关于真空状态下温度测量
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真空炉炉温均匀性的测定一、真空炉温度场形成的特点真空炉的发热元件一般呈圆形布置。
真空加热相对普通炉来说,其传热方式只有辐射,没有传导和对流;非真空加热时有传导、对流和辐射三种方式,其中对流、传导根据压力的不同又与普通炉( 常规压力) 同。
压力小于1 ×105Pa ( 绝对压力,普通炉的近似工作压力) 时,其对流、传导作用小于普通炉; 压力接近工作真空度( 2Pa) 时,其对流、传导作用基本不存在,工件升温缓慢,特别是低于600 ℃以下加热时,加热更为缓慢,工件温度相对控温热电偶的温度有一定的滞后现象。
二、真空炉温度均匀性测量的原理( 1) 真空炉温度均匀性的测定采取炉体控温系统控制加热温度,外加热电偶进行记录的测量方式。
温度均匀性的测定仪器有热电偶转换开关,WRNK —121 型3mm×3000mm 的测量热电偶,其测量范围为0 ~1300 ℃,日本岛电SR93 数显温度表、补偿导线。
测量原理图见图1 。
( 2) 根据KES78. 311. 1 标准有关要求,真空炉炉温的测量采取有效加热区9 点测量的方式( 见图2) 。
在600 mm×600mm×900mm 的有效工作空间内作9 点布置,任一个平面内均有3 个热电偶( 图2 中黑点为热电偶的固定位置) 。
( 3) 在炉体的炉门端的一侧有一测温口。
测量时拆下原盖板,安装上带有9 孔的测温法兰,测量热电偶通过法兰接入炉腔内并固定在支架上。
安装测量热电偶时需加密封垫圈、橡胶垫圈及真空脂用压紧螺栓进行压紧密封,以防止漏气( 见图3) 。
三、真空炉温度均匀性的测量过程1. 准备工作将测量热电偶及控温热电偶按GB/ J351 —1996 《中华人民共和国国家计量鉴定规程》中相关规定进行检测,检测合格方能进行炉温均匀性测定。
自炉体拆下测温孔的盖板,将9 根经过检测合格的热电偶依次穿上密封垫圈、橡胶垫圈,自法兰孔中引入炉腔内,并依次按图1 位置固定在位于炉门口支撑架上,支撑架的尺寸为有效加热尺寸。
乙醇沸点的测定实验报告
目的:测定乙醇沸点
实验方法:
1、实验器材:真空量热装置、真空泵、闪烁台、水浴加热器、乙醇、温度计等。
2、准备实验材料。
100mL乙醇样品,放入真空量热装置中,用真空泵通过抽真空,使乙醇样品处于低压状态。
3、加热蒸发。
将真空量热装置放入水浴加热器中,并调节温度。
当温度达到75.4℃后,乙醇就开始蒸发,凝固析出。
4、观察和测量。
当乙醇在一定温度下蒸发时,用闪烁台记录温度,以得出沸点。
5、记录实验数据。
实验结果:
本次实验测定的乙醇沸点为75.4℃
结论:
通过本次实验,我们得出的乙醇的沸点为75.4℃,在此温度下,乙醇便会从液态转变为气态,开始蒸发。
分析:
实验中可能存在的误差主要来源于调节温度时所犯的错误,因此,在实验中应仔细控制温度,使其尽可能接近标准沸点值,以保证实验精度。
总结:
本次实验成功地测定出乙醇沸点,使我们更加了解乙醇从液态转变为气态所需的温度。
本实验对熟悉相关实验技术和熟练操作仪器有着非常重要的意义。
基于真空干燥箱的校准及调整方法研究摘要:文章对真空干燥箱工作特点及校准常见问题分析,进一步讨论真空干燥箱温度指标的校准,最后提出真空干燥箱校准及调整方法。
关键词:真空干燥箱;校准;温度;压力值;方法引言真空干燥箱最大的特点就是让物品在真空状态下干燥,这种干燥方式有诸多优点:真空环境大大降低了需要被干燥物品中液体的沸点,干燥效果更好,对于不易干燥例如粉末或其它颗粒状物品,可有效缩短干燥时间;各种构造复杂的机械部件、玻璃器皿、多孔物品等经过清洗后干燥不留任何残余物质;完全消除氧化物遇热爆炸的可能,使用安全保障好;与依靠热空气循环的普通干燥相比,粉末状物品不会被流动空气吹动或移动,有效保证实验结果的准确可靠性。
