什么是均温块？均温块在热电偶校准中有什么作用（一）
热电偶校准通常是将二等标准铂铑10-铂热电偶和被校热电偶捆扎在一起，放入管式炉合格温场中用比较法完成的。管式炉温场一致性是保证校准结果准确性的重要因素。在JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》和JJF1262-2010《铠装热电偶校准规范》中，对管式炉轴向温场和径向温场都有着明确的要求。为了更好地保证热电偶校准时的温场一致性，规范中提出了均温块的概念，以改善炉温性能。但在实际工作中，由于校准人员的重视程度不足，均温块的使用没有得到很好的推广。本文通过试验数据的对比分析，证明均温块对热电偶校准质量的重要影响，并对其在实际工作中的应用进行了探讨。
1、均温块的结构
热电偶管式炉专用均温块是采用高温合金材料(一般为镍铬合金)制作而成的均温装置，主要用来在廉金属热电偶(特别是铠装廉金属热电偶)校准时起均温作用，提高管式炉温场均匀性，至高使用温度1200℃。根据被校准对象不同，均温块的结构有所不同：单孔型均温块在中心开有一个单孔，使用时将普通廉金属热电偶捆扎成束后放入孔内，如图1a所示；多孔型均温块开有多个测试孔，使用时将铠装热电偶直接插入孔中，无需捆扎，控温孔可以和测试孔开在一面，也可以开在均温块的背面，所有开孔均为盲孔，如图1b所示。本试验中将炉口处的挡板和均温块做成一体结构，如图1c所示，可以方便均温块在炉内的定位，也便于温场测试时进行转动。
图1a 单孔型均温块 图1b 多孔型均温块 图1c 一体结构型均温块
2、管式炉温场测试数据比较
2.1 带均温块时温场测试数据
选取一台管式炉，在1000℃下对其带均温块时的温场一致性进行测试。 测试方法如下：将均温块置于管式炉中心位置，用2支二等标准铂铑10-铂热电偶作为测试偶。轴向温场测试时，一支插入均温块周边任一孔底部作为固定热电偶，另一支插入中心孔中作为移动热电偶。由孔底开始向外，测试30mm距离内温度一致性。径向温度场的测试采用微差法，先把移动热电偶和固定热电偶的负极在参考端短接，之后将移动热电偶正极接测量仪器“+”，固定热电偶正极接测量仪器“-”；然后将2支测试偶同时插入均温块中心孔底部，测得微差值，作为径向温场测试时“0”点位置的读数；再测试径向温场上、下、左、右位置和中心孔在孔底处的温度一致性。
带均温块时轴向与径向温场测试示意图分别如图2轴向和图3所示，测试结果如表1所示。由于均温块测试孔为盲孔，故测试结果为由孔底向外各点的数据。
图2 轴向温度场测试示意图
图3 径向温度场测试示意图
表1 带均温块时温度场测试结果
方向 位置/cm 温度分布/℃ 温度差/℃轴向 0 0 0.3(距均温块孔底0-3cm之间)
轴向 1 0.2 0.3(距均温块孔底0-3cm之间)
轴向 2 0.1 0.3(距均温块孔底0-3cm之间)
轴向 3 -0.1 0.3(距均温块孔底0-3cm之间)
径向 上 0.1 0.2
径向 右 0.2 0.2
径向 下 0.2 0.2
径向 左 0.2 0.2
径向 0 0 0.2
2.2 未带均温块时温场测试数据
对同一台管式炉，按JJF1184-2007《热电偶检定炉温度场测试技术规范》的要求，在未置入均温块时，对其1000℃时轴向温场和径向温场进行测试，测试结果如表2所示。
由于带均温块时测试的是0-3cm的温场一致性，因此只比较两次测量管式炉同一侧温场的温度均匀性。从温场测试结果得出，均温块内0-3cm温度场一致性可达0.3℃，而未使用均温块时0-3cm的温度场一致性为0.8℃。从实验数据可知使用均匀块后炉温均匀性有了明显提升，这主要缘于金属良好的导热性能。
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