延安现场黑标温度计的计量校准方法

       在纺织品日晒色牢度试验中,通常通过测量标准金属板的温度来得到试样表面温度。常用于ISO、GB/T标准和AATCC标准的两种标准金属板分别是黑板温度计(BPT)和黑标温度计(BST)。由于黑板温度计(BPT)和试样架均为金属片材所制,导热快,不便反应导热性差的深色试样的温升情况,所以国际上继而发明了一种带有绝热性底座的黑板温度计,命名为黑标温度计(BST)。

 

       黑标温度计(BST)是近10年来欧美逐渐兴起的用以代替黑板温度计的一种新型温度计。这种黑标温度计是由一块大小为70mm×40mm、厚度为1mm的不锈钢金属板组成,金属板固定在一块塑料隔热板上,金属板面向光源的一面涂上一种耐老化的黑色平光漆成为“黑板”,这种黑板能吸收波长在2500nm以内总入射光通量的95%。其温度是由铂电阻传感器来测量,该铂电阻传感器安装在背光源的一面,并与板面中心有良好的传热接触。这一个背光面还采用5mm厚并有凹槽的聚偏氟乙烯(PVDF)底座使之固定。凹槽的空间大小应正好与传感器相对应,但传感器不与PVDF凹槽面紧贴,留有约1mm的间距。整个PVDF底座的长度和宽度必须足够大,以确保在试样架上安装黑标温度计时金属板与试样架之间不存在金属接触传热,试样架上金属框或支架与温度计金属板边缘至少有4mm的间距。黑标温度计可提供在自然光或人造光下曝晒的最大温度估计值。正是因为黑标温度计更适于显示导热性差的深色试样暴露面的温度,所以当前大部分日晒色牢度试验仪中采用黑标温度计来监控试验样品的允许温度上限。

 

       考虑到黑标温度计带有绝热性底座,散热较慢等特点,故在现场采用高精度红外测温仪的测温方式是可行的。红外测温仪测量响应速度快,精度高,可以迅速测量黑标温度计的表面温度。本次选用美国FLUKE公司的F574精密红外测温仪作为测量标准装置,其在测温范围(0~100)℃时的测量精度为±0.75℃,最小测量直径为6mm(近焦距模式),发射率在(0.90~1.00)之间可调节,测量响应时间为250ms,并具有测量最大值、最小值、差值、平均值的记录功能,非常适合现场校准日晒色牢度试验仪的黑标温度计。

 

       在测量前,应根据被测日晒色牢度试验仪的黑标温度计黑体表面状况对F574精密红外测温仪进行发射率调整。按照使用说明书等相关资料,黑标温度计的发射率一般为0.95,所以将F574精密红外测温仪的发射率也相应调整为0.95。同时,打开红外测温仪的最大值模式、最小值模式、差值模式,以便快速记录测量数据。当日晒色牢度试验仪运行温度大于50℃时,校准时应佩戴隔热手套,防止烫伤。

 

       校准时,启动运行日晒色牢度试验仪,等待黑标温度示值稳定1h后,记录黑标温度Ta。暂停设备运行,迅速打开舱门,立即用F574精密红外测温仪垂直瞄准仓内黑标温度计的黑板中部,测量距离可参照JJG856-2015《工作用辐射温度计检定规程》附录A中的方法确定,测量其表面温度Tb,此时应保证红外测温仪的测量目标直径小于黑标黑体直径的1/2。以最短间隔连续测量3次,共采集3组数据,其中最大值为Tbmax,最小值为Tbmin。若极差(TbmaxTbmin)<0.5℃,则Tbmax可以作为测量标准值。若极差(TbmaxTbmin)>0.5℃,可能是红外测温仪未能对准被测物,或是操作延迟使黑标温度下降过多。出现这类情况,应该重新测量。此时,黑标温度计示值误差计算公式为:

 黑标温度计示值误差计算公式

其中,

ΔT——黑标温度计示值误差。

Ta——被检黑标温度计显示值。

Tbmax——精密红外测温仪连续测量3次的最大值。

 

       以日晒色牢度试验仪试验温度45℃和60℃为例,当日晒色牢度试验仪运行稳定1h后,同时使用F574精密红外测温仪和标准黑板温度计校准试验箱内黑标温度计。


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