1 工作特点及校准常见问题分析真空干燥箱工作时,真空泵启动,为工作室提供小于 133Pa 的真空度,温控仪控制加热器进行加热和保持恒温状态,并实时显示温度值。
真空干燥箱工作室内接近真空,热对流的作用极小,热量传递的方式只有导热和热辐射,因此其温场均匀性较大。
由于温度传感器和加热器均位于工作室之外,温控仪的显示值实际为工作室外壁温度,工作室内实际温度与温控仪的显示值有较大差异。
按 JJF1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》要求布置的校准装置温度传感器无法与工作室内壁进行导热,只有热辐射这一种热量传递方式,校准得到的温度偏差较大,有时可达10℃以上。
2 真空干燥箱温度指标的校准一般真空箱的工作空间体积小于 0.4m3,因此,选取工作空间的中层作为测试平面。
中层为通过工作室几何中心的平行于底面的校准工作面,测试点与工作室内壁的距离不小于各边长的 1/10,测试点的位置布局及数量,如图1所示。
工作空间体积大于 0.4m3的真空箱,测试点的数量可以适当增加至 9个或更多,其测试点的位置布置可以参考 JJF1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的测试点位置布置图。
图1 测试点位置布局及数量按照上述方法,布置好温度传感器,待温度稳定后,就可以记录被校真空干燥箱和标准器的温度示值,从而按照校准规范中的计算方法计算出相应的温度偏差及不确定度、温度均匀度和温度波动度的值。
使用物理实验技术进行超高真空测量的方法与技巧引言:在科学研究领域,超高真空是一个非常重要的条件,许多实验都需要在超高真空环境中进行,而超高真空测量关乎实验结果的准确性与可靠性。
本文将介绍使用物理实验技术进行超高真空测量的方法与技巧。
一、超高真空概述超高真空是指在大气压以下的压力范围内,维持一个极高的真空度。
超高真空技术在纳米科学、表面物理、材料科学等领域扮演着重要角色。
二、超高真空测量设备1. 压力测量设备超高真空环境下的压力测量需要采用高度敏感且具有大气压以下量程的设备。
常见的压力测量设备包括离子规、质谱仪和压力传感器等。
2. 物理参数测量设备超高真空下,温度、电流、电压等物理参数的测量需要特殊的设备。
其中,温度测量可以使用电阻温度计、热电偶等;电流和电压的测量可以使用电流计和电压计等。
3. 成分分析设备对超高真空环境中的气体成分进行分析,常用的设备有质谱仪、气相色谱仪等,这些设备可以帮助我们了解超高真空环境中的气体成分及其浓度。
三、超高真空测量方法1. 压力测量方法离子规常用于超高真空压力测量,其工作原理是利用气压对于电子电离的影响来测量真空度。
质谱仪也可以用于测量超高真空中的气体成分和压力。
2. 温度测量方法在超高真空环境下,温度的测量需要考虑热电偶引线的绝缘以避免电流泄漏。
采用电阻温度计可以减少这方面的干扰,同时还可以在超高真空条件下进行快速的温度变化监测。
3. 电流和电压测量方法用于超高真空环境的电流计和电压计需要具备较高的精度和灵敏度。
常见的电流计有霍尔效应电流计和热电阻电流计等;电压计则可以使用电子电压计和差分电压计等。
需要注意的是,在超高真空环境下,由于电流和电压的泄漏问题,选择合适的测量方法和设备非常重要。
四、超高真空测量技巧1. 减少污染超高真空条件下,即使微小的杂质也可能对实验结果产生影响。
因此,在操作过程中要注意减少污染源的产生,保持实验装置的洁净。
选择适当的材料和密封方式也可以减少气体泄漏和杂质的产生。
真空预压监测内容引言:真空预压监测是指在工业生产过程中对真空系统进行监测和控制的一项重要技术。
它通过监测真空系统的压力、温度、流量等参数,实时掌握系统的工作状态,保障系统正常运行。
本文将从真空预压监测的原理、监测参数和监测方法等方面进行详细阐述。
一、真空预压监测的原理真空预压监测的原理是基于气体分子的碰撞运动和压力与分子的关系。
当真空系统中气体分子的碰撞次数越少,压力越低。
因此,通过测量系统中气体分子的压力,可以得知真空系统的真空度。
二、真空预压监测的参数1. 压力:真空系统的压力是最基本的监测参数。
常用的压力单位有帕斯卡(Pa)、毫巴(mbar)和托(Torr)等。
在真空系统中,通常使用绝对压力和相对压力两种方式进行监测。
2. 温度:真空系统的温度对真空度有一定影响。
温度过高会导致气体分子的运动加剧,增加碰撞次数,从而影响真空度。
因此,监测系统的温度是确保真空度稳定的重要参数。
3. 流量:真空系统的流量监测可以帮助工程师了解气体在系统中的流动情况。
通过监测流量,可以及时发现系统中可能存在的漏气现象,保证系统的正常运行。
三、真空预压监测的方法1. 机械式监测方法:机械式监测方法是利用机械设备测量真空系统的压力、温度、流量等参数。
常见的机械式监测设备包括压力计、温度计、流量计等。
这些设备通过机械传感器将参数转化为电信号,再由计算机进行处理和显示。
2. 电子式监测方法:电子式监测方法是利用电子设备测量真空系统的压力、温度、流量等参数。
常见的电子式监测设备包括压力传感器、温度传感器、流量传感器等。
这些设备通过电子传感器将参数转化为电信号,再由计算机进行处理和显示。
3. 红外线监测方法:红外线监测方法是利用红外线传感器测量真空系统的温度。
通过红外线传感器,可以非接触地测量物体的表面温度,从而实时监测真空系统的温度变化。
四、真空预压监测的应用真空预压监测广泛应用于各个领域的真空系统中,如半导体制造、光学薄膜涂覆、真空冷冻等。
真空检测原理
真空检测原理指的是通过对一个系统或容器中的真空程度进行测量和监测,从而判断系统中是否存在真空状态或者真空程度的变化。
一种常见的真空检测原理是利用压力传感器测量系统中气体的压力。
在真空状态下,系统中的气体压力非常低,接近于零。
因此,通过测量系统中气体的压力,可以判断系统中是否存在真空状态。
另一种常用的真空检测原理是利用质谱仪进行检测。
质谱仪是一种能够分析气体成分的仪器,可以通过检测气体中的分子类型和数量来判断系统中是否存在真空。
此外,还有一些其他的真空检测原理,如通过检测系统中的气体流量、气体温度、离子产生与探测等方式进行真空检测。
这些原理基于不同的物理现象和测量技术,在不同的真空条件下都能够有效地检测真空状态。
总结起来,真空检测原理主要是通过测量系统中气体的压力、成分、流量、温度等参数来判断系统中是否存在真空状态或者真空程度的变化。
不同的原理和技术可以根据实际需要选择和应用,以实现精确和可靠的真空检测。
真空干燥箱的检测真空干燥箱专为干燥热敏性、易分解和易氧化物质而设计,能够向内部充入惰性气体,特别是对一些成分复杂的物品也能进行快速干燥。
真空干燥箱广泛应用于生物化学、化工制药、医疗卫生、农业科研、环境保护等研究应用领域,作为粉末干燥、烘培以及各类玻璃容器的消毒和灭菌之用。
特别适合于对干燥热敏性、易分解、易氧化物质和复杂成分物品进行快速高效的干燥处理。
1、真空干燥箱的使用环境温度:5℃~40℃,相对湿度:≤85%,电源电压:AC220V±10%,周围无强烈震动及腐蚀性气体影响2、真空干燥箱的真空度检测将箱门关上并将门拉手旋紧到位,关闭放气阀(使橡皮塞上的孔与放气阀上的孔扭偏90°),开启真空阀(由逆时针旋转90°),第一次使用可能真空阀开关较紧,可用力旋转。
用随机配件以及自制的真空三通连接管(内径Φ16mm,壁厚10mm)将真空干燥箱抽气管(外径Φ16mm)和真空泵连接牢固,三通的另一端连接标准真空表。
接通真空泵电源,开始抽气,当真空表指示值达到各个整数值时(如:0.02MPa、0.04MPa、0.06MPa、0.08MPa、-0.1MPa),每次先关闭真空阀后,待指针稳定后记录标准真空表数据。
数据记录完毕后,关闭真空泵电源,以防止真空泵机油倒流到工作室内(如无真空阀,可直接关闭面板上真空泵电源),此时箱内处于真空状态。
3、真空干燥箱温度检测方法一般情况下,真空干燥箱的温度检测是按照普通温度箱的检测方法来进行的,其实这是不对的。
真空干燥箱不能作为电热干燥箱使用,因工作室不在真空状态,测量温度与工作室内实际温度误差极大。
真空干燥箱的温度检测应该在真空状态下进行。
通常采用多个温度记录体按照一定的方式放在真空干燥箱内来完成温度检测工作。
这种温度记录体是无线的,有USB口,有存储功能,取出后可通过软件在电脑上记录时间、温度。
每个温度记录体都经过校准,这样可以真实准确反应真空干燥箱内的实际数据。
真空概念和测量单位(一)真空概念“真空”是指在指定空间内低于环境大气压力的气体状态,也就是该空间内气体分子数密度低于该地域大气压的气体分子数密度。
不同的真空状态,就意味着该空间具有不同的分子数密度。
在标准状态(STP:即0°C,101325Pa)下,气体的分子数密度为2.6870×1025m-3,而在真空度为1×10-4Pa时,气体的分子数密度只有2.65×1016m-3。
完全没有气体的空间状态成为绝对真空。
绝对真空实际上时不存在的。
(二)真空度及测量单位在真空技术中常常利用真空度来气宇真空状态下空间气体的稀薄程度。
通常真空度用气体的压力值来表示。
压力值越高,真空度越低;压力值越低,真空度越高。
常常利用的压力单位有:①帕斯卡(Pa):国际单位制中的压力单位,我国法定压力单位。
1Pa压力就是1m2面积上作用1N的力,即1Pa=1N/m2②微巴(μbar):1μbar的压力就是1cm2面积上作用1dyn的力,即1μbar=1dyn/cm2③标准大气压(atm):1927年在第七次国际计量大会上,给标准大气压下了概念,即在重力加速度为980.665cm/s2,水银温度为0°C,水银密度为13.5951g/cm3的条件下,760mm高的汞柱产生的压力称为1atm,即1atm=760mmHg=1013250.144354dyn/cm2这种标准大气压依赖于汞的密度测量精度,是不够严格的。
1954年在第十次国际计量大会上,又从头概念了标准大气压,即1atm=1013250dyn/cm2=101325Pa④工程大气压(at):由于大气压力约为1kgf/cm2,所以把1kgf/cm2称为1at,即1at=1kgf/cm2⑤毫米汞柱(mmHg):1mmHg是指0°C时1mm高水银柱(汞柱)作用在1cm2面积上的力。
由于纯水银0°C时的密度是13.5951g/cm3,所以1mmHg=13.5951g/cm2⑥托(Torr):1Torr概念为1Torr=1/760atm由于1927年与1954年概念的标准大气压有差值,因此造成1mmHg比1Torr大1.9×10-4dyn/cm2,即1mmHg=1Torr+1.9×10-4dyn/cm2但由于二者差值很小,故通常以为1mmHg≈1Torr⑦英寸汞柱(inHg):英制压力单位,它是1英寸高水银柱作用在1cm2面积上的力,即1inHg=25.4mmHg⑧普西(Psi):英制压力单位,它是1平方英寸面积上作用1磅的力,即1Psi=1lb/in2⑨真空度的百分数(δ%):用真空度的百分数表示压力的大小,一般只有在压力高于100Pa时才采用。
关于真空状态下温度测量
1:真空箱里的温度计读数能代表真空箱空间的实际温度吗通常,我们看到的玻璃棒温度计反映的读数,可以说这是当时环境条件下的空气温度。
那么,真空状态下,我们看到放在真空室里的玻璃棒温度计上也有读数,这是不是就可以说,这个温度就是真空室里的温度呢
答:这是不可以的。
因为真空状态下,已经没有空气了,真空室里根本就不存在空气温度。
玻璃棒温度计只是感受到由于吸收了热辐射而产生的温度。
而这种热辐射被吸收的量,与玻璃棒温度计材质表面的粗糙程度及材质对红外线辐射的吸收、折射和透射能力等因数(热工学术语“黑度”)有密切联系。
物体的黑度越接近1,吸收的辐射热就越多,物体的温度就越高。
反之就低。
而这时玻璃棒温度计的读数也仅仅只能代表玻璃棒温度计自身吸收红外线辐射热后的温度,决不能代表其它不同材质不同表面状态工件所吸收热辐射后的实际温度。
因此,请用户在使用电热真空干燥箱(真空状态下)加热时,可以参考真空室里玻璃棒温度计的读数并尽量积累和总结操作经验,以达到最佳效果。
2:电热真空干燥箱的仪表读数与真空室里的玻棒温度计读数差异很大,这是为什么
由于不同用户的各种不同被烘物体黑度不同,作为制造厂试图用一种统一模式的辐射热计量方式来覆盖,不仅仅是技术上有一定的难度,更主要的是应用面太窄。
因此,以用户可以接受的价格为出发点,一般的电热真空干燥箱都采用先加热真空室壁面、再由壁面向工件进行辐射加热的方式。
在这种方式下,控温仪表的温度传感器可以布置在真空室外壁。
传感器可以同时接受对流、传导、和辐射热。
而处于真空室里的玻璃棒温度计只能接受辐射热,更由于玻璃棒黑度不可能达到1,相当一部分辐射热被折射了,因此玻璃棒温度计反映的温度值就肯定低于仪表的温度读数。
一般讲,200℃工作情况时仪表的温度读数与玻璃棒温度计的读数两者相差30℃以内是正常的。
问题3:电热真空干燥箱为什么不设温度均匀度参数
一般的电热(鼓风)干燥箱均设有温度均匀度参数:自然对流式的干燥箱为工作温度上限乘3%,强制对流式的干燥箱为工作温度上限乘%。
惟独电热真空干燥箱不设温度均匀度参数,这是为什么
真空干燥箱内依靠气体分子运动使工作室温度达到均匀的可能性几乎已经没有了。
因此,从概念上我们就不能再把通常电热(鼓风)干燥箱所规定的温度均匀度定义用到真空干燥箱上来。
在真空状态下设这个指标也是没有意义的。
热辐射的量与距离的平方成反比。
同一个物体,距离加热壁20cm处所接受的辐射热只是距离加热壁10cm处的1/4。
差异很大。
这种现象与冬天晒太阳时,晒到太阳的一面很暖和,晒不到太阳的一面很冷是一个道理。
由于真空干燥箱在结构上很难做到使工作室三维空间内的各点(园球面)辐射热的均匀一致,同时也缺乏权威的评估方法,这有可能是电热真空干燥箱标准中不设温度均匀度参数的原因。
4.电热真空干燥箱在真空状态下怎样控制加热温度为宜
各种型号电热真空干燥箱是根据用户不同需要的共性要求进行设计制造的,尽管控制方式、
结构和材料、造型各有千秋,但加热的原理或方法是基本一致的。
因此,用户在初次使用时,建议先做一个应用试验,即记录下所需加热物体的表面状态、物体的数量、安放位置、仪表和温度计的读数。
待烘干结束再检查烘干的效果,从中决定最佳的物品数量和仪表(或温度计)的读数。
这样做,可以收到事半功倍的效果。
5.为什么必须先抽真空再升温加热,而不是先升温加热再抽真空呢
1) 工件放入真空箱里抽真空是为了抽去工件材质中可以抽去的气体成分。
如果先加热工件,气体遇热就会膨胀。
由于真空箱的密封性非常好,膨胀气体所产生的巨大压力有可能使观察窗钢化玻璃爆裂。
