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.
Основные термины (генерируются автоматически): испытательного оборудования, климатических камер, характеристик климатических камер, средств измерений, выбора испытательного оборудования, Аттестация испытательного оборудования, климатических камер различных, технических характеристик климатических, климатические камеры, калибровки средств измерений, испытательное оборудование, камер различных производителей, эффективного испытательного оборудования, аттестации испытательного оборудования, климатического испытательного оборудования, многообразии испытательного оборудования, метрологических характеристик климатических, правильности выбора испытательного, конкретного испытательного оборудования, использования испытательного оборудования.

Ключевые слова

температура, относительная влажность, испытательное оборудование, климатические камеры

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос