標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的正確使用與維護(hù)
本文從產(chǎn)生漂移的原因、其保管與使用及其使用過程中可能出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象及應(yīng)對措施等方面來探討如何正確使用和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，并對水三相點(diǎn)瓶在其維護(hù)中的應(yīng)用作了必要的闡述。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)是傳遞－189.3442～660.323℃溫度范圍內(nèi)國際溫標(biāo)的內(nèi)插儀器，它屬于精密計(jì)量器具，測量精度高，穩(wěn)定性好。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在很多企業(yè)、事業(yè)單位被廣泛應(yīng)用，特別是計(jì)量、電力、等行業(yè),被作為標(biāo)準(zhǔn)器，一般被用于檢定標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、熱電阻、低溫?zé)犭娕嫉鹊臉?biāo)準(zhǔn)裝置中，隨著測溫水平的提高，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)也被越來越多的作為工作計(jì)量器具使用。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)價(jià)格昂貴，制造工藝復(fù)雜，不耐震動(dòng)，石英玻璃外保護(hù)管易破碎，使用不當(dāng)會出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移或損壞，因此，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的正確使用及維護(hù)是非常重要的。本文從標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)生漂移的原因、其保管與使用及其使用過程中可能出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象及應(yīng)對措施等方面來探討如何正確使用和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，并對在其維護(hù)中的應(yīng)用作了必要的闡述。
1、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)生漂移的原因
我們知道使用一段時(shí)間后標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)會產(chǎn)生漂移，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的漂移量超過了限制，通過退火的方法，大部分溫度計(jì)夠恢復(fù)正常性能。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)生漂移的主要原因有氧化、污染、機(jī)械沖擊。
①氧化
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的鉑絲會發(fā)生氧化，鉑絲的部分橫截面積被氧化薄膜所取代，其電阻會增大。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在較低溫度范圍內(nèi)的漂移主要是由鉑氧化物引起的。由氧化造成漂移可以通過退火的方法消除。
②污染
如果標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)被污染了，其Rtp值會增加，其余各固定點(diǎn)的電阻比w會下降。Rtp和W通常不能通過退火處理恢復(fù)。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)大多數(shù)是用石英護(hù)管封裝的，由于石英護(hù)管易碎，出現(xiàn)了金屬外護(hù)管的溫度計(jì)，由于漏熱原因，金屬外護(hù)管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)只用來做二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。石英護(hù)管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的漂移是一個(gè)逐漸的過程，金屬護(hù)管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)則在非常短時(shí)間內(nèi)漂移非常明顯。
③機(jī)械沖擊
沖擊、震動(dòng)或任何其它形式的加速度都可能引起管腔彎曲并圍繞其支架變形，產(chǎn)生的應(yīng)力會改變標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的溫度—電阻特性。鉑電阻上的應(yīng)力會增大電阻值，如果機(jī)械沖擊不是太明顯，機(jī)械沖擊造成的Rtp和W漂移可以通過退火來消除。但是，如果鉑絲被物理損壞，則不能通過退火恢復(fù)。
2、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)保管與使用
①使用時(shí)要輕拿輕放，避免碰撞；移動(dòng)時(shí)應(yīng)將感溫元件朝下，以必免脫絲;使用后要用無水乙醇清潔外護(hù)管；不使用時(shí)要妥善保存；運(yùn)輸時(shí)應(yīng)妥善包裝，防止振動(dòng)與撞擊;使用期間要經(jīng)常檢查感溫元件有無異常，鉑絲有無下垂。
②不得超過上限使用，并應(yīng)盡量避免長時(shí)間放置于高溫環(huán)境下，當(dāng)使用高于500℃時(shí)應(yīng)盡量避免將直接從高溫環(huán)境中取出，應(yīng)使其隨爐溫冷卻后再取出。
③為了減少自熱效應(yīng)對測溫的影響，要避免大電流沖擊。
④在油槽中使用后一定要擦干凈，以免對溫度計(jì)造成污染和縮短標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)壽命。
⑤在使用中，多種原因可能使其產(chǎn)生應(yīng)力，要經(jīng)常測量水三相點(diǎn)的電阻值Rtp，并用新測得值作為該溫度計(jì)的Rtp，若發(fā)現(xiàn)所測Rtp與證書中的數(shù)值相差較大，應(yīng)提前送檢。
⑥)金屬外護(hù)管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)不易斷裂，但其元件仍然是需要防震以及防止彎曲。
3、使用過程中可能出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象及應(yīng)對措施
當(dāng)測量值與證書提供的數(shù)據(jù)之差超過檢定規(guī)程的要求時(shí)，首先檢查測量系統(tǒng)的測量是否正常，測量水三相點(diǎn)值，并與證書的數(shù)據(jù)比較；然后在溫度計(jì)上限溫度退火2-4小時(shí)，再測量溫度計(jì)的水三相點(diǎn)值Rtp。比較Rtp在退火前后的變化，如果還沒有穩(wěn)定，再退火，如此循環(huán)，直至Rtp穩(wěn)定。
如果Rtp一直沒有穩(wěn)定的跡象，請參考以下措施：
