真空箱按（àn）其工作室幾何形狀可分為立方體和（hé）圓柱體。真空箱的極限（xiàn）壓力一般為-0.1MPa，常（cháng）見（jiàn）的真空（kōng）箱的壓力指示測量範（fàn）圍一般為(-0.1～0)MPa，每0.02MPa為一個標有數字的分度線。真空（kōng）箱最高工作溫度可分為150℃、200℃和（hé）250℃，其他溫度（dù）等級由製造商與用戶協商確定。

　　不同最高工作溫度的真空箱，其溫度均勻度技術要求略有不同（tóng）:對於最高工作溫（wēn）度≤200℃的真空箱（xiāng），溫（wēn）度（dù）均勻度≤2℃；對於最高工作（zuò）溫度﹥200℃的真空箱，溫度均勻度（dù）≤3℃。

　　不同最高工作溫（wēn）度的真空箱，其（qí）溫度波動度（dù）技術要求為:對於最高工作溫度≤200℃的真空箱，溫度波動度≤1℃；對於最高工作溫度﹥200℃的真空箱，其溫度波動度限值為±1℃。

　　真空箱所配（pèi）真空（kōng）表一般為2.5級，真空表在各個測試點的最大允許誤差為±2.5%FS。如有其他等級真空表，可參照執行。

　　這裏需要（yào）說明的是，上述各個指（zhǐ）標（biāo）是（shì）國家標準中提及的對（duì）真空幹（gàn）燥（zào）箱生產上的要求；但實際計量工作（zuò）中，對真空幹燥箱采用的是校準，因此，以上指標在校準工作（zuò）中僅作為參考（kǎo）。

　　1.真空幹燥（zào）箱溫度指標的校準

　　一般真空（kōng）箱的工作空間體積小於0.4m³，因此，選取工作空間的（de）中層作為（wéi）測試平麵。中層為通過工作室幾何中心的（de）平（píng）行於底麵的校準（zhǔn）工（gōng）作麵，測試點與工作室內壁的距離不小於各邊長（zhǎng）的1/10，測試（shì）點的位置布局及數量，如圖1所示。工作空間體（tǐ）積大於0.4m3的真空箱，測（cè）試點的數量可以適當（dāng）增加至9個或更多，其測試點的位置布（bù）置可以參考JJF1101-2003《環境試驗設備溫度、濕度（dù）校（xiào）準規範》中的測試點位置布置圖。    

圖1  測試點位置布局及數量

　　按照上述方法，布置好溫度傳感器（qì），待溫度穩定後，就可以記錄被校（xiào）真空（kōng）幹燥箱和標準器的溫度示值（zhí），從而按照校準規範中的計算方法計算（suàn）出相應的溫（wēn）度偏差及不確定度、溫度均勻度和溫度波動度的值。

　　這裏需要注意的是，真空幹燥箱盡管是在真空狀態下工作，但是測（cè）量其溫（wēn）度指標是在非真空狀態下，也就是在常壓下進行的。真空幹燥箱溫度的測量方法，在GB/T29251-2012《真空幹燥箱國家標準》以及（jí）JB/T9505-1999(2009)《真空幹燥箱（xiāng）機械行業標準》中都有詳（xiáng）細介紹，這裏就不再贅述。同樣，筆者起草的地（dì）方校準規範中（zhōng）也沿用了這一方（fāng）法。為什（shí）麽溫度要在常壓下進行，而不是在真空（kōng）狀態下進行？筆者認為主要有（yǒu）兩方麵原因:

　　第一，國（guó）標中對真空幹（gàn）燥箱的溫度（dù）指標是這麽要求的，這與真空幹燥箱在實際計量工作中的特殊性有關（guān）。從分子運（yùn）動論觀點看，溫度是氣體分子運動平均動（dòng）能的標誌，表（biǎo）示氣體分子熱運動的劇烈程度。氣體溫度是采（cǎi）用溫度計間接測量，當溫（wēn）度計與環境（jìng）氣體達到熱（rè）平衡後，用溫度計溫度作為氣體溫度。但是在真空環境下，氣體分子數量少，短時間內不足以使得溫度計的溫度與氣體溫度相平衡。因此，真空幹（gàn）燥箱溫度指標的校準都是在非真空條件下進行的。另外，由於真空幹燥箱生產的特殊性，它（tā）沒有鼓風，自身（shēn）沒有溫度均衡的功能，全靠腔體內溫度自我均衡。如果在（zài）真空條件（jiàn）下，恒溫均勻是需（xū）要很長時間的，一般計量工作都是有（yǒu）時間限製的，或者說現場檢測（cè）的時間是有限製的，檢定人員不可能無限（xiàn）製地一直等到它溫度均（jun1）勻。

