenome unutar medija uvijek javljaju prostorne razlike temperatura i/ili relativne vlažnosti (gradijenti). Umjeravanjem dobivamo stvarnu sliku uvjeta unutar komore, kao i razliku između pokazivanja indikacije komore i stvarnih vrijednosti temperatura i/ili relativne vlage unutar komore.

IZVOR

Calibrating climatic chambers – Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH