Kaye 时光隧道：从大型校准装置到灵活的校准单元

对系统和传感器进行校准并彻底消除已识别的偏差，是 GxP 范围内对关键工艺进行验证和后续验证的基本组成部分。

众所周知，标准的热工艺验证主要有四个关键步骤：

• 第 1步：校准和修正温度传感器

• 第 2 步：在待验证设备中安装传感器并采集数据

• 第 3 步：取出温度传感器，并根据传感器的类型，通过验证后的校准确认来检查校准和补偿

• 第 4 步：分析采集到的测量数据、符合标准的准备工作以及所有的校准和测量方案

之前，我们深入了解了 Kaye 的历史以及成为温度验证领域市场领导者的历程。本文我们将重点探讨第一步：校准和调整温度传感器。因此，用于温度校准的热源是至关重要的一部分。

尽管科学文献对温度传感器的校准、规格、允许偏差和可能的误差来源等问题进行了深入讨论，但本文我们想对一些基本要素进行探讨，以提升大家的认识，帮助大家加深理解。

有哪些潜在的温度校准器？

谈到合适的温度校准器，两种不同类型的热源会浮现在我们眼前：

• 干井（校准炉）
• 油槽（液体校准装置）

这两种设备均被广泛使用。然而，我们要了解两种设备的设计特性，才能确保校准能达到预期效果。本文我们将讨论其主要区别和注意事项。

Kaye 干井校准器

在推出第一台 Kaye Validator Digistrip I 的同时，Kaye 不仅专注于基于热电偶的数据快速收集，还提供了完整校准所需的设备：校准单元。

Kaye HTR-300 是第一台专门用于热电偶校准的装置。结构上使用了与待校准热电偶直径相匹配的专用套管，来减少传感器和热源之间的温度传递而产生的潜在测量误差，确保将测量误差降至最低。我们将在后面讨论更多可能的误差来源，尤其在是使用干井校准传感器时的误差来源。

严格来说，Kaye HTR-300 是干井和油槽结合的校准器。它保持稳定高温的基础是在双层腔体内使用了硅油。这样做的好处是，需要校准的传感器不会与硅油介质接触，也不会被硅油浸湿。

油槽的重量相对较大，加热和冷却速度较慢。因此，我们在对多个测量点进行校准时，需要预留更多的时间。

Kaye秉承着提供更好更优解决方案的理念，自 20 世纪 60 年代以来，一直致力于开发更先进的干井校准器，并根据热电偶校准的需求不断对设备进行优化。

过去 20 年中，Kaye HTR 和 LTR 产品系列取得了长足的发展。Kaye HTR-400 和 Kaye LTR-140 干井是该系列的首款便携式校准设备，并迅速成为行业标准。

为了拓宽温度范围，特别是针对 -25℃以下的应用，Kaye 推出了LTR-40 和 Kaye LTR-90。这些设备可温降至 -90℃。仅仅几年后，Kaye HTR-420 将温度范围扩展到 +420℃。Kaye LTR-150 的温度范围从 -30℃ 到 +150℃ 。此外，LTR-150 还可转换为油槽校准器，用作表面接触式校准器。

温度范围扩大后，下一个重点是增加可同时校准的传感器数量。LTR-140 每次最多校准 18 个传感器，而 HTR-400 由于设计受限，一次最多只能校准 24 个传感器。

而当前的技术水平可同时校准多达 48 个热电偶。Kaye LTR-150 和 Kaye HTR 420 干井均可实现这一功能。使用 LTR-90可同时校准的热电偶数量从最初的 12 个增加到 16 个，后来增加到 25 个。这是通过 Kaye 专用等温块实现的。一个重要的前提条件是，等温块本身的温度分布和整个干井的稳定性不会受到插入热电偶的影响。这就确保了传感器和等温块之间的最佳温度传递。

通过各类选配件，整个产品系列得到了进一步优化，专用的、可替换的等温块提高了干井使用的灵活性，而Kaye 独有的热电偶固定装置则是锦上添花。特别值得一提的是，作为第一家系统级供应商，Kaye 通过软件实现了热电偶的自动校准和修正。Kaye IRTD-400则用作数据记录仪和校准装置之间的可追溯温度标准。

以上所有干井都可以直接连接到 Validator AVS，并兼容上一代 Kaye Validator 2000 以及 Kaye ValProbe RT 和 Kaye ValProbe 无线数据记录器系统，可实现了传感器的自动校准和修偏。

Kaye油槽

在无线验证系统及无线实时验证系统中，Kaye 继续奉行全自动校准和修偏的原则。包括将传感器与校准设备、可追溯的温度标准和相关评估单元相连接。本世纪初，当第一个 Kaye 数据记录探头问世时，油槽的推出也对该系列产品进行了补充。

软线和可弯曲温度记录器可以通过干井进行校准。然而，由于外形尺寸和传感器长度的不同，有些探头在油槽中可以实现更精确且误差更小的校准。尤其是电池供电的数据记录器，当传感器和标准器设备在同一温度下校准时，可实现的测量不确定性最高。此时传感器和数据记录器在校准浴中一起校准。这样可以最大限度地减少因设备的温度系数而产生的误差。

Kaye CTR-25、CTR-40 和 CTR-80 油槽的温度范围为 -80℃至 +140℃。Kaye LN2 液氮校准器用于在-196℃下进行校准。

Kaye 时光隧道：从大型校准装置到灵活的校准器

Kaye 干井和 Kaye 油槽有哪些根本区别？

除了明显的差异（如便携性、易清洁度、温度变化速度、一次性校准传感器数量以及温度范围）之外，在选择合适的校准装置时还应考虑以下因素：

• 温度分布
• 加载/热输出/热传递过程中的误差
• 温度稳定性
• 定时间
• 滞后性
• 环境温度的影响
• 在油槽中，校准介质的化学性质也有影响。包括温度范围、老化、挥发和吸湿特性。
• 此外，使用油槽还要考虑到浴液可能对传感器造成的污染和随后的清洁问题。

当然，品质源于设计，Kaye在研发干井和油槽校准器时已经考虑到了上述所有误差来源。尽管设备的精度和准确度很高，人为因素也可能成为最大的误差源。为此，Kaye 提供了全球服务网络。各地的专家可以开展专业的用户培训课程，确保以最佳方式操作设备，避免出现潜在的人为差错。

Kaye在开发干井和油槽校准装置方面取得的技术进步是公司不断创新的有力证明。这表明公司致力于在 GxP 体系下为热工艺验证领域提供实用的最佳解决方案。凭借开创性的技术和解决方案，Kaye 占据了市场领先地位，拥有可持续的创新能力。

Copyright: Amphenol Corporation