　　這就引出了第二個（gè）原（yuán）因。大部分企業也好，地方（fāng）計量單（dān）位也好，傳統的溫度計量用（yòng）的都是“有線”溫度傳感器，比如常見的工業鉑電阻，成本低、準確度高（gāo），一直受大家青睞。而真空幹燥箱，放（fàng）入這類“有線”的溫度傳感器後，就不能再進行抽真空的操作，因為真空幹（gàn）燥箱的工作腔在正常工作時需要密閉，放入了（le）溫（wēn）度傳感器，就會使（shǐ）門縫處有縫隙，無法抽真空，也就無法對箱（xiāng）體進行真空狀態下的校準（zhǔn）。

　　如果想進行（háng）真空條件下的校準，也（yě）不是不可以。首先得有無線溫度記錄（lù）儀器，這樣（yàng）的設（shè）備（bèi）一般都很貴，對於普通企業或者計量機構來說，成本太高。同時，如第一點裏所說，無線溫度記錄儀器需要配合電腦工作，且目前的無線溫度記（jì）錄儀器都不支（zhī）持在線實時監測，都是（shì）事先用電腦設置（zhì）好（hǎo），記錄完（wán）成後（hòu），再用電腦讀取數據。這樣（yàng）的無線溫度記錄設備無法實時顯示腔體內溫度，自然也就無法（fǎ）知曉（xiǎo）腔體內何時（shí）達到溫度平衡及溫度均勻，計量檢測人員從外觀根本看（kàn）不出來。隻有測量（liàng）在非真空狀態下（xià）腔體的溫度時，才能達到在時間上比較快，同時，計量檢測人（rén）員又能在顯示儀器上觀測到腔體內（nèi）溫度是（shì）否平衡和均勻（yún），從而達到計量檢測的目（mù）的。真空幹燥箱的腔體一般比較（jiào）小，如果在非真空條件下測量真空幹燥箱的溫度（dù），溫度偏差還可以的話，那麽在真空條件下，對（duì）溫度（dù）影響也（yě）不會太大，至少在可（kě）控的溫度範圍內。

　　2.真空幹燥箱（xiāng）真（zhēn）空壓力值指標的校（xiào）準（zhǔn）

　　一般（bān）真（zhēn）空幹燥箱均配置有真空（kōng）泵，用真空膠管（guǎn）連（lián）接真空箱與真空泵的吸氣口（kǒu），使整個真空（kōng）係統處於密封狀態。檢測（cè）真空箱所配套的真空表時，用三通(或（huò）其他同功能（néng）器件)將標準真（zhēn）空表連接（jiē）進（jìn）入這個真空密閉係統，使其再次成為（wéi）一個閉合回路(見圖2) 。

 圖2  真空度偏差測量標準（zhǔn）真空表連（lián）接（jiē）示意圖

　　開啟真空泵，當真空箱的真空度接近（jìn）-0.1MPa時（shí），基本達到真空（kōng）箱所用真空度使用範圍的極限值（zhí）。待示值穩定後，記錄（lù）下標準真空表壓力示值（zhí）及真空箱所配真空表壓力示值。緩慢放開真（zhēn）空箱的放氣閥，使其緩慢且以較均勻的速度放氣。在此過（guò）程中，當真空箱所配真空（kōng）表的壓力（lì）示值指示-0.08MPa、-0.06MPa、-0.04MPa、-0.02MPa四個（gè）點時，關閉真（zhēn）空箱的放氣閥，待示值穩定後，同時記錄（lù）標準真空表的壓力示值和真空箱所配（pèi）真空表的壓力示值。這四組示值加上之前的極（jí）限值示值，共五組（zǔ）示（shì）值。比較這五組示值的差值，作為各（gè）個測試點的真空度偏差。

本文刊發於《中國計量》雜誌2019年第2期（qī）

作者：遼寧（níng）省計量科學研究院 劉鑫