淺談恒溫干燥箱在煙草行業(yè)的應(yīng)用與校準(zhǔn)方法

夏柳泉

【摘 要】恒溫干燥箱能否正確和有效使用直接關(guān)乎煙草生產(chǎn)的質(zhì)量和水平。煙草行業(yè)中，主要由區(qū)域內(nèi)的煙草質(zhì)檢部門完成恒溫干燥箱的校準(zhǔn)工作，根據(jù)JJF 1101—2003《環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢定。論文根據(jù)當(dāng)下的研究現(xiàn)狀和使用局限性，結(jié)合相關(guān)設(shè)備的發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行探究，進(jìn)而得出具有一定指導(dǎo)意義的研究數(shù)據(jù)，旨在提升相關(guān)行業(yè)的檢測準(zhǔn)確性。

【Abstract】Whether constant temperature drying box can be used correctly and effectively is directly related to the quality and level of tobacco production. In the tobacco industry， the tobacco quality inspection department in the region is mainly responsible for the calibration work of constant temperature drying box， and the calibration is carried out according to the relevant provisions of JJF 1101—2003 "Calibration Specification for the Equipment of the Environmental Testing for Temperature and Humidity". According to the current research status and limitations of use， this paper explores the development process of related equipment， and then obtains research data with certain guiding significance， so as to improve the detection accuracy of related industry.

【關(guān)鍵詞】煙草;水分;校準(zhǔn);溫度偏差;中心點(diǎn)

【Keywords】tobacco; moisture; calibration; temperature deviation; center point

【中圖分類號】TS43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）12-0140-02

1 引言

在煙草的生產(chǎn)和加工過程中，煙草中所含的水分是影響煙草質(zhì)量的重要因素。煙草的生產(chǎn)主要包括工商管理部門的交接、煙葉烤制、儲存、醇化、煙葉加工、煙葉卷包等過程，其中每一個(gè)環(huán)節(jié)中所含的水分都會直接影響煙草產(chǎn)品的加工效能和質(zhì)量，在消費(fèi)者使用的過程中也會造成不同的使用體驗(yàn)。當(dāng)前，對煙草產(chǎn)品中的水分檢定基本上使用“烘箱法”，這種形式的檢測不僅是當(dāng)下應(yīng)用最為廣泛的檢測形式，也是目前我國進(jìn)行煙草水分研究的重要方式之一。保證恒溫干燥箱的有效運(yùn)行，對我國的煙草行業(yè)發(fā)展也具有十分重要的作用?，F(xiàn)階段，恒溫干燥箱的校準(zhǔn)依據(jù)是JJF 1101—2003《環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》，按照其中對恒溫干燥器的各項(xiàng)參數(shù)規(guī)定，對檢測進(jìn)程中的溫度、濕度、溫度變化幅度等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證檢測結(jié)果的有效性和穩(wěn)定性。

2 煙用恒溫干燥箱的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

恒溫干燥器通常由箱體、加熱管道、溫度檢測、風(fēng)扇等幾個(gè)部分組成。最為重要的部分是溫度檢測器，其中包括溫控器、溫度探頭和顯示裝置等設(shè)備。在設(shè)備運(yùn)行的過程中，根據(jù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率和產(chǎn)生溫度、濕度上的變化，氣流也會出現(xiàn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，恒溫干燥器箱體內(nèi)部的壓力與大氣壓力相比較低的情況，可以稱作負(fù)壓加熱式。當(dāng)恒溫干燥器中的箱體內(nèi)部的壓力與大氣壓力相比較高的情況下，可以稱作鼓風(fēng)加熱式。進(jìn)行檢測的過程中，將一部分煙絲放置在小盒子中，在箱體內(nèi)的置物架上烘干水分，水分蒸發(fā)需要箱體中的空氣流通，需要設(shè)置出風(fēng)口幫助水蒸氣排空。恒溫干燥箱的基本溫度在5～200℃，箱體內(nèi)的溫度值變化與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差異在1.00℃之內(nèi)，溫度變化的均勻程度在2.00℃之內(nèi)。保證恒溫干燥箱中的溫度和濕度變化在一定的范圍內(nèi)能夠有效降低檢驗(yàn)的誤差，提升檢驗(yàn)的有效性和準(zhǔn)確性，這不僅能夠體現(xiàn)出設(shè)備自身的性能問題，也能夠提升相關(guān)行業(yè)和部門的工作水平[1]。

3 校準(zhǔn)參數(shù)及分析

3.1 升溫時(shí)間設(shè)定

升溫時(shí)間指的是在某一個(gè)溫度基礎(chǔ)上達(dá)到另外一個(gè)既定溫度的時(shí)間。例如，需要將恒溫干燥箱加熱到100℃，在恒溫干燥箱中未放置任何物品的基礎(chǔ)上，以室內(nèi)溫度作為加熱基礎(chǔ)溫度，溫控器記錄箱體的加熱時(shí)間是從溫度顯示50～100℃所需的時(shí)間。恒溫干燥箱升溫時(shí)間的變化與干燥箱的自身功率水平、氣流變化波動(dòng)、穩(wěn)控系統(tǒng)性能、箱體自身的密封性等因素相聯(lián)系。升溫時(shí)間的長短在一定程度上能夠表現(xiàn)出設(shè)備自身的功能和水平，通常情況下，恒溫干燥箱的升溫時(shí)間應(yīng)當(dāng)保證在15min以下。

3.2 箱體平均溫度偏差

箱體平均溫度偏差指的是恒溫干燥箱在自身使用狀態(tài)較為穩(wěn)定的情況下，對溫度的設(shè)定與自身溫度控制變化水平之間的平均數(shù)差值。箱體的平均溫度變化也是衡量恒溫干燥箱自身性能的重要形式，在煙草行業(yè)的恒溫干燥箱使用參數(shù)的校準(zhǔn)上，基本上應(yīng)當(dāng)保證箱體的平均溫度偏差在1℃之內(nèi)。

3.3 溫度均勻度

恒溫干燥箱中的溫度均勻度指的是在恒溫干燥箱中的溫度已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)相對穩(wěn)定的水平，進(jìn)行干燥箱的溫度記錄，測量和記錄的頻率為每1min兩次，檢測時(shí)長為1h，在1h中將測量的溫度中最高溫度數(shù)值和最低溫度數(shù)值之間計(jì)算出平均數(shù)。通常情況下，煙草行業(yè)使用的恒溫干燥箱溫度均勻度基本上在2℃之內(nèi)[2]。

3.4 同層溫度偏差

同層溫度偏差指的是恒溫干燥箱在溫度穩(wěn)定的情況下，箱體內(nèi)部的溫度與既定溫度之間的平均數(shù)。同層溫度偏差的數(shù)值大小能夠體現(xiàn)設(shè)備作業(yè)的精準(zhǔn)度，應(yīng)當(dāng)將溫度偏差控制在0.05℃以下。

3.5 中心點(diǎn)溫度最大上偏差

恒溫干燥箱中的中心點(diǎn)溫度最大上偏差指的是在恒溫干燥箱中的溫度已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)相對穩(wěn)定的水平，進(jìn)行干燥箱的溫度記錄，測量和記錄的頻率為每2min一次，檢測時(shí)長為1h。將測量結(jié)果進(jìn)行整合和計(jì)算，將其中的溫度數(shù)值最大值與既定的溫度之間進(jìn)行對比，計(jì)算出差值。通常情況下，中心點(diǎn)溫度最大上偏差應(yīng)當(dāng)在2℃之內(nèi)。

3.6 中心點(diǎn)溫度最大下偏差

恒溫干燥箱中的中心點(diǎn)溫度最大下偏差指的是在恒溫干燥箱中的溫度已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)相對穩(wěn)定的水平，進(jìn)行干燥箱的溫度記錄，測量和記錄的頻率為每2min一次，檢測時(shí)長為1h。將測量結(jié)果進(jìn)行整合和計(jì)算，將其中的溫度數(shù)值最小值與既定的溫度之間進(jìn)行對比，計(jì)算出差值。通常情況下，中心點(diǎn)溫度最大下偏差應(yīng)當(dāng)在1℃之內(nèi)。

