معايرة أداة قياس الحرارة باستخدام كاليبراتور الحظر الجاف JOFRAT TC-155

القياس الدقيق للحرارة أمر حيوي في التطبيقات الصناعية والعلمية المتنوعة. تُضمن معايرة أدوات قياس الحرارة دقتها وموثوقيتها. يوضح هذا المقال الخطوات التفصيلية لمعايرة أداة قياس الحرارة (الجهاز المراد اختباره، DUT) باستخدام كاليبراتور الحظر الجاف JOFRAT TC-155 او Dry Block Calibrator، مع بيانات فورية من نظام Siemens HMI. يشمل اجراء التحضير، إدخال الأجهزة الحساسة، ضبط درجة الحرارة، تسجيل القراءات، وتحليل النتائج، وينتهي بملخص للمعايرة.

المعدات المطلوبة
يتطلب الإجراء المعدات التالية:
كاليبراتور الحظر الجاف JOFRAT TC-155: مصدر حرارة مستقر لمعايرة الأجهزة الحساسة.
الجهاز المراد اختباره (DUT): أداة قياس الحرارة أو المستشعر المراد معايرته.
ثرمومتر مرجعي: اختياري ولكنه موصى به لزيادة الدقة (لم يُستخدم في هذه الحالة).
معجون حراري: يُستخدم إذا لزم الأمر لتحسين الاتصال الحراري.
إجراء المعايرة

1. التحضير
   يبدأ الإجراء بتشغيل كاليبراتور الحظر الجاف وتركه ليتدفأ لمدة 10-15 دقيقة لضمان التشغيل المستقر. يتم تنظيف المستشعر وفتحة الإدخال لضمان اتصال حراري جيد. يُجهز المستشعر المراد معايرته (DUT)، وإذا كان يُستخدم مستشعر مرجعي، يتم توصيله.
2. إدخال المستشعر(ات)
   يُدخل مستشعر الحرارة في الفجوة المناسبة لكاليبراتور الحظر الجاف. يُضمن وصول المستشعر إلى قاعدة الإدخال للحصول على أفضل توصيل حراري. يُستخدم إدخال مناسب يطابق قطر المستشعر لتجنب وجود فجوات هوائية، مما يعزز الدقة.
3. ضبط درجة الحرارة للمعايرة
   يتم ضبط درجة الحرارة المطلوبة باستخدام واجهة كاليبراتور الحظر الجاف، مع هدف 121.00°C في نظام Siemens HMI. يُترك الحظر ليستقر، ويُشير ذلك عندما تكون القيمة المقروءة (“Read”) والقيمة المضبوطة (“Set”) متقاربتين، مما يضمن بيئة حرارية مستقرة.
4. تسجيل القراءات
   بمجرد استقرار درجة الحرارة، يتم ملاحظة القراءة من الجهاز المراد اختباره (DUT). في هذه الحالة، أظهر نظام Siemens HMI قراءة فورية بـ 121.1°C مقابل درجة الحرارة المضبوطة 121.00°C. إذا كان يُستخدم مستشعر مرجعي، يتم تسجيل قراءته أيضًا (غير ذلك هنا).
5. التكرار لنقاط متعددة
   لتعزيز المعايرة، يتم ضبط كاليبراتور الحظر الجاف على نقاط إضافية (مثل 0°C، 50°C، 100°C، 150°C)، ويُكرر عملية القراءة والتسجيل عند كل نقطة بعد الاستقرار. يركز هذا المثال على نقطة واحدة (121°C) للتعديل.
6. تحليل النتائج
   تُقارن قراءات المستشعر مع المرجع (121.00°C في هذه الحالة). يتم حساب الانحراف أو الخطأ بمقدار 0.1°C. يتم بعد ذلك تقييم أداء المستشعر لتحديد ما إذا كان ضمن النطاق المقبول من التسامح (مثل ±0.5°C لـ RTD).
7. توثيق النتائج
   يتم تسجيل جميع بيانات المعايرة، بما في ذلك درجة الحرارة المضبوطة، الدرجة الحقيقية، قراءة الجهاز المراد اختباره، والانحراف. يُسجل الظروف البيئية وأي تصحيحات تم إجراؤها. يتم إنشاء شهادة معايرة أو تحديثها حسب الحاجة.

يُظهر ملخص المعايرة لمستشعر TS1:
درجة الحرارة المرجعية: 121.00°C
قراءة TS1: 121.1°C
الانحراف: +0.1°C
النطاق : ±0.5°C (مثال لـ RTD)
النتيجة: ضمن المجال

المناقشة
الانحراف بمقدار 0.1°C يشير إلى أن المستشعر يعمل ضمن المقبول ±0.5°C، مما يؤكد دقته عند 121°C. تكرار العملية عند نقاط متعددة سيوفر ملفًا أكثر شمولًا لأداء المستشعر عبر نطاق عمله. استخدام معجون حراري وإدخال متطابق يعزز الاتصال الحراري، مما يقلل من الأخطاء.

تعكس معايرة أداة قياس الحرارة باستخدام كاليبراتور الحظر الجاف JOFRAT TC-155، كما يراقبها نظام Siemens HMI، طريقة لضمان دقة المستشعر. بساطة وفعالية الإجراء تجعله مناسبًا للتطبيقات الصناعية، مع إمكانية التحسين الإضافي من خلال معايرة نقاط متعددة.

التوصيات
للمعايرة المستقبلية، يُوصى باستخدام ثرمومتر مرجعي لدقة أعلى واختبار المستشعر عبر نطاقه الكامل لتحديد أي سلوك غير خطي. يُنصح بإجراء المعايرة الدورية للحفاظ على موثوقية المستشعر.