高压灭菌锅温度校准方法探讨及不确定度评定

摘 要：高压灭菌锅作为医疗卫生、检验检疫、科研、农业等行业的重要灭菌设备，其技术参数中的温度参数涉及灭菌效果。作者根据多年高压灭菌锅校准经验，利用DS1922E无线温度记录仪对温度参数进行校准，并对校准结果进行了不确定度评定。

关键词：高压；灭菌；校准

引言

高压蒸汽灭菌锅是一种利用饱和蒸汽对物品进行迅速而可靠的消毒的设备，应用广泛且灭菌效果好。方法是将需灭菌的物品放在高压锅内，加热时蒸汽不外溢，高压锅内温度随着蒸汽压的增加而升高。在103.4kPa（1.05kg/cm2）蒸汽压下，温度达到121.3℃，维持15～20分钟。在实际灭菌操作中，许多工作人员只是把灭菌锅本身温度计指示的温度值作为依据，判断是否到达灭菌温度，但作者在实际校准过程中发现，确实有部分灭菌锅实际温度偏离指示温度，最大的甚至能差5度左右。若高压灭菌锅传感器老化、损坏，会导致温度偏差，偏差过大即会导致安全问题。并且高压灭菌锅本身自带温度计只监测所在位置的温度，对高压蒸汽灭菌锅内部温度的均匀性及整个灭菌阶段的温度波动性无法监测。文章通过用DS1922E无线温度记录仪，对高压灭菌锅内部温场进行校准。

1 DS1922E无线温度记录仪

DS1922E为达拉斯生产的一种小型温度记录仪，它采用坚固耐用的自供电系统，能够测量温度并将测量结果记录在受保护的存储器内。记录温度的时间间隔可以从1秒至273小时，分辨率为0.0625℃。每个DS1922E出厂时都光刻了一个唯一的64位注册号，保证每个传感器进行有效的量值溯源。DS1922E中数据通过温度记录仪读卡器DS9490R连接至电脑，利用程序OneWireViewer.exe将数据读出，并且程序还可将每个传感器的升温、温度保持至降温整个阶段的数据以图形的方式绘出。相对于其他进口无线温度传感器，该传感器价格低廉，可用较低的成本来校准需要5～9个传感器才能实现的温度均匀性，降低校准成本。

2 校准方法

2.1 测试点的位置

测试点的位置应该放在高压灭菌锅内的三个校准面上，简称上、中、下三层，中层为通过高压灭菌锅内部工作空间几何中心的平行于底面的校准工作面，测试点与工作空间内壁的距离不小于高压锅内工作空间直径的1/10。

2.2 测试点的数量

测试点用A，B，C…字母表示。当高压灭菌锅内部工作空间容积小于0.5m3时，温度测试点为5个，O点位于中层圆心，如图1所示。

图1

当高压锅内部工作空间容积大于0.5m3时，温度测试点为9个，O点位于中层圆心，如图2所示。

图2

2.3 校准方法

将DS1922E传感器的时钟与电脑同步，设置其分辨率为0.0625℃，采样时间为1min，将5支或者9支经过在121℃进行过量值溯源的无线温度记录仪按照2.2要求放入高压灭菌锅进行升温。当高压灭菌锅温度升至设定温度时，每分钟读取一次时间值和高压锅显示温度值。在高压灭菌锅到达设定温度时，根据无线温度记录仪启动时的电脑时间，每1min记录高压灭菌锅显示温度。

2.4 数据处理

待高压灭菌锅灭菌完毕，降温降压后，将所有温度记录仪取出读数，将传感器按顺序连接至DS9490R，在软件中将数据读出，将高压灭菌锅刚到灭菌温度时开始读到的第一个数据至第十五个数据导入到Excel表格，按照2.5方法计算示值偏差，温度波动度和温度均匀度。

2.5 数据处理

2.5.1 温度偏差计算

？驻td=td-（to+？驻t0） （1）

式中：？驻td-温度偏差，℃；td-设备显示温度平均值，℃；t0-中心点n次测量的平均值，℃；？驻t0-中心点传感器温度修正值，℃。

2.5.2 温度均匀度计算

高压灭菌锅在恒温状态下，在15min内每次测试中所测最高温度与最低温度之差的算术平均值。

？驻tu-温度均匀度，℃；n-测量次数；timax-各校准点在第i次测得的最高温度，℃；timin-各校准点在第i次测得的最低温度，℃

2.5.3 温度波动度计算

高压灭菌锅在恒温状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量。即中心点在15min内实测最高温度与最低温度之差的一半。

