高低溫冷熱循環(huán)一體機(jī)作為環(huán)境試驗(yàn)核心設(shè)備,廣泛應(yīng)用于電子、材料、汽車等領(lǐng)域的高低溫循環(huán)可靠性測(cè)試。其校準(zhǔn)核心目標(biāo)是修正溫度控制精度、溫度均勻性、升降溫速率及循環(huán)時(shí)序等關(guān)鍵參數(shù)偏差,確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。本指南基于JJF 1101-2019《環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》,結(jié)合設(shè)備運(yùn)行特性,提供全流程標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)方案。
一、校準(zhǔn)前核心準(zhǔn)備
校準(zhǔn)前需完成設(shè)備狀態(tài)檢查、標(biāo)準(zhǔn)器具選型及環(huán)境管控,避免前期因素引入校準(zhǔn)誤差。
1. 標(biāo)準(zhǔn)器具與工具準(zhǔn)備
核心標(biāo)準(zhǔn)器具:高精度溫度巡檢儀(精度≥±0.05℃,分辨率0.01℃)、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(Pt100,A級(jí),允差±(0.15℃+0.002|t|))、秒表(精度0.01s)、溫濕度計(jì)(精度±1℃、±5%RH);若設(shè)備帶濕度功能,需額外準(zhǔn)備高精度濕度發(fā)生器(精度±2%RH)。
輔助工具:校準(zhǔn)支架(用于固定溫度傳感器,確保測(cè)點(diǎn)位置精準(zhǔn))、絕緣手套、螺絲刀(用于打開設(shè)備測(cè)試孔)、數(shù)據(jù)記錄表格(含溫度、時(shí)間、偏差等字段)、設(shè)備操作手冊(cè)。
器具核查:所有標(biāo)準(zhǔn)器具需經(jīng)CNAS認(rèn)證且在校準(zhǔn)有效期內(nèi),校準(zhǔn)前需通電預(yù)熱30分鐘,確保性能穩(wěn)定。
2. 設(shè)備與環(huán)境準(zhǔn)備
設(shè)備狀態(tài)檢查:確認(rèn)一體機(jī)外觀無破損,門封條密封良好無變形,散熱口無堵塞;接通電源后開機(jī)試運(yùn)行,檢查制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常,無異常噪音或泄漏;清空試驗(yàn)箱內(nèi)雜物,清潔箱壁油污與粉塵。
環(huán)境控制要求:校準(zhǔn)環(huán)境溫度15℃~35℃,相對(duì)濕度30%~75%,無強(qiáng)氣流直吹設(shè)備;環(huán)境電壓穩(wěn)定在220V±10%(三相設(shè)備380V±10%),避免與大功率設(shè)備共線供電;設(shè)備周圍預(yù)留≥0.5m操作空間,確保散熱與操作安全。
測(cè)點(diǎn)布置規(guī)范:根據(jù)設(shè)備容積確定測(cè)點(diǎn)數(shù)量(容積≤1m³設(shè)9個(gè)測(cè)點(diǎn),1~10m³設(shè)15個(gè)測(cè)點(diǎn)),采用“五點(diǎn)法”布點(diǎn)——箱內(nèi)前、中、后三維分布,距箱壁、門、底部≥100mm,標(biāo)準(zhǔn)傳感器通過支架固定,避免與箱壁直接接觸。
二、關(guān)鍵參數(shù)校準(zhǔn)實(shí)操流程
按“溫度精度→溫度均勻性→升降溫速率→循環(huán)時(shí)序”的順序依次校準(zhǔn),每個(gè)參數(shù)校準(zhǔn)后需記錄偏差并及時(shí)修正。
1. 溫度控制精度校準(zhǔn)
校準(zhǔn)設(shè)備在設(shè)定溫度下的實(shí)際溫度與設(shè)定值的偏差,覆蓋設(shè)備全溫度范圍關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
步驟1:設(shè)定校準(zhǔn)溫度點(diǎn)
根據(jù)設(shè)備額定溫度范圍(如-70℃~150℃),選取至少5個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn):包括下限值、上限值、中間值及兩個(gè)常用試驗(yàn)溫度(如-60℃、0℃、50℃、100℃、140℃)。