①測量時(shí)出現(xiàn)不明原因的嚴(yán)重不正常現(xiàn)象，比如亂跳、無讀數(shù)等，應(yīng)重新檢查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的接線是否正確與牢固；如果接線正確，但問題仍然存在，則將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的所有引線從測量裝置上斷開，用萬用表測量溫度計(jì)各引線之間的電阻。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)開路，用萬用表檢查溫度計(jì)各外引線之間的電阻，確定哪一根引線開路;檢查開路引線的接線片焊點(diǎn)處是否斷開，必要時(shí)剪掉接線片，以區(qū)分引線開路的原因是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)內(nèi)部還是外部；如果是溫度計(jì)外部引線開路，只需剪掉開路的那部分引線或重新焊接，溫度計(jì)就會正常工作；如果是溫度計(jì)內(nèi)部引線或溫度計(jì)元件開路，則無法再使用，直接郵寄到昌暉儀表制造有限公司維修。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)短路，溫度計(jì)任何一對引線之間測得的電阻只有引線電阻2Ω左右，很可能是溫度計(jì)手柄內(nèi)部或感溫元件引出線短路，需要修理或更新；標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在室溫下的電阻介于引線電阻與正常電阻之間，很可能是溫度計(jì)感溫元件的電阻線圈之間短路，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)無法再使用。
②標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)測量時(shí)讀數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)重新檢查溫度計(jì)的接線是否正確與牢固；檢查電測裝置的測量是否正常(可以測量一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，看測量值是否穩(wěn)定)；如果正常，則利用這臺電測裝置測量另一支標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，看測量值是否穩(wěn)定；如果確定只是這支溫度計(jì)的測量讀數(shù)不穩(wěn)定，可能是溫度計(jì)外護(hù)管有洞或裂開。
③標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)只是在低溫下的測量讀數(shù)不穩(wěn)定，而在室溫或高溫下均正常。檢查被測量的低溫物體或介質(zhì)的溫度是否穩(wěn)定；如果被測物體的溫度穩(wěn)定，則該溫度計(jì)可能因?yàn)槊芊鈫栴}，使水汽進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。這種情況下溫度計(jì)需要修理或更新。
④標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)只是在高溫下的測量讀數(shù)不穩(wěn)定，而在室溫或低溫下均正常。有可能是高溫下被測量物體有漏電現(xiàn)象，建議將被測量的物體接地，觀察是否有所改善。
⑤標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)水三相點(diǎn)值升高，有可能的原因是機(jī)械碰撞或溫度計(jì)元件氧化。應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的上限溫度退火4小時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的水三相點(diǎn)值有恢復(fù)跡象，則繼續(xù)退火直至穩(wěn)定；如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的水三相點(diǎn)值繼續(xù)升高而沒有穩(wěn)定的跡象，則該溫度計(jì)需要修理或更新。
⑥金屬外護(hù)管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測量不穩(wěn)定，除了上面提到的原因之外，應(yīng)檢查一下溫度計(jì)外護(hù)管與溫度計(jì)引線之間的絕緣電阻；如果絕緣電阻非常低，通常原因是溫度計(jì)金屬外護(hù)管泄漏。這種情況下需要修理或更新。
4、水三相點(diǎn)瓶在維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)中的應(yīng)用
水三相點(diǎn)是水的固相、液相和氣相三態(tài)平衡共存的狀態(tài)，該狀態(tài)下溫度的變化量可長期保存在0.1mK以內(nèi)，穩(wěn)定性好，不受外界大氣壓變化和空氣中雜質(zhì)的影響。水三相點(diǎn)瓶是復(fù)現(xiàn)水三相點(diǎn)的容器。用水三相點(diǎn)瓶隨時(shí)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)的電阻值，根據(jù)變化規(guī)律及時(shí)退火，不僅可以使測量更為準(zhǔn)確可靠，還可以延長標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的使用壽命。
為了避免當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)已經(jīng)超出允許極仍被使用，為保證由標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)傳遞的溫度的準(zhǔn)確可靠，在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定間隔期間，應(yīng)定期使用水三相點(diǎn)瓶檢查溫度計(jì)Rtp，并繪制控制圖表，根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)處理。對于不具備水三相點(diǎn)瓶的使用單位，可以用冰點(diǎn)(冰水混合物)代替水三相點(diǎn)。應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)被上級單位檢定后做一次測量，記下冰點(diǎn)電阻值，以后每次測量都與該值比較。必須注意的是：冰水混合物必須用蒸餾水制成；冰點(diǎn)瓶內(nèi)徑不小于200mm、內(nèi)深不小于400mm；制成冰水混合物后，用玻璃棒從上蓋中間孔插到冰點(diǎn)瓶底部，立即取出，再從該孔小心插入被測標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，插入深度300mm左右。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測量精度高、穩(wěn)定性好、制造工藝比較復(fù)雜，不耐震動(dòng)，石英玻璃外保護(hù)管易破碎，使用不當(dāng)會使標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移或損壞，希望本文的探討對廣大標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的使用者能有所幫助。
作者：河南省計(jì)量科學(xué)研究院 崔馨元
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