这是一个潜在的危险。
按先抽真空再升温加热的程序操作,就可以避免这种危险。
2) 如果按先升温加热再抽真空的程序操作,加热的空气被真空泵抽出去的时候,热量必然会被带到真空泵上去,从而导致真空泵温升过高,有可能使真空泵效率下降。
3) 加热后的气体被导向真空压力表,真空压力表就会产生温升。
如果温升超过了真空压力表规定的使用温度范围,就可能使真空压力表产生示值误差。
正确的使用方法应该先抽真空再升温加热。
待达到了额定温度后如发现真空度有所下降时再适当加抽一下。
这样做对于延长设备的使用寿命是有利的。
6.电热真空干燥箱的真空表读数与真空度(Pa)该如何换算
真空表读数所反映的究竟是多少Pa。
能不能用直观的数字来显示
(1)真空表上“0”表示正一个大气压, “”表示绝对真空。
真空表上的指示值不表示真空度的绝对值,只表示了真空度的相对值。
真空度的换算;根据本表的刻度示值范围,真空度的绝对值与相对值可用下式换算:P=1×105(1-δ/) P - 真空度的绝对值(Pa)
δ- 真空表的刻度示值绝对值
例一:表的示值为0,则P=1×105(1-0/)=1×105 Pa = 1个大气压
例二:表的示值为,则P=1×105()= 0 Pa为绝对真空。
(绝对真空是不存在的)
例三:表的示值为,则P=1×105()=2×104Pa
本产品的真空度指标值为<267Pa,表示本产品在267Pa(表面示值约为,接近于)时的低真空度状态下仍能保证正常工作。
产品的真空度主要取决于配套真空泵的性能。
真空度计量单位换算如下:
=1×105Pa = 760mmHg = 1个大气压
1托 = 1mmHg =
2托= ≈267Pa
(2)真空表读数可以用直观的数字来显示。
但价格比较昂贵,一般适用于科研单位。
用户如有需求,本公司可以订货供应。
7.电热真空干燥箱不能代替普通电热干燥箱使用为什么不能代替呢
因为不安全。
电热干燥箱底部开有新鲜空气的补充孔,工作室的顶部开有换气调节口,被加热的气体可以从换气调节口自然排出工作室,工作室是一个不封闭的容器,因而只承受极微量的气体压差。
电热真空干燥箱的工作室由于要承受负一个大气压力的作用,因而密封性相当好,如果在不抽真空的情况下加热,工作室内膨胀的气体有可能因胀破观察窗钢化玻璃或容器而产生爆炸事故。
8.热能在真空中传播吗热量的传播是以怎样的形式进行的是否以电磁波的形式进行的,就像太阳一样以辐射的形式。
真空不是可以隔绝温度吗,也就是不导热。
我有一个疑问,如果热量是以辐射(电磁波)的形式进行传播,那么是否辐射只有遇到实物才减弱转化为热量就像同纬度地势高的地方温度相对底一些,高的地方空气稀薄一些。
这样是否可以解释青藏高原为什么比同纬度的地方温度底一些。
热传递的三种方式:传导、对流、辐射。
注意:只要不是绝对零度,就会有辐射。
你的“热的形式”是什么意思应该说热是一种能量形式吧你从能量的角度看问题应该能看得清楚些。
如果你是问真空能不能“导”热,答案是:不能。
真空隔绝对流传导,因为他们需要介质。
热是什么呢是一种能量形式。
其他的能量通过各种途径最终都要转化为物质的内能(分子动能和势能)。
分子平均动能越大,表现为越热(可见热是不能脱离物体而存在的)。
“如果热量是以辐射(电磁波)的形式进行传播,那么是否辐射只有遇到实物才减弱转化为热量”这本身就是其他形式的能转化为内能的途径,正确。
“就像同纬度地势高的地方温度相对底一些,高的地方空气稀薄一些。
这样是否可以解释青藏高原为什么比同纬度的地方温度底一些。
” 这个也对,越高的地方大气越稀薄,这样电磁波引起空气分子的振动就越弱大气吸收来自地面的红外辐射(红外线是热效应最明显的)就越少表现为“保温能力弱” 。