步驟2:恒溫與數(shù)據(jù)采集
將設(shè)備設(shè)定至第一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),啟動(dòng)運(yùn)行;待溫度穩(wěn)定后(波動(dòng)幅度≤±0.5℃持續(xù)30分鐘),開始采集數(shù)據(jù),每10分鐘記錄一次標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)與設(shè)備顯示屏的溫度值,連續(xù)采集3組數(shù)據(jù)。
步驟3:偏差計(jì)算與修正
計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均溫度值,與設(shè)備設(shè)定值的差值即為溫度偏差;若偏差超過設(shè)備允差(通常±1℃),通過設(shè)備控制系統(tǒng)的“溫度修正”功能調(diào)整——如設(shè)定50℃時(shí)實(shí)際平均溫度為51.2℃,則修正值設(shè)為-1.2℃,修正后重復(fù)測(cè)試直至偏差合格。
2. 溫度均勻性校準(zhǔn)
校準(zhǔn)試驗(yàn)箱內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)的溫度一致性,是評(píng)估設(shè)備試驗(yàn)有效性的關(guān)鍵指標(biāo)。
步驟1:恒溫穩(wěn)定
選取設(shè)備常用溫度點(diǎn)(如25℃、85℃、-40℃),設(shè)定設(shè)備并運(yùn)行,待溫度穩(wěn)定后保持60分鐘,確保箱內(nèi)溫度場(chǎng)均勻。
步驟2:多點(diǎn)同步采集
通過溫度巡檢儀同步采集所有測(cè)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù),每5分鐘采集一次,連續(xù)采集6次,記錄各測(cè)點(diǎn)每次的溫度值。
步驟3:均勻性計(jì)算與調(diào)整
計(jì)算每次采集的所有測(cè)點(diǎn)溫度最大值與最小值的差值,取6次差值的平均值作為溫度均勻性;若均勻性超差(通常≤2℃),檢查循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否正常,若轉(zhuǎn)速不足需調(diào)整風(fēng)機(jī)參數(shù);若局部溫度偏差過大,可調(diào)整箱內(nèi)導(dǎo)流板位置,修正后重新校準(zhǔn)。
3. 升降溫速率校準(zhǔn)
校準(zhǔn)設(shè)備從一個(gè)溫度點(diǎn)升至或降至另一個(gè)溫度點(diǎn)的速率偏差,直接影響試驗(yàn)周期與效果。
步驟1:設(shè)定速率測(cè)試區(qū)間
選取典型升降溫區(qū)間,如低溫段(-60℃→25℃)、高溫段(25℃→100℃),記錄兩個(gè)端點(diǎn)溫度值(T1、T2)。
步驟2:速率測(cè)試與計(jì)時(shí)
啟動(dòng)設(shè)備升降溫程序,當(dāng)溫度達(dá)到T1時(shí)按下秒表計(jì)時(shí),當(dāng)溫度達(dá)到T2且穩(wěn)定(波動(dòng)≤±1℃)時(shí)停止計(jì)時(shí),記錄耗時(shí)t(分鐘);同時(shí)通過溫度巡檢儀記錄全程溫度變化曲線,驗(yàn)證無異常波動(dòng)。
步驟3:速率計(jì)算與修正
計(jì)算實(shí)際升降溫速率:速率v=|T2-T1|/t;若與設(shè)備標(biāo)稱速率(如5℃/min)偏差超過±10%,需檢查制冷系統(tǒng)制冷劑是否充足、加熱管功率是否正常,若制冷劑不足需補(bǔ)充,加熱管老化需更換,調(diào)整后重新測(cè)試。
4. 循環(huán)時(shí)序校準(zhǔn)
針對(duì)設(shè)備的高低溫循環(huán)模式,校準(zhǔn)各階段溫度保持時(shí)間、轉(zhuǎn)換時(shí)間的準(zhǔn)確性。
步驟1:設(shè)定循環(huán)程序
編寫典型循環(huán)程序,如“-40℃保持30min→升溫至85℃(速率5℃/min)→85℃保持30min→降溫至-40℃(速率5℃/min)”,保存程序并啟動(dòng)。
