福禄克9170-F计量炉通过PID算法动态调整加热功率抑制温度波动
FLUKE9170-F计量炉是9170系列中专注于实用化校准需求的型号,以干式加热技术为核心,在-45℃至140℃温区实现了接近液浴设备的性能指标。9170-F的技术优势不仅体现在±0.005℃的稳定度上,更源于其科学的温度场调控逻辑、人性化的操作设计与灵活的选件配置体系。相较于传统校准设备,FLUKE9170-F计量炉有效解决了温度均匀性不足、操作繁琐、场景适配性差等问题。本文结合FLUKE官方技术规格与实际应用场景,从温度场调控工程实现、操作体系人性化设计、选件配置场景化价值三个方面,解析FLUKE9170-F计量炉的技术特点与实用价值。Fluke 9170-F计量炉的温度场调控主要通过高精度温度传感器、闭环控制算法和硬件执行机构协同实现,确保温度均匀性和稳定性。以下是其核心工程实现逻辑:
温度传感器与校准
采用ITS-90参考级铂电阻温度计(10Ω/25Ω/100Ω),读数准确度达±0.006℃(-45℃至700℃) 。
内置单通道测温仪(1502A Tweener电路),支持ITS-90特性系数,降低测量误差 。
闭环控制逻辑
温度均匀性控制:
轴向均匀性±0.02℃(60mm区域内),径向均匀性±0.01℃,通过优化加热元件布局和热传导设计实现 。
稳定性调节:
稳定度±0.005℃,通过PID算法动态调整加热功率,抑制温度波动 。
负载影响补偿:
负载变化导致的温度偏差≤±0.005℃,通过实时监测探头插入深度(203mm)和热惯性修正 。
硬件执行机构
加热模块:采用可控硅或固态继电器(SSR)调节功率,响应时间短(如9103型号升至100℃仅需6分钟) 。
冷却系统:支持快速降温(如9103型号可降至-25℃) 。
软件与自动化
集成9938 Met/Temp II软件,支持RTD/热电偶/热敏电阻校准自动化 。
可编程温度设置(8个点,含“上升-保持”时间),兼容RS-232接口 。
校准与验证
遵循EURAMET/Cg-13/V.01标准,提供六项技术参数(显示准确度、稳定度等) 。
随机附带可溯源校准证书,确保测量重复性优于标称值10倍 。
温度场调控的工程实现逻辑
FLUKE9170-F计量炉的温度场调控核心是双段控温技术,这一技术通过垂直方向上下两层独立温控回路的协同工作,破解了传统单段控温炉的温度梯度难题。9170-F的上层控温模块功率约150W,主要功能是补偿炉口与外界环境的热交换损失——由于炉口直接与空气接触,散热速度快,易形成温度梯度,上层模块通过精准的功率输出,使炉口区域温度与核心区域保持一致。下层模块功率达300W,承担主加热任务,快速将高密度铝合金恒温块加热至设定温度,两者通过高精度PID算法实时联动,控制周期低至10ms,确保全温区稳定度维持在±0.005℃。
温度均匀性的优化是FLUKE9170-F计量炉温度调控的另一关键。根据EURAMET/cg-13/v.01指南要求,干式炉需在60mm测量区内保持良好的轴向均匀性,9170-F通过恒温块材质选择与结构设计实现了这一目标。其恒温块采用航空级铝合金,经精密加工确保内部无应力变形,热传导效率均匀;同时,块体内部孔道设计为160mm深度,将最优均匀区定位于孔深100-160mm段,与标准探头的敏感元件位置精准匹配。实测数据显示,FLUKE9170-F计量炉在0℃时60mm区域轴向均匀性达±0.02℃,-35℃时为±0.04℃,140℃时为±0.07℃,完全符合指南要求。
动态响应特性是衡量温度调控能力的重要指标,FLUKE9170-F计量炉在升降温效率上表现突出。设备从23℃升至140℃仅需32分钟,从140℃降至23℃需19分钟;在低温场景下,23℃降至-30℃耗时19分钟,-45℃升至140℃需45分钟。这种快速响应能力源于其优化的加热与制冷系统——加热模块采用PWM脉冲宽度调制技术,精准控制加热功率;制冷系统则通过高效半导体元件实现低温快速稳定,无需依赖传统液氮等制冷剂,既提升了安全性,又缩短了校准准备时间。此外,9170-F的迟滞指标仅为0.025℃,在温度反复升降过程中仍能保持精度稳定,适配频繁切换校准点的场景。
操作体系的人性化设计细节
FLUKE9170-F计量炉的操作体系围绕“便捷性”与“直观性”展开,从显示界面到功能设计均贴合用户实际操作需求。设备配备大尺寸LCD显示屏,支持中文菜单与℃/°F单位切换,屏幕实时显示六项核心参数:恒温块温度、内置参考测温仪温度(若选配)、切断温度、稳定性指标、温度变化速率与当前程序状态。这种多信息集成显示设计,使操作人员无需频繁切换界面即可掌握设备运行状态,尤其在现场校准场景中,减少了操作复杂度。
可编程功能是FLUKE9170-F计量炉操作设计的亮点,设备内置4套独立的可编程校准程序,每套程序可预设8个温度设置点,每个点均可自定义“上升时间”与“保持时间”。例如在热敏电阻校准中,操作人员可预设25℃、50℃、75℃、100℃四个温度点,每个点保持10分钟,程序自动完成升降温与数据记录,无需人工干预。针对热敏开关校准,9170-F还专门设计了自动化“开关测试”协议,能自动记录开关动作的临界温度与“死区”数据,适配工业控制中热敏开关的校准需求。
无PC场景的独立操作能力与设备便携性进一步提升了FLUKE9170-F计量炉的实用价值。设备配备十个数字键、+/-键、功能键与专用℃/°F切换按钮,按键布局符合操作习惯,戴手套也能轻松操作。15kg的重量与366×203×323mm的尺寸,使9170-F可通过电梯、狭窄通道搬运至现场,配合230VAC宽电压电源适配,即使在工业车间等非标准供电环境中也能正常工作。此外,设备的RS-232接口支持与9930Interface-it软件连接,可实现数据导出与远程控制,兼顾现场独立操作与实验室自动化管理的双重需求。
选件配置的场景化价值解析
小编极仪银飞总结FLUKE9170-F计量炉的选件配置体系围绕不同行业场景的个性化需求设计,通过灵活搭配选件,可大幅提升设备的适配能力。其中最具代表性的是9170-F-R型号的内置参考测温仪选件,该选件将设备的测量范围从-45℃~140℃扩展至-200℃~962℃,电阻测量范围达0Ω~400Ω,能适配低温冷库、高温工业炉等更广泛的校准场景。参考测温仪支持ITS-90特征系数与工业铂电阻温度计的CVD参数(R0,α,β,δ)输入,对10ΩPRT的温度准确度在0℃时达±0.013℃,425℃时为±0.019℃,满足精密计量实验室的标准装置需求。
插块选件是FLUKE9170-F计量炉适配多规格传感器的核心配置,用户可从6种标准插块中选择,涵盖3mm、4mm、6mm等多种公制与英制孔径。例如在医药行业校准直径5mm的PT100探头时,选用对应孔径插块即可直接使用;而在电子制造行业校准直径2mm的微型热电偶时,更换适配插块即可完成,无需额外采购设备。插块采用快拆设计,更换时间不足1分钟,配合恒温块的快速温度恢复能力(温度波动≤±0.005℃/min),大幅提升了多规格传感器的校准效率。
软件选件与附件进一步拓展了FLUKE9170-F计量炉的应用边界。9938MET/TEMPII自动检定软件与9170-F深度兼容,可实现RTD、热电偶、热敏电阻的全自动化校准,软件内置校准模板符合ISO/IEC17025标准,自动生成带溯源信息的校准报告,适配实验室质量管理体系需求。此外,FLUKE还提供定制化插块、延长电源线、便携保护箱等附件,其中便携保护箱采用抗震泡沫内衬,可在运输过程中保护设备免受冲击,适配频繁现场校准的用户需求。这些选件与主机的协同设计,使FLUKE9170-F计量炉能根据医药、电子、化工等不同行业的需求,灵活调整配置,降低用户的综合采购成本。
FLUKE9170-F计量炉通过科学的温度场调控逻辑、人性化的操作设计与灵活的选件配置,构建了适配多场景的温度校准解决方案。9170-F的双段控温技术实现了温度场的精准调控,人性化操作体系降低了使用门槛,场景化选件配置则拓宽了应用范围。从实验室精密校准到现场快速校验,从单规格传感器到多类型探头,FLUKE9170-F计量炉的技术设计始终围绕用户的实际需求展开。其在温度稳定性、操作便捷性与配置灵活性上的平衡,不仅提升了校准工作的效率与精度,更降低了行业用户的合规成本与操作难度。作为一款实用型干式计量炉,9170-F充分体现了FLUKE对校准场景的深刻理解,成为行业用户的可靠选择。




