Библиографическое описание:

Штыхина Д. М., Грибов В. В. Анализ характеристик оборудования для климатических испытаний // Молодой ученый. — 2016. — №12.3. — С. 71-74.



Рассмотрена проблема выбора наиболее эффективного испытательного оборудования для термогигрометров. От правильности выбора испытательного оборудования для средств измерений зависит достоверность измерительной информации в ходе испытаний и дальнейшей эксплуатации приборов.

Ключевые слова: испытательное оборудование, климатические камеры, температура, относительная влажность.

Климатические условия могут оказывать сильное влияние на результаты измерений, а также на результаты поверки и калибровки средств измерений. Повышенная влажность ухудшает изоляционные свойства материалов, длительное ее воздействие может привести к неполадкам электрических приборов. Температура, как мера нагревания тела, может вызывать сбои в работе многих средств измерений при значительно высоком или низком ее значении. Чтобы оценить надежность приборов, их необходимо подвергать испытаниям на стойкость к воздействиям температуры и влажности.

Также климатические условия оказывают значительное воздействие на здоровье и самочувствие людей. к примеру, недостаточная влажность может оказаться неблагоприятной вследствие интенсивного испарения влаги с кожи человека, что приводит к пересыханию и растрескиванию кожных покровов, а затем и заражению бактериями. Температура также оказывает сильное воздействие: в жару можно наблюдать у людей снижение работоспособности, вялость, сонливость, головокружение, а воздействие холода на организм человека (особенно длительное) пагубно влияет на него и может вызывать тяжелые заболевания.

Чтобы контролировать климатические условия, необходимы специальные средства измерения – термогигрометры. Эти приборы измеряют температуру, относительную влажность и давление. Они широко используются в быту, пищевой, металлургической, нефтегазовой, строительной и других отраслях промышленности.

Принцип работы электронных термогигрометров заключается в замерах точки росы над хлористым литием, значения которых будут зависеть от влажности. Полученные данные в оцифрованном виде выводятся на жидкокристаллический экран. По сравнению со своими предшественниками, такие устройства имеют ряд функций и возможностей [1]:

 сохранять полученную во время раннее производимых замеров информацию;

 устанавливать ограничения предельных значений для звуковой и световой сигнализации;

 осуществлять взаимную замену измерительных зондов;

 проводить пересчет единиц влажности в автоматическом режиме;

 просматривать информацию о проведенных измерениях с привязкой по времени (при подключении к компьютеру).

Для поверки и калибровки электронных термогигрометров используются специальное испытательное оборудование, называемое климатическими камерами. Климатические камеры необходимы для создания определенных условий, в которых могут находиться средства измерения в процессе их эксплуатации. Именно от выбора испытательного оборудования зависит, насколько точными и достоверными будут показания приборов, контролирующих условия окружающей среды, в которой постоянно пребывает человек, а также проводят измерения, поверку и калибровку средств измерений.

В настоящее время на рынке представлено большое разнообразие климатических камер различных производителей, имеющих различные метрологические и технические характеристики.

В современном многообразии испытательного оборудования можно выделить несколько типов климатических камер, которые создают определенные условия в зависимости от назначения поверяемых в них приборов и проводимых в них испытаний [2]:

 камера тепла;

 камера холода;

 камера влаги;

 комбинированные камеры (тепла-холода-влаги);

 камера дождя и пыли;

 камера соляного тумана;

 высокотемпературные камеры;

 камера шоковой заморозки;

 испытательные камеры специального назначения.

Самыми простыми и широко используемыми можно назвать испытательные камеры тепла-холода-влаги, которые используются для поверки и калибровки термогигрометров.

Чтобы обеспечить достоверность результатов поверки и калибровки, испытательное оборудование должно пройти аттестацию. Аттестация климатического испытательного оборудования проводится согласно ГОСТ Р 8.568–97 «Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения». Основная цель аттестации испытательного оборудования – подтверждение возможности воспроизведения условий испытаний в пределах допускаемых отклонений и установление пригодности использования испытательного оборудования в соответствие с его назначением [3].

Процедура аттестации выполняется по программе и методике аттестации на конкретное оборудование. Результатом аттестации является аттестат, выданный для конкретного испытательного оборудования и удостоверяющий возможность использования данного испытательного оборудования при проведении тех или иных испытаний.

В работе представлен анализ технических и метрологических характеристик климатических камер различных производителей.