步驟2:時(shí)序數(shù)據(jù)采集
用秒表記錄各階段關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn):降溫至-40℃的時(shí)刻、開始升溫的時(shí)刻、升溫至85℃的時(shí)刻、開始降溫的時(shí)刻,計(jì)算各階段實(shí)際保持時(shí)間與轉(zhuǎn)換時(shí)間。
步驟3:時(shí)序修正
若實(shí)際時(shí)間與設(shè)定時(shí)間偏差超過±5%(如設(shè)定保持30min實(shí)際為32min),通過設(shè)備程序編輯功能調(diào)整時(shí)序參數(shù),重點(diǎn)核查升溫、降溫階段的速率設(shè)定是否與實(shí)際匹配,修正后重復(fù)循環(huán)測(cè)試直至?xí)r序準(zhǔn)確。
三、校準(zhǔn)后驗(yàn)證與記錄
1. 綜合驗(yàn)證測(cè)試
選取3個(gè)典型校準(zhǔn)點(diǎn)(低、中、高各一個(gè)),執(zhí)行完整的“溫度精度+均勻性”聯(lián)合測(cè)試,確保修正后的參數(shù)穩(wěn)定可靠;對(duì)帶循環(huán)功能的設(shè)備,運(yùn)行一次完整循環(huán)程序,驗(yàn)證溫度與時(shí)序協(xié)同精度。
2. 校準(zhǔn)檔案建立
建立“一機(jī)一檔”校準(zhǔn)檔案,記錄以下核心信息:
設(shè)備信息:型號(hào)、序列號(hào)、出廠日期、使用單位、安裝位置;
校準(zhǔn)信息:校準(zhǔn)日期、校準(zhǔn)人員、校準(zhǔn)環(huán)境溫濕度、標(biāo)準(zhǔn)器具型號(hào)及校準(zhǔn)證書編號(hào);
校準(zhǔn)數(shù)據(jù):各溫度點(diǎn)的偏差值、均勻性數(shù)據(jù)、升降溫速率測(cè)試記錄、時(shí)序測(cè)試數(shù)據(jù);
修正記錄:修正參數(shù)、調(diào)整部位、前后對(duì)比數(shù)據(jù);
驗(yàn)證結(jié)果:綜合驗(yàn)證結(jié)論、是否合格、下次校準(zhǔn)日期。
四、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
安全防護(hù):校準(zhǔn)高低溫極值時(shí),需佩戴絕緣手套、護(hù)目鏡,避免直接接觸箱門或內(nèi)部部件導(dǎo)致凍傷/燙傷;設(shè)備運(yùn)行中禁止打開箱門,確需操作需先暫停運(yùn)行并待溫度回溫至室溫附近。
校準(zhǔn)周期:常規(guī)使用場(chǎng)景下,每年校準(zhǔn)一次;高頻使用(每天運(yùn)行≥8小時(shí))或嚴(yán)苛環(huán)境(如高粉塵、高腐蝕)下,每6個(gè)月校準(zhǔn)一次;設(shè)備維修(制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng))后需立即重新校準(zhǔn)。
異常處理:校準(zhǔn)中若出現(xiàn)溫度驟升驟降、制冷系統(tǒng)停機(jī)等異常,需立即停止校準(zhǔn),關(guān)閉設(shè)備電源,排查故障(如檢查過載保護(hù)開關(guān)、制冷劑泄漏),故障排除后重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
軟件校準(zhǔn)禁忌:禁止隨意修改設(shè)備控制系統(tǒng)的核心參數(shù)(如PID調(diào)節(jié)系數(shù)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限),如需調(diào)整需聯(lián)系設(shè)備廠商技術(shù)人員指導(dǎo),避免因參數(shù)錯(cuò)亂導(dǎo)致設(shè)備損壞。
本指南適用于主流高低溫冷熱循環(huán)一體機(jī)型號(hào),具體校準(zhǔn)中需結(jié)合設(shè)備操作手冊(cè)細(xì)化步驟。若需開展第三方權(quán)威校準(zhǔn),需委托具備CNAS資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu),確保校準(zhǔn)結(jié)果可溯源至國(guó)家溫度計(jì)量基準(zhǔn)。