Việc đo nhiệt độ không chính xác có bao giờ khiến các thí nghiệm của bạn thất bại hoặc sản phẩm bị loại bỏ chưa? Mặc dù nhiệt kế lưỡng kim được sử dụng rộng rãi, nhưng việc vận hành trong thời gian dài hoặc xử lý không đúng cách có thể dễ dàng dẫn đến sai số đo. Bài viết này xem xét kỹ lưỡng các nguyên nhân gây ra sai số của nhiệt kế lưỡng kim và cung cấp hướng dẫn hiệu chuẩn chi tiết để giúp bạn nắm vững các kỹ thuật hiệu chuẩn và đảm bảo các phép đo đáng tin cậy.

Nhiệt kế lưỡng kim đo nhiệt độ bằng cách sử dụng các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của hai kim loại liên kết. Thành phần cốt lõi của nó bao gồm hai dải kim loại (thường là thép và đồng) có tốc độ giãn nở khác nhau. Khi nhiệt độ thay đổi, sự giãn nở khác biệt sẽ khiến dải lưỡng kim bị uốn cong. Sự uốn cong này, tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ, được chuyển đổi thành số đọc nhiệt độ thông qua các cơ chế cơ học hoặc điện tử.

Được biết đến với cấu tạo đơn giản, độ bền và giá cả phải chăng, nhiệt kế lưỡng kim được sử dụng rộng rãi trong:

• Quy trình công nghiệp: Giám sát nhiệt độ trong lò phản ứng hóa học, thiết bị chế biến thực phẩm, v.v.
• Hệ thống HVAC: Đo nhiệt độ phòng, nhiệt độ đường ống
• Quan sát khí tượng: Ghi lại nhiệt độ không khí và mặt đất
• An toàn thực phẩm: Đo nhiệt độ bên trong của các sản phẩm thực phẩm

Một số yếu tố có thể làm giảm độ chính xác của phép đo trong quá trình vận hành:

• Sử dụng kéo dài: Kim loại bị mỏi làm giảm độ đàn hồi của dải
• Rung động mạnh: Có thể làm biến dạng hoặc làm lỏng dải lưỡng kim
• Sốc nhiệt: Thay đổi nhiệt độ nhanh chóng thường xuyên tạo ra ứng suất
• Ăn mòn môi trường: Rỉ sét hoặc suy thoái hóa học ảnh hưởng đến hiệu suất
• Sử dụng quá phạm vi: Vượt quá giới hạn đo gây ra biến dạng vĩnh viễn
• Bảo quản không đúng cách: Độ ẩm cao hoặc nhiệt độ khắc nghiệt làm giảm chất lượng các bộ phận

Nhiệt kế chưa được hiệu chuẩn có thể dẫn đến:

• Sản phẩm bị lỗi do nhiệt độ quy trình không chính xác
• Nguy cơ an toàn trong các ứng dụng quan trọng
• Lãng phí năng lượng trong hệ thống kiểm soát khí hậu
• Dữ liệu thử nghiệm bị ảnh hưởng

Kỹ thuật này sử dụng điểm tham chiếu ổn định 0°C (32°F) của nước đá:

Vật liệu: Đá bào, nước cất, bình cách nhiệt

Quy trình:

1. Tạo hỗn hợp bùn đá với lượng nước tối thiểu trong bình
2. Nhúng phần cảm biến của nhiệt kế mà không chạm vào thành bình
3. Sau khi ổn định (thường là 3-5 phút), xác minh số đọc 0°C
4. Điều chỉnh vít hiệu chuẩn nếu có sai lệch
5. Lặp lại để xác minh

Những cân nhắc chính:

• Sử dụng nước cất để ngăn chặn các tác động của tạp chất
• Duy trì đủ lượng đá
• Tránh nhiễu nhiệt trong quá trình hiệu chuẩn

Phương pháp này sử dụng điểm sôi của nước (thay đổi theo áp suất khí quyển):

Vật liệu: Nước cất, thiết bị gia nhiệt, khí áp kế

Quy trình:

1. Đun sôi nước cất trong một bình sạch
2. Nhúng phần cảm biến của nhiệt kế
3. Ghi lại áp suất khí quyển tại địa phương
4. Tính toán điểm sôi đã điều chỉnh: 100°C + [(Áp suất tại địa phương - 101,325 kPa) × 0,037°C/kPa]
5. So sánh số đọc với giá trị đã điều chỉnh và hiệu chuẩn cho phù hợp

Những cân nhắc chính:

• Đo áp suất chính xác là điều cần thiết
• Đảm bảo ngâm hoàn toàn cảm biến
• Tính đến các ảnh hưởng của độ cao đối với điểm sôi

Đối với nhiệt kế được sử dụng trong các phạm vi cụ thể, phương pháp này sử dụng các dụng cụ tham chiếu:

Vật liệu: Nhiệt kế tham chiếu được chứng nhận, bể điều khiển nhiệt độ

Quy trình:

1. Đặt bể ở nhiệt độ mục tiêu (ví dụ: 55°C đối với các ứng dụng an toàn thực phẩm)
2. Đặt cả hai nhiệt kế cùng vị trí trong bể
3. So sánh số đọc sau khi ổn định
4. Điều chỉnh hiệu chuẩn để khớp với các giá trị tham chiếu

Những cân nhắc chính:

• Sử dụng các dụng cụ tham chiếu có độ chính xác cao
• Đảm bảo độ sâu ngâm giống hệt nhau
• Chọn các nguồn nhiệt độ ổn định

• Làm sạch nhiệt kế kỹ lưỡng
• Kiểm tra xem có hư hỏng vật lý không
• Thu thập các công cụ thích hợp (cờ lê hiệu chuẩn, v.v.)
• Chọn phương pháp dựa trên yêu cầu ứng dụng

Nhiệt kế không có cơ chế điều chỉnh hoặc những nhiệt kế không đạt yêu cầu sau nhiều lần hiệu chuẩn cần được nhà sản xuất bảo dưỡng hoặc thay thế.

• Hiệu chuẩn hàng năm cho các ứng dụng chung
• Hàng quý hoặc hàng tháng đối với các ứng dụng quan trọng về độ chính xác
• Ngay sau khi bị va đập cơ học hoặc tiếp xúc khắc nghiệt

Các dụng cụ mới phải luôn được hiệu chuẩn trước khi sử dụng lần đầu trừ khi có chứng nhận hiện hành. Các dụng cụ được lưu trữ trong thời gian dài hoặc hiển thị các số đọc đáng ngờ cũng yêu cầu xác minh.