В первую очередь необходимо обратить внимание на диапазоны температур и влажности, а также на колебания этих величин в ходе испытаний. В некоторых климатических камерах указываются два диапазона температур – при работе с влажностью и без нее. Выбор диапазона в основном зависит от испытаний, проводимых в камере.

Не менее важен выбор размера камеры, особенно внутренний объем. Этот показатель влияет не только на количество поверяемых в камере приборов, но и необходим для точности распределения параметров по всему объему, для этого в документации на климатические камеры указывается расстояние от находящихся в ней образцов до стенок камеры, так называемый полезный объем камеры.

Для того чтобы установить, какое допустимое число приборов можно размещать в полезном объеме камеры, существуют такие показатели, как количество полок, загрузка полки и допустимая загрузка камеры.

Время проведения испытаний зависит от таких скоростных характеристик камеры, как время нагрева и охлаждения и скорости нагрева и охлаждения до заданных значений температуры и влажности. Необходимо обратить внимание на то, что должна быть указана загрузка камер, при которой эти скорости реализованы, так как в документации на камеру приведены лишь значения средних скоростей.

В таблице 1 проведен сравнительный анализ метрологических и технических характеристик климатических камер малого объема (до 120 л включительно) различных производителей.

Таблица 1

Сравнительный анализ метрологических и технических характеристик климатических камер

Показатель

BINDER KMF 115 (Германия)

Memmert ICH110 (Германия)

ТермоФаг КТХВ 120 (Россия)

TIRA clima-NT ТCС 4010
(Германия)

CTS

C-40/100

(Германия)

Температурные характеристики (без влажности)

Диапазон температур, ˚С

от -10
до +100

от -10
до +60

от -70
до +300

от -40
до +180

от -40
до +180

Средняя скорость нагрева, ˚С/мин

1,3

4

3,2

3,0

Средняя скорость охлаждения, ˚С/мин

0,5

3

3,2

5,0

Время нагрева, минуты

85

≤ 120

Время охлаждения, минуты

240

≤ 120

Колебания температуры, ± ˚С

от 0,3
до 1,0

0,1

0,5

от 0,1
до 0,3

от 0,1
до 0,3

Климатические характеристики (с влажностью)

Диапазон температур, ˚С

от +10
до +90

от +10
до +60

от -5
до +90

от +10
до +95

Колебания температуры, ± ˚С

от 0,3 до 1,0

0,1

0,5

0,3

Диапазон влажности, % r.H.

от 10 до 98

от 10 до 80

от 10 до 98

от 10 до 98

от 10 до 98

Колебания влажности, ± % r.H.

≤ 2,5

1

2

от 1 до 3

от 0,5 до 1,5

Внутренние размеры

Внутренний объем, л

102

108

120

112

100

Количество полок (станд./макс.), шт.

1/5

2/5

1/8

1

1

Загрузка полки, кг

30

30

40

Допустимая загрузка камеры, кг

100

175

150

Электрические характеристики

Номинальная мощность, кВт

2,0

2,0

3,7

2,0

2,5

Защита от напряжения

+

+

+

+

+

Прочие характеристики

Полный средний срок службы, лет

не менее 10

не менее 10

­–

В результате анализа характеристик климатических камер можно сделать вывод, что среди выбранных моделей камеры TIRA clima–NT ТCС 4010 и CTS C–40/100 во многом превосходят аналоги.

Обе камеры имеют достаточно широкий диапазон температур и высокие точностные характеристики, однако камера марки CTS имеет в сравнении с камерой TIRA clima–NT дополнительные преимущества:

 большая скорость охлаждения (5,0 ˚С/мин);

 указан диапазон температур при работе с влажностью (от +10 ˚С до +95 ˚С);

 колебания влажности значительно ниже (от 0,5 % до 1,5 %);

 указана допустимая нагрузка камеры (150 кг).

Таким образом, среди климатических камер, представленных выше производителей, климатическая камера CTS C–40/100 (производство Германия) может быть рекомендована к использованию для проведения поверки и калибровки средств измерений температуры и относительной влажности в испытательных лабораториях или метрологических центрах, например, в ФБУ «УРАЛТЕСТ».

Литература:

  1. Измерители относительной влажности и температуры (термогигрометры, психрометры) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.electronpribor.ru/catalog.
  2. ГОСТ 28198–89. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 1. Общие положения и руководство. Введ. 1990–03–01. Москва: Стандартинформ, 2006. 23 с.
  3. ГОСТ Р 8.568–97. ГСИ. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения. Введ. 1998–07–01. Москва: Изд-во стандартов, 1998. 11 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle