Suchá teplotní pícka vs. kalibrační lázeň – jak zvolit správnou variantu

V oboru teploty jsou pro kalibraci měřidel typicky používány suché teplotní pícky a kalibrační lázně, tedy přístroje, které jsou zdrojem stabilní teploty a lze do nich umístit senzor teploty. Jeho výstupní signál je pak porovnán s výstupem kalibrované reference. Jaké jsou mezi píckou a lázní rozdíly a co zejména je potřeba vzít v úvahu při výběru správného přístroje pro kalibraci teploty?

Suchá teplotní pícka pro kalibraci využívá kontaktu mezi kovovou vložkou a kalibrovaným senzorem. Testovaný senzor se vkládá do předvrtaných vstupů, které jsou různě velké tak, aby senzor přesně „seděl“ a poskytují tak stabilní zdroj teploty pro různé testovací body.

Teplotní kalibrační lázeň při kalibraci využívá kapalné médium (voda, silikonový olej, metanol, etanol), díky kterému nabízí výborný přenos teploty, uniformitu a stabilitu. Malé, přenosné kalibrační lázně jsou obvykle vybaveny referenčním odečtem. Větší typy často vyžadují externí referenční zařízení pro odečet naměřených hodnot.

Pro výběr vhodného přístroje je potřeba zvážit především:

1. Požadovaný teplotní rozsah
2. Typy, tvar a velikost senzorů teploty
3. Množství senzorů teploty určených ke kalibraci
4. Použití kalibrátoru v laboratoři / v terénu
5. Požadovanou přesnost

1. Rozsah teplot

Výhodou suchých teplotních pícek je jejich výrazně rychlejší náběh a stabilizace požadované teploty než je tomu u kalibračních lázní. Vhodnější jsou proto v případech, kdy je potřeba kalibrovat snímače teploty s širším teplotním spektrem. V zařízení obvykle výrazně skladnějším, než je kalibrační lázeň se ukrývá zdroj tepla od -95 do 1.600 stupňů Celsia.

Pro kalibraci širšího rozsahu teplot v kalibrační lázni je využívané kalibrační médium nevýhodou. Vzhledem k tomu, že některé kapaliny jsou vhodné pro kalibraci nízkých teplot (např. etanol pro teploty pod 0°C) a jiné naopak pro vysoké teploty (silikonový olej pro teploty vyšší než 0° C) je pak nutné volit mezi pořízením více kalibračních lázní nebo nutností výměny média při používání pouze jedné kalibrační lázně.

Suchá kalibrační pícka Additel ADT875. Probíhající automatická kalibrace dvou RTD.

2. Rozměry senzorů

Při kalibraci senzorů teploty je důležitá správná hloubka jejich ponoření do kalibrátoru. Minimální hloubka ponoření je určena průměrem senzoru a délkou jeho vnitřního snímacího prvku. Obecným pravidlem je, že minimální hloubka ponoření senzoru musí být třikrát větší (než je délka snímacího prvku) pro nízké teploty a pět krát větší pro teploty nad 300° C.

Suché teplotní pícky jsou skvělou volbou pro kalibraci menších, ideálně rovných senzorů teploty jako například RTD (odporové teploměry) a termočlánky.

Kalibrační lázně jsou správnou volbou pro kalibraci velkých, dlouhých nebo zakřivených teploměrů, například převodníků teploty s velkou hlavou. Jsou také vhodné pro kalibraci PRT (platinový odporový teploměr) s nižšími nejistotami díky vynikajícímu přenosu teploty v rámci kapalného média. V kalibračních lázních je také vhodné kalibrovat skleněné teploměry, protože ve vložce suché pícky by se mohly zaseknout a rozbít.

3. Vložky a nádrže

Nabídka vložek pro suché pícky s různými velikostmi a počty děr je rozmanitá. Limitující ovšem bývá počet senzorů, které můžete současně kalibrovat bez toho, aby se vzájemně dotýkaly. Izolované termočlánky lze běžně kalibrovat v množství až tří desítek.

U kalibračních lázní je na výběr od mikro lázní s objemem nádoby méně než litr až po velké lázně s objemem několika desítek litrů, které, díky velkým vstupním otvorům a hloubkám nádrží, poskytují prostor pro kalibraci nejrůznějších průměrů a tvarů teplotních senzorů, ale také kalibraci velkého množství senzorů v řádu až stovek kusů najednou.