？驻tf-温度波动度，℃；t0max-中心点n次测量中的最高温度，℃t0min-中心点n次测量中的最低温度，℃

3 不确定分析度

3.1 数学模型

式中：？驻td-温度偏差，℃；td-设备显示温度平均值，℃；t0-中心点n次测量的平均值，℃。？驻t0-中心点传感器温度修正值，℃。

3.2 不确定度来源及分析

3.2.1 被检设备读数引入的标准不确定度u（td）

被检设备仪表分辨力为1℃，不确定度区间半宽度为0.5℃，按均匀分布处理

u（t1）=0.5/■=0.3℃

3.2.2 由t0引入的不确定度

u（t0）是由读数重复性引入的标准不确定度分量。由中心点无线温度记录仪15次读数得重复性引入的标准不确定度为

u（t1）=0.03℃

3.2.3 由？驻t0引入的不确定度u（？驻t0）

由无线温度记录仪校准证书可知，？驻t0的扩展不确定度为0.08℃，k=2，则u（？驻t0）=0.04℃

3.2.4 扩展不确定度

合成标准不确定度u=■=0.31℃

包含因子k=2，则扩展不确定度U=0.62℃。

4 结束语

本方法利用DS1922E无线温度记录仪实现了高压灭菌锅内部温场的校准，成本低，准确度高，易于普及利用。并且对该方法进行了不确定度分析，其扩展不确定度满足高压灭菌锅允许误差的要求。

参考文献

[1]JJF1101-2003.环境试验设备温度、湿度校准规范.

[2]GB/T 9452-2012.热处理炉有效加热区测定方法.

作者简介：韦苗苗（1980，1-），女，工程师，硕士，从事温度计量工作。

摘 要：高压灭菌锅作为医疗卫生、检验检疫、科研、农业等行业的重要灭菌设备，其技术参数中的温度参数涉及灭菌效果。作者根据多年高压灭菌锅校准经验，利用DS1922E无线温度记录仪对温度参数进行校准，并对校准结果进行了不确定度评定。

关键词：高压；灭菌；校准

引言

高压蒸汽灭菌锅是一种利用饱和蒸汽对物品进行迅速而可靠的消毒的设备，应用广泛且灭菌效果好。方法是将需灭菌的物品放在高压锅内，加热时蒸汽不外溢，高压锅内温度随着蒸汽压的增加而升高。在103.4kPa（1.05kg/cm2）蒸汽压下，温度达到121.3℃，维持15～20分钟。在实际灭菌操作中，许多工作人员只是把灭菌锅本身温度计指示的温度值作为依据，判断是否到达灭菌温度，但作者在实际校准过程中发现，确实有部分灭菌锅实际温度偏离指示温度，最大的甚至能差5度左右。若高压灭菌锅传感器老化、损坏，会导致温度偏差，偏差过大即会导致安全问题。并且高压灭菌锅本身自带温度计只监测所在位置的温度，对高压蒸汽灭菌锅内部温度的均匀性及整个灭菌阶段的温度波动性无法监测。文章通过用DS1922E无线温度记录仪，对高压灭菌锅内部温场进行校准。

1 DS1922E无线温度记录仪

DS1922E为达拉斯生产的一种小型温度记录仪，它采用坚固耐用的自供电系统，能够测量温度并将测量结果记录在受保护的存储器内。记录温度的时间间隔可以从1秒至273小时，分辨率为0.0625℃。每个DS1922E出厂时都光刻了一个唯一的64位注册号，保证每个传感器进行有效的量值溯源。DS1922E中数据通过温度记录仪读卡器DS9490R连接至电脑，利用程序OneWireViewer.exe将数据读出，并且程序还可将每个传感器的升温、温度保持至降温整个阶段的数据以图形的方式绘出。相对于其他进口无线温度传感器，该传感器价格低廉，可用较低的成本来校准需要5～9个传感器才能实现的温度均匀性，降低校准成本。

2 校准方法

2.1 测试点的位置

测试点的位置应该放在高压灭菌锅内的三个校准面上，简称上、中、下三层，中层为通过高压灭菌锅内部工作空间几何中心的平行于底面的校准工作面，测试点与工作空间内壁的距离不小于高压锅内工作空间直径的1/10。

2.2 测试点的数量

测试点用A，B，C…字母表示。当高压灭菌锅内部工作空间容积小于0.5m3时，温度测试点为5个，O点位于中层圆心，如图1所示。

图1

当高压锅内部工作空间容积大于0.5m3时，温度测试点为9个，O点位于中层圆心，如图2所示。

图2

2.3 校准方法

将DS1922E传感器的时钟与电脑同步，设置其分辨率为0.0625℃，采样时间为1min，将5支或者9支经过在121℃进行过量值溯源的无线温度记录仪按照2.2要求放入高压灭菌锅进行升温。当高压灭菌锅温度升至设定温度时，每分钟读取一次时间值和高压锅显示温度值。在高压灭菌锅到达设定温度时，根据无线温度记录仪启动时的电脑时间，每1min记录高压灭菌锅显示温度。

2.4 数据处理

待高压灭菌锅灭菌完毕，降温降压后，将所有温度记录仪取出读数，将传感器按顺序连接至DS9490R，在软件中将数据读出，将高压灭菌锅刚到灭菌温度时开始读到的第一个数据至第十五个数据导入到Excel表格，按照2.5方法计算示值偏差，温度波动度和温度均匀度。

2.5 数据处理

2.5.1 温度偏差计算

？驻td=td-（to+？驻t0） （1）

式中：？驻td-温度偏差，℃；td-设备显示温度平均值，℃；t0-中心点n次测量的平均值，℃；？驻t0-中心点传感器温度修正值，℃。

2.5.2 温度均匀度计算

高压灭菌锅在恒温状态下，在15min内每次测试中所测最高温度与最低温度之差的算术平均值。

？驻tu-温度均匀度，℃；n-测量次数；timax-各校准点在第i次测得的最高温度，℃；timin-各校准点在第i次测得的最低温度，℃

2.5.3 温度波动度计算

高压灭菌锅在恒温状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量。即中心点在15min内实测最高温度与最低温度之差的一半。

？驻tf-温度波动度，℃；t0max-中心点n次测量中的最高温度，℃t0min-中心点n次测量中的最低温度，℃

3 不确定分析度

3.1 数学模型

式中：？驻td-温度偏差，℃；td-设备显示温度平均值，℃；t0-中心点n次测量的平均值，℃。？驻t0-中心点传感器温度修正值，℃。

3.2 不确定度来源及分析

3.2.1 被检设备读数引入的标准不确定度u（td）

被检设备仪表分辨力为1℃，不确定度区间半宽度为0.5℃，按均匀分布处理

u（t1）=0.5/■=0.3℃

3.2.2 由t0引入的不确定度

u（t0）是由读数重复性引入的标准不确定度分量。由中心点无线温度记录仪15次读数得重复性引入的标准不确定度为

u（t1）=0.03℃

3.2.3 由？驻t0引入的不确定度u（？驻t0）

由无线温度记录仪校准证书可知，？驻t0的扩展不确定度为0.08℃，k=2，则u（？驻t0）=0.04℃

3.2.4 扩展不确定度

合成标准不确定度u=■=0.31℃

包含因子k=2，则扩展不确定度U=0.62℃。

4 结束语

本方法利用DS1922E无线温度记录仪实现了高压灭菌锅内部温场的校准，成本低，准确度高，易于普及利用。并且对该方法进行了不确定度分析，其扩展不确定度满足高压灭菌锅允许误差的要求。

参考文献

[1]JJF1101-2003.环境试验设备温度、湿度校准规范.

[2]GB/T 9452-2012.热处理炉有效加热区测定方法.

作者简介：韦苗苗（1980，1-），女，工程师，硕士，从事温度计量工作。

摘 要：高压灭菌锅作为医疗卫生、检验检疫、科研、农业等行业的重要灭菌设备，其技术参数中的温度参数涉及灭菌效果。作者根据多年高压灭菌锅校准经验，利用DS1922E无线温度记录仪对温度参数进行校准，并对校准结果进行了不确定度评定。

关键词：高压；灭菌；校准

引言

高压蒸汽灭菌锅是一种利用饱和蒸汽对物品进行迅速而可靠的消毒的设备，应用广泛且灭菌效果好。方法是将需灭菌的物品放在高压锅内，加热时蒸汽不外溢，高压锅内温度随着蒸汽压的增加而升高。在103.4kPa（1.05kg/cm2）蒸汽压下，温度达到121.3℃，维持15～20分钟。在实际灭菌操作中，许多工作人员只是把灭菌锅本身温度计指示的温度值作为依据，判断是否到达灭菌温度，但作者在实际校准过程中发现，确实有部分灭菌锅实际温度偏离指示温度，最大的甚至能差5度左右。若高压灭菌锅传感器老化、损坏，会导致温度偏差，偏差过大即会导致安全问题。并且高压灭菌锅本身自带温度计只监测所在位置的温度，对高压蒸汽灭菌锅内部温度的均匀性及整个灭菌阶段的温度波动性无法监测。文章通过用DS1922E无线温度记录仪，对高压灭菌锅内部温场进行校准。

1 DS1922E无线温度记录仪

DS1922E为达拉斯生产的一种小型温度记录仪，它采用坚固耐用的自供电系统，能够测量温度并将测量结果记录在受保护的存储器内。记录温度的时间间隔可以从1秒至273小时，分辨率为0.0625℃。每个DS1922E出厂时都光刻了一个唯一的64位注册号，保证每个传感器进行有效的量值溯源。DS1922E中数据通过温度记录仪读卡器DS9490R连接至电脑，利用程序OneWireViewer.exe将数据读出，并且程序还可将每个传感器的升温、温度保持至降温整个阶段的数据以图形的方式绘出。相对于其他进口无线温度传感器，该传感器价格低廉，可用较低的成本来校准需要5～9个传感器才能实现的温度均匀性，降低校准成本。

2 校准方法

2.1 测试点的位置

测试点的位置应该放在高压灭菌锅内的三个校准面上，简称上、中、下三层，中层为通过高压灭菌锅内部工作空间几何中心的平行于底面的校准工作面，测试点与工作空间内壁的距离不小于高压锅内工作空间直径的1/10。

2.2 测试点的数量

测试点用A，B，C…字母表示。当高压灭菌锅内部工作空间容积小于0.5m3时，温度测试点为5个，O点位于中层圆心，如图1所示。

图1

当高压锅内部工作空间容积大于0.5m3时，温度测试点为9个，O点位于中层圆心，如图2所示。

图2

2.3 校准方法

将DS1922E传感器的时钟与电脑同步，设置其分辨率为0.0625℃，采样时间为1min，将5支或者9支经过在121℃进行过量值溯源的无线温度记录仪按照2.2要求放入高压灭菌锅进行升温。当高压灭菌锅温度升至设定温度时，每分钟读取一次时间值和高压锅显示温度值。在高压灭菌锅到达设定温度时，根据无线温度记录仪启动时的电脑时间，每1min记录高压灭菌锅显示温度。

2.4 数据处理

待高压灭菌锅灭菌完毕，降温降压后，将所有温度记录仪取出读数，将传感器按顺序连接至DS9490R，在软件中将数据读出，将高压灭菌锅刚到灭菌温度时开始读到的第一个数据至第十五个数据导入到Excel表格，按照2.5方法计算示值偏差，温度波动度和温度均匀度。

2.5 数据处理

2.5.1 温度偏差计算

？驻td=td-（to+？驻t0） （1）

式中：？驻td-温度偏差，℃；td-设备显示温度平均值，℃；t0-中心点n次测量的平均值，℃；？驻t0-中心点传感器温度修正值，℃。

2.5.2 温度均匀度计算

高压灭菌锅在恒温状态下，在15min内每次测试中所测最高温度与最低温度之差的算术平均值。

？驻tu-温度均匀度，℃；n-测量次数；timax-各校准点在第i次测得的最高温度，℃；timin-各校准点在第i次测得的最低温度，℃

2.5.3 温度波动度计算

高压灭菌锅在恒温状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量。即中心点在15min内实测最高温度与最低温度之差的一半。

？驻tf-温度波动度，℃；t0max-中心点n次测量中的最高温度，℃t0min-中心点n次测量中的最低温度，℃

3 不确定分析度

3.1 数学模型

式中：？驻td-温度偏差，℃；td-设备显示温度平均值，℃；t0-中心点n次测量的平均值，℃。？驻t0-中心点传感器温度修正值，℃。

3.2 不确定度来源及分析

3.2.1 被检设备读数引入的标准不确定度u（td）

被检设备仪表分辨力为1℃，不确定度区间半宽度为0.5℃，按均匀分布处理

u（t1）=0.5/■=0.3℃

3.2.2 由t0引入的不确定度

u（t0）是由读数重复性引入的标准不确定度分量。由中心点无线温度记录仪15次读数得重复性引入的标准不确定度为

u（t1）=0.03℃

3.2.3 由？驻t0引入的不确定度u（？驻t0）

由无线温度记录仪校准证书可知，？驻t0的扩展不确定度为0.08℃，k=2，则u（？驻t0）=0.04℃

3.2.4 扩展不确定度

合成标准不确定度u=■=0.31℃

包含因子k=2，则扩展不确定度U=0.62℃。

4 结束语

本方法利用DS1922E无线温度记录仪实现了高压灭菌锅内部温场的校准，成本低，准确度高，易于普及利用。并且对该方法进行了不确定度分析，其扩展不确定度满足高压灭菌锅允许误差的要求。

参考文献

[1]JJF1101-2003.环境试验设备温度、湿度校准规范.

[2]GB/T 9452-2012.热处理炉有效加热区测定方法.

作者简介：韦苗苗（1980，1-），女，工程师，硕士，从事温度计量工作。