真空干燥箱的校准方法及常见问题分析

【摘要】真空干燥箱能创造真空的条件，对一些物品进行干燥处理，所以被广泛应用于医药、食品、生物科技，以及农业科研等方面。真空干燥箱的出现为干燥比较复杂的物品创造了有利条件，解决了传统干燥器存在的弊端，并且在使用的过程中更加安全。但是真空干燥箱需要定期进行校准。本文选择真空干燥箱作为研究对象，对其校准的方法进行具体分析，对真空干燥箱校准时存在的问题进行探讨，并对存在的问题提出了解决措施。

【关键词】真空干燥箱；校准；优化措施

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.025

Analysis of Calibration Methods and Problems of Vacuum Oven

CAO Yu

（Liaoyang Centre for Market Regulatory Services，Liaoyang 111010，China）

Abstract：Vacuum ovens can create vacuum conditions and be widely used in medicine，food，biotechnology，and agricultural research for drying and processing certain items. The appearance of vacuum drying ovens has created favorable conditions for drying items with complex compositions，solved the disadvantages of traditional dryers，and is safer to use. However，vacuum ovens need to be calibrated regularly. This article chooses vacuum ovens as the research object，analyzes the method of calibration in detail，discusses the problems that exist during the calibration of vacuum ovens，and proposes solutions to these problems.

Key words：vacuum ovens；calibration；optimization measures

在生產生活中干燥设备的作用重大，被广泛地应用到各个领域。这些干燥设备主要属于机械产品。目前我国干燥设备主要有真空干燥设备、热风加热常压干燥设备，以及微波干燥设备。这些干燥设备都有自己的优势和缺点。而真空干燥设备能够对食品、药品，以及相关的包装材料起到良好的灭菌作用，所以被广泛地应用于食品和药品干燥中[1]。因此，对真空干燥箱进行校准具有重要意义。然而真空干燥箱在校准过程中还存在着较多的问题。本文对真空干燥箱的校准方法和常见问题进行研究，对于提升真空干燥箱工作效率和计量性能具有重要意义。

1真空干燥箱的校准方法研究

真空干燥箱与其他类型的干燥箱具有明显的差别。为了能够提升真空干燥箱的使用效率，保障其能够正常使用，需要对真空干燥箱进行校准，而校准时要参照一定的标准规范。目前我国还未对真空干燥箱制定专门的校准规范，对真空干燥箱校准时一般参考国标GB/T 29251—2012《真空干燥箱》，主要对真空干燥箱的温度指标和压力值指标进行校准，具体的校准方法如下。

1.1真空干燥箱温度稳定度的校准

真空干燥箱在对相关温度指标进行校准的时候，不仅仅需要对温度的偏差和均匀度进行校准，还需要对其稳定度和波动度进行校准[2]。真空干燥箱的温度稳定度具有重要作用，能够起到良好的参考价值。在对稳定度进行校准时要将干燥箱保持真空的状态，然后对其稳定度进行12次间断考核，每次间隔时间为2个小时。

相关的校准仪器可以采用电偶，校准的主要方法需要根据实际情况进行选择。但是在校准时需要在不影响真空温度的情况下，对热电偶进行一定的处理。例如：先将其剥成螺丝状，缠绕一定数量密封胶条之后，再将电偶连接到相关仪器上。此方法在使用的过程中具有明显的优点，主要表现在它能够对相关的数据进行自动记录。

另一种校准仪器就是标准温度计。在对真空干燥箱进行校准的过程中，使用标准温度计校准更加容易操作，但是相较于热电偶，标准温度计并不能实现对数据的自动记录。在进行测量的时候这两种方法可以任选，而温度稳定度就是在测定过程中最大的差值。

1.2真空干燥箱温度波动度的校准

真空干燥箱校准的另外一个指标就是温度波动度，主要是为了测定真空干燥箱温度的动态变化情况。温度波动度校准的方法具有严格的要求。当真空干燥箱的温度达到一定数值之后，可以对真空干燥箱的中心点温度进行测量，每隔2分钟计量一次，一次计量0.5小时。测量的次数根据真空干燥箱的具体情况而定。在对中心点温度进行测量的时候，温度值并不是完全相同的。而真空干燥箱中心点的最高温度和最低温度差的一半即为温度波动度。温度波动的范围需要小于1℃。

真空干燥箱温度波动度的校准具有重要作用，能够为真空干燥箱的使用创造有利的条件，为后续相关工作的开展打下坚实基础。

1.3真空干燥箱真空压力值指标的校准

一般的情况下，真空干燥箱配备真空泵。对真空干燥箱进行校准的时候，真空干燥箱和真空泵之间存在一个吸气口，而两者之间的吸气口可以利用真空胶管进行连接，进而保障真空干燥箱能够处于一种封闭的状态，达到真空的要求。在对真空表进行校准的时候需要使其与真空密闭系统进行结合，使它们处于一个闭合回路中。

具体的校准方法就是先将真空泵开启，真空干燥箱的真空度达到-0.1 MPa时（这就几乎达到了真空的极限值），稳定一段时间，当数值稳定之后就可以进行记录，将相关的数值情况详细地记录下来，待记录完成之后，就可以慢慢地被打开气阀，然后进行匀速放气。放气的过程并不是一直进行，而是当真空干燥箱压力示值在-0.08 MPa、-0.06 MPa、-0.04 MPa、-0.02 MPa这四个节点的时候，可以对真空表的压力示值进行详细记录，然后将各个压力示值进行比较，主要是将这5组示值的差值进行比较，最终达到对真空干燥箱压力值指标的校准。

2真空干燥箱常见问题分析

真空干燥箱在使用的过程中并不是一直处于良好的运行状态，在使用的过程中可能受到多种因素的影响，存在一系列的问题，从目前的实际操作来看，真空干燥箱存在的主要问题有以下几个方面。

2.1真空干燥箱温度校准在非真空状态下进行

对真空干燥箱温度进行校准的过程是在非真空状态下完成的。其中重要的原因就是在进行温度校准的时候，一部分企业或者地方的计量单位往往都是采用有线的温度传感器。虽然有线温度传感器具有明显成本较低、准确度较高等特点，但是将其放入真空干燥箱的时候会留有缝隙，并且在温度传感器放入之后不能够进行抽空操作，这就导致了真空干燥箱处于一种非真空的状态，而对其温度进行校准的时候也就很难在真空状态下进行[3]。

2.2传热效果有待提升

传热效果对于物品的干燥具有重要影响，但是真空干燥箱存在的一个重要问题就是传热效果较低。真空干燥箱的气压较低，几乎呈现真空的狀态。这就导致了真空干燥箱内的传热会受到影响，而真空干燥箱内的传热主要是依靠热传导进行，或者依靠真空干燥箱箱壁对物品的辐射，然而此种状态下的传热温度比较低，同时相关的物料盘和盘管的接触面积往往比较小，使传热的效果受到影响，呈现出较低的情况[4]。

2.3干燥速度容易受到物料上下板结层的影响

物料在真空干燥箱内的干燥速度容易受到板结层的影响。当真空箱的物料达到一定干燥程度之后便会产生硬化的情况，在硬化物质形成之后对于真空箱内的传热产生了影响，这就导致物料盘的传热量受到影响。而物料上面的板结层对内部蒸汽形成了制约，使蒸汽不易排出，进而影响物料的干燥速度。一些物料在真空箱内会产生较大的气泡压力，当达到极限值之后便会冲破上层的板结层，在压力的影响下，物料被蹦出盘外，产生不必要的浪费现象。

2.4真空干燥箱抽取真空时的问题

在对真空箱抽取真空的时候，往往会存在真空抽不上的情况，进而影响真空干燥箱的后续使用。而产生此项问题的原因有多个，首先可能是密封条老化后逐渐失效，由于密封条接触了有机质溶剂导致其老化速度加快；其次可能是由于抽取真空的真空泵失效；最后便是由于真空表的真空度出现了假象，导致抽取真空产生问题。