4. Místo použití

Suché teplotní pícky jsou díky své nízké hmotnosti a možnosti přenosu ideální pro kalibraci senzorů nejen v laboratoři, ale i v provozu. Výhodou je také to, že u nich nehrozí rozlití či kontaminace kalibračního média.

Z důvodu použití kapalného média ale také pro zpravidla větší rozměry jsou kalibrační lázně vhodné zejména do laboratorního prostředí nebo do provozu, kde není potřeba je přemisťovat.

5. Přesnost

Stabilita (schopnost zdroje udržovat konstantní teplotu v průběhu kalibrace), uniformita (schopnost zdroje udržovat konstantní teplotu v celém pracovním prostoru) a přesnost zobrazení jsou důležité specifikace, které je třeba při výběru kalibrátoru teploty vzít v úvahu.

Přenosné zdroje teploty (především tedy pícky) mají, na rozdíl od velkých lázní určených zejména pro laboratorní využití, obvykle kalibrovaný displej. Takový kalibrátor má integrovanou teplotní referenci, jejíž přesnost může být dostatečně dobrá pro práci v terénu i laboratoři.

Kalibrační lázně mají ale obecně lepší stabilitu a uniformitu. Kapalné médium vytváří lepší kalibrační prostředí než kovová vložka a to zejména tehdy, pokud si senzor do vložky „nesedne“ správně.

Zvýšení přesnosti

Laboratorní referenční termometr Additel ADT286 s možností odečtu až 82 kanálů, 8.5 digitu

Suché pícky mají dostatečnou přesnost pro většinu aplikací. Požadované vyšší přesnosti lze ale dosáhnout například pomocí externího referenčního PRT. Některé suché pícky, například Additel ADT875, nabízí procesní připojení pro odečet externího referenčního snímače teploty a testovaných teploměrů. Výsledky měření externím PRT se zobrazují na displej pícky společně s ostatními údaji. Externí referenční teploměr je přesnější než vnitřní reference pícky a celková přesnost měření je tedy vylepšena.

Pokud kalibrátor nedisponuje možností procesního připojení, jako Fluke 7109, je možné využít alternativní řešení formou externího referenčního snímače teploty a externího termometru (např. termometr Fluke 1524 nebo procesní kalibrátor Additel ADT22X), kdy termometr ukazuje přesnější údaj externí reference. Volba pícky s externím termometrem poskytuje flexibilitu v možnosti odečtu teploty při použití bez pícky. Další z výhod této konfigurace je použití pícky jako nekalibrovaného zdroje teploty (návaznost kalibrace může být vázána na externí referenční teploměr a termometr).

Některé kalibrační lázně mají displej pro čtení teploty. Vzhledem k typickému využití kalibračních lázní v laboratoři se ale obvykle pro stanovení návaznosti a zaznamenávání dat shromážděných během kalibrace senzoru využívá externí referenční teploměr a laboratorní termometr, například Additel ADT286. Tím je i u tohoto typu kalibrace teploty dosaženo vyšší přesnosti.

Pořízení kalibrátoru není malá ani krátkodobá investice a z výše uvedených informací je zřejmé, že je vhodné jeho specifikaci věnovat velkou pozornost.

Kam dál?

Můžete se podívat na naše další články, případně si projít kategorie související s tímto článkem (Suché teplotní pícky a kalibrační lázně, Kalibrátory teploty), nebo si prohlédnout relevantní produkty (Multifunkční smyčkový kalibrátor Additel 220, Multifunkční provozní kalibrátor Additel 222A, Multifunkční kalibrátor teploty Additel 221A, Multifunkční dokumentační kalibrátor Additel 223A, Referenční zobrazovače teploty Fluke 1523 a 1524, Provozní suché pícky Additel řady 875, Přenosná kalibrační lázeň Fluke 6109A / 7109A, Kalibrační suché pícky Additel řady 878). Bližší informace a výpis všech výrobků najdete na stránkách výrobců Fluke Calibration, Additel.

Pokud budete potřebovat více informací, nebo byste nám rádi něco sdělili, neváhejte kontaktovat přímo našeho specialistu, ať už přes formulář, nebo emailem.