Jak správně zvolit médium do kalibrační lázně?

Máme pro Vás dobrou a špatnou zprávu. Ta špatná říká, že toho musíte o výběru vlastní kalibrační kapaliny hodně vědět – a že je třeba rozumět tomu, jak ji správně použít. Dobrá zpráva je, že společnost Fluke Calibration již čtyři desetiletí pracuje s různými druhy kapalin a hodně věcí prozkoumala za Vás.

Tento průvodce výběrem zahrnuje seznam kapalin (včetně granulované soli) nabízených Fluke Calibration. Nabízí většinu z nich v různých objemech, takže si můžete sami vybrat Vámi preferované balení. Rovněž tu naleznete graf, který přehledně znázorňuje rozsah použitelnosti a některá další důležitá fakta o každé kapalině.

Nejdříve se ale pojďme podrobněji seznámit s některými důležitými poznatky o výběru a použití různých roztoků do lázní.

Rozsah použití

Fluke Calibration definuje rozsah použití kapalin jako rozsah teplot, při kterých může kapalina bezpečně zajistit dobré prostředí pro srovnání teploměrů. Rozsahy definujeme pro každou kapalinu, protože mohou být rozdílné od těch, které jejich výrobci specifikují. To je jednoduché, protože bereme v úvahu aplikace (teploměry testované v lázni).

Škála může být limitována vizkozitou, bodem vznícení, rychlostí odpařování, sklonem ke krystalizaci (nebo polymerizaci) atd. Související bezpečnostní otázky by nikdy neměly být podceňovány.

Bohužel neexistuje žádná zázračná kapalina, která by zahrnovala extrémně širokou teplotní škálu, přestože bychom si to přáli. Většina tekutin pokrývá menší rozsah, než by se nám líbilo. V ideálním případě máte zvláštní koupel pro každý běžný teplotní bod, který používáte.

Kalibrační výkonnost se zvyšuje eliminací potřeby výměny kapaliny a čekání na dosažení potřebné teploty a stability.

Viskozita

Viskozita je měřítko odolnosti kapaliny proti proudění – často o něm uvažujeme prostě jako o hustotě. Kinematická viskozita je poměr absolutní viskozity k hustotě a je měřená ve „stokesech“ (při specifické teplotě), které jsou obvykle rozděleny po 100 pro měření v „centistokesech“. Čím vyšší číslo centistokesů, tím viskóznější (nebo hustší) je kapalina. Viskozita je vždy uvedena jako specifická teplota (často 25°C) a zvyšuje se se snižováním teploty kapaliny (a naopak).

Kapaliny, které jsou příliš viskózní, vytváří tlak nebo míchání a čerpací mechanismus a nepřenáší adekvátně teplo ze zdrojů tepla do teploměru.

Fluke Calibration doporučuje užívat kapaliny s méně než 50 centistokesů viskozity, která se odráží v rozsahu použití, již uvádíme pro každou kapalinu. Méně než 10 centistokesů viskozity je ideální. Kalibrace s nízkou nejistotou požadují homogenní teplotu v „kalibrační zóně“ koupele. Vysoce viskózní kapality podporují nežádoucí poklesy teplot.

Body vznícení

To je teplota, při které se vznítí adekvátní směs páry a vzduchu, pokud jsou přítomny jiskry ohně. (Pára může dokonce zamezit hoření, pokud je oheň odstraněn.)

Jsou dvě cesty měření bodů vznícení. S metodou „open cup“ není kapalina ani vzduch okolo uzavřená, takže je zde větší poměr vzduchu k páře. S metodou „closed cup“ jsou kapalina, pára i vzduch uzavřeny. Body vznícení změřené druhou metodou jsou obvykle nižší než z první metody.

Rovněž výrobci kapalin zapisují body vznícení na různá místa. V datových bezpečnostních listech (MSDS) je bod vzníce často uveden nespecificky, aby se vešel do klasifikačního schématu používaného pro kontrolu nebezpečí. Současné seznamy specifikací výrobků obvykle dávají více konkrétních informací. Např. bod vznícení silikonového oleje je uveden v MSDS jako > 101,1°C, zatímco konkrétnější 211°C je uvedeno v jeho specifikačním listu.

Pro kapaliny od Fluke Calibration, které mají body vznícení, jsou měřeny metodou „closed up“ a vymezují horní mez rozsahu kapaliny lehce pod bod vznícení.

Tepelná kapacita

Specifické teplo je množství tepla potřebné ke zvýšení teploty jednotky určité látky o 1°C. Čím vyšší je tepelná kapacita, tím obtížnější je zvýšit teplotu kapaliny, tudíž je obojí pomalejší a stabilnější.

Tepelná vodivost

Tepelná vodivost je schopnost kapaliny vést teplo z jedné molekuly ke druhé. Čím lépe je teplo přenášeno, tím rychleji lze kapalinu zahřát či ochladit. Lepší tepelná vodivost zlepšuje jednotnost koupele.

Rozpínavost

Všechny kapaliny mají koeficient tepelné rozpínavosti. Tento koeficient udává, jak moc se změní objem kapaliny (rozpíná či smrští) se změnou teploty. Rozpínavost kapaliny má velké důsledky pro bezpečnost, čistotu a péči o zařízení. Pokud jsou koupele naplněny příliš vysoko kapalinou s nízkou teplotou a poté zahřáty bez ohledu na zvýšení objenu, mohou se samozřejmě rozlít. Rovněž pokud je kapalině v koupeli dovoleno téct příliš nízko, může nechat koupelové ohřívače odkryté a tím je poškodit.

Specifická váha

Specifická váha je poměr hustoty kapaliny s vodou. Čím vyšší je specifická hustota, tím hustší (a těžší) je kapalina. Pokud je kapalina příliš těžká, nemusí v koupelovém zařízení dobře fungovat čerpací mechanismus či cirkulátor.

Tlak páry

Tlak páry je (alespoň pro naše účely zde) teploty, při které je rychlost odpařování kapaliny stejná jako hodnota, při které se pára kondenzuje zpět v kapalinu – tj. jsou v rovnováze. Zvýšení teploty zvýší tlak páry v tlaku prostředí, čímž vyžene páru do vzduchu.

Kapaliny, které mají vysoký tlak páry (jako alkohol a voda) se rychle vypařují a potřebují časté doplňování. Mimoto, rychlé odpaření na povrchu kapaliny má chladící efekt na kapalinu, čímž se ztěžuje kontrola teploty, speciálně u nezakryté lázně. Takové kapaliny obvykle nejsou vhodné pro použití při nízké teplotě. V některých případech vypaření do vzduchu může způsobit zdravotní riziko a mělo by být pečlivě odvětráno.

Gelovatění (polymerace)

Toto je oblast, která lidem může přinášet potíže! Při použití dostatku času, teploty a katalyzátorů mohou silikonové oleje polymerovat. To znamená, že se náhle změní v melasovitou hroudu, zdvojnásobí svůj objem a nadělají nepříjemný nepořádek.

Příčinou je oxidace. Zatímco silikonové oelej musí být používány bezpečně blízko jejich bodů vznícení, citlivost k polymeraci se zvyšuje s použitím nad jejich body oxidace, které uvádíme pro každý silikonový olej.

K oddálení polymerace omezte čas koupele nad body oxidace kapaliny, nechte ji na volnoběh pod bod vypaření, když není používána, držte olej dál od kontaminantů (např. Soli, další oleje a oxidanty) a vyměňte olej, když je příliš tmavý, příliš vazký nebo teplotně nestabilní.

Voda

Je několik věcí, které je třeba o vodních i jiných koupelích vědět. Především – nikdy nedávat vodu do solné koupele nebo horkého oleje, protože to může být extrémně nebezpečné.

Za druhé – voda může kondenzovat v olejové lázni, která byla použitá při nízkých teplotách, především kde je velice vlhké prostředí. Voda může mrznout na chladném povrchu a narušit koupel. Příležitostně voda potřebuje být vypařena.

Nakonec – alkoholy absorbují vodu. To by nebylo tak špatné. Ve skutečnosti 5% vody v methanolu dovolí, aby methanol byl použit při -100°C. Také voda, která je absorbovaná, nezmrzne na chladném povrchu. Ačkoliv když je absorbováno příliš mnoho vody, alkohol se nasytí a ledová suspenze negativně ovlivňuje stabilitu a jednotnost. Proto kapalina musí být měněna.

Větrání

Dobré větrání chrání pracovníky před vdechováním kouře z tekutin z lázně. Odsávací zařízení, které se otevře v blízkosti lázně a vychází ze dveří, je nejlepší. Olejová pára se může usazovat na povrchu oka, což způsobuje nepohodlí. Silikonové oleje mohou vytvořit benzín a formaldehyd, protože se zhroutí při vysokých teplotách – tj. okolo bodu vzplanutí nebo nad ním. Nechte koupele neprodyšně uzavřené jak to jen jde kvůli prevenci proniknutí výparů na pracoviště. Toto pomůže s bezpečností, ale také zvýší dobu použitelnosti oleje a zlepší výkon koupele.

Fotografie