3真空干燥箱校准过程中的相关措施

对真空干燥箱的校准进行优化，能够有效提升真空干燥箱干燥的质量和效率，更好地向相关物品提供干燥环境，具体优化措施体现在以下几个方面。

3.1在真空的状态下进行温度计量

从目前对真空干燥箱温度计量的实践中可以看出，主要采用有线温度传感器进行测量，这就导致了真空干燥箱的温度测量是在非真空的状态下进行，并不能够起到很好的温度计量效果[5]。因此通过对以上存在问题进行分析，并结合相关的实际温度测量数据得出，对真空干燥箱温度测量应该在真空的状态下进行，这样才能够有效地满足实际的需要。

在对温度传感器进行选择的时候往往需要选择无线传感器，而不是有线温度传感器，这样就能够有效地避免真空干燥箱缝隙的出现，提升真空干燥箱的真空度，并且在对真空箱进行抽空的时候能够更好地达到真空的状态。在真空干燥箱内温度并不是完全相同的，往往会存在一定的差异性，在将相关的温度传感器放入真空干燥箱时应该尽量地贴近加热搁板，贴近的距离应该根据具体的情况而定，只有这样才能够在温度测量的时候产生最佳的测量效果，提高真空干燥箱内温度校准的准确性。因此，在未来对真空干燥箱的温度进行校准的时候，应该选择无线温度传感器，并在真空的状态下进行[6]。

3.2严格遵守真空干燥箱使用和操作规范

真空干燥箱的使用效果与使用者的操作规范程度有着密切的关系，因此在使用真空干燥箱的时候应该严格按照相关的标准和使用规范进行操作，以便能够保证真空干燥箱的使用效果和性能[7]。首先，需要干燥的物品在放入真空干燥箱前需要保持室温的状态，如果物品对真空干燥箱内的要求比较高，可以先进行抽空作业，然后再加入惰性气体，使被干燥物品能够拥有一个良好的干燥环境；其次在进行抽取真空的时候，真空泵并不能够一直处于工作的状态，连续使用真空泵会导致真空泵的使用寿命大大降低，因此在工作的时候，当真空度达到被干燥物品的要求时，就需要将真空阀关闭，然后再关闭电源，当真空干燥箱内的真空度小于干燥物品的要求时，再次进行抽取真空，这样规范的操作就有效地提升了真空泵使用的寿命；最后，在使用真空干燥箱的时候往往先抽真空，然后再逐渐地加温生热，按照这个程序去操作主要是为了防止出现安全事故。如果不采取先抽真空再加热的程序，由于真空干燥箱内含有一些气体，这些气体在进行加热的过程中会出现遇热膨胀的情况，并且真空干燥箱的封闭性比较高，这些气体在膨胀到一定程度之后便会产生巨大的压力，会造成真空干燥箱观察玻璃爆裂，影响真空干燥箱的正常使用。

4结语

随着科学技术的不断进步，真空干燥箱的相关测温技术也在逐渐地提升。相比于其他类型的干燥箱，真空干燥箱拥有着许多不同之处，因此，对真空干燥箱进行校准具有十分重要的意义，并对提升真空干燥箱的干燥质量和效率起到了一定的作用。但是在对真空干燥箱进行校准过程中还存在着一系列的问题，我们可以通过严格遵守相关使用标准和技术手册等技术文件，逐渐摸索和总结，不断提升真空干燥箱的使用效率。

【参考文献】

[1]刘鑫.真空干燥箱的校准方法分析及常见问题解析[J].中国计量，2019（2）：126-127.

[2]江铭.真空干燥箱温场校准及调整方法探讨[J].中国计量，2022（2）：118-119.

[3]赵广滨，吴相诚.真空干燥箱应用中存在的问题及解决方法[J].煤炭与化工，2021，44（1）：125-127.

[4]刘颖，张雯，刘义平.真空干燥箱内传热过程数值模拟研究[J].真空科学与技术学报，2020，40（4）：297-301.

[5]杨阳.真空干燥箱的正确使用和常见故障处理[J].广东化工，2017，44（19）：143+159.

[6]刘颖，张雯，王龙，等.真空干燥箱内温度分布特征研究[J].工业计量，2020，30（1）：1-2+6.

[7]王玉峰，王华，李松，等.带式真空干燥技术在连花清瘟胶囊生产中的应用[J].北京中医药大学学报，2014，37（11）：789-792.

【作者简介】

曹宇，女，1972年出生，高级工程师，研究方向为热工类计量器具的检定、校准。

（本稿审读：李凡）