3.7 中心點(diǎn)溫度波動(dòng)度

恒溫干燥箱中的溫度已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)相對穩(wěn)定的水平，進(jìn)行干燥箱的溫度記錄，測量和記錄的頻率為每2min一次，檢測時(shí)長為1h。實(shí)測最高溫度與最低溫度之差的一半為中心點(diǎn)溫度波動(dòng)度，溫度波動(dòng)度正負(fù)偏差應(yīng)當(dāng)在1℃之內(nèi)。

4 校準(zhǔn)方法設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.1 升溫時(shí)間設(shè)定

將恒溫干燥箱設(shè)定為100℃，在空載下啟動(dòng)恒溫干燥箱，從室溫開始加熱，當(dāng)溫控器顯示溫度達(dá)到50℃時(shí)，應(yīng)用秒表進(jìn)行計(jì)時(shí)，恒溫干燥箱達(dá)到100℃時(shí)即停止計(jì)時(shí)，升溫時(shí)間應(yīng)該在15min以內(nèi)。

4.2 箱體平均溫度偏差

選定具體的測試點(diǎn)位置，啟動(dòng)恒溫干燥箱進(jìn)行空載加熱，當(dāng)溫度相對穩(wěn)定時(shí)，對干燥箱的溫度進(jìn)行記錄，測量和記錄的頻率為每1min兩次，檢測時(shí)長為1h，計(jì)算設(shè)定溫度與工作空間檢測點(diǎn)實(shí)測溫度平均值的差值。計(jì)算公式如下：Δtd=td-t0，其中，Δtd指的是箱體中的平均溫度偏差;td指的是既定溫度;t0指的是測定溫度的平均值。

4.3 溫度均勻度

選定具體的測試點(diǎn)位置，啟動(dòng)恒溫干燥箱進(jìn)行空載加熱，當(dāng)溫度相對穩(wěn)定時(shí)，對干燥箱的溫度進(jìn)行記錄，測量和記錄的頻率為每1min兩次，檢測時(shí)長為1h，計(jì)算測量的溫度中最高溫度數(shù)值和最低溫度數(shù)值之間的平均數(shù)。計(jì)算公式如下：Δtn=■（timax-timin）/120，timax指的是檢測過程中第i次測定的最高溫度數(shù)值;timin指的是檢測過程中第i次測定的最低溫度數(shù)值;Δtn指的是恒溫干燥箱的溫度均勻度。

4.4 同層溫度偏差

在恒溫干燥箱的溫度穩(wěn)定的情況下，計(jì)算箱體內(nèi)部的溫度與既定溫度之間的平均數(shù)。計(jì)算公式如下：Δt=td-t，其中，Δt指的是同層溫度偏差;td指的是既定溫度;t指的是溫度平均值。

4.5 中心點(diǎn)溫度最大上偏差

當(dāng)恒溫干燥箱的溫度到達(dá)相對穩(wěn)定的水平時(shí)，進(jìn)行干燥箱的溫度記錄，測量和記錄的頻率為每2min一次，檢測時(shí)長為1h。將測量結(jié)果進(jìn)行整合和計(jì)算，將其中的溫度數(shù)值最大值與既定的溫度之間進(jìn)行對比，計(jì)算出差值。計(jì)算公式如下：Δtdmax=tmax-td，其中，Δtdmax指的是中心點(diǎn)溫度最大上偏差;tmax指的是測溫?cái)?shù)據(jù)的最大值。

5 結(jié)語

恒溫干燥箱作為一種干燥設(shè)備應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，尤其是在煙草行業(yè)上具有舉足輕重的地位，在使用的過程中應(yīng)當(dāng)考慮到多個(gè)方面的影響因素和作用，保證設(shè)備在使用的過程中能夠具備較高的準(zhǔn)確性和有效性，保證煙草中的水分含量檢測精準(zhǔn)性，進(jìn)而有效提升煙草行業(yè)的發(fā)展水平，保證煙草產(chǎn)品能夠符合相關(guān)文件中的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】莊江婷，劉東，丁燕.煙草烘箱內(nèi)部氣流組織的優(yōu)化[J].能源技術(shù)，2008（1）：4-7.

【2】吳小娥，李其仲.煙草薄片線烘箱溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的改進(jìn)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2010（3）：535-538.