本系列博文的第三部分我们将讲述作为热工艺验证测量系统的供应商,Kaye在早期就确立的测量理念中的另一重要部分。早在 1972 年,随着第一台 Kaye Validator Digistrip I 的推出,用于数据采集的数据记录仪或数据记录器(博文第一部分)以及干井和油槽(博文第二部分)只是实现自动化验证系统的一部分。
对于传感器,无论是热电偶还是 Pt-100,都必须在数据记录开始之前对其进行校准和调整。在二十世纪六七十年代,温度传感器的校准和调整相对费时,而且需要手动操作,因此很容易出错。显然,一套完整的校准系统需要一个可溯源的温度标准,以便进行符合标准的校准。
为了减少人为误差,我们希望最大程度地提高人工校准过程的自动化程度。此外,Kaye 创新团队的另一个开发重点是改进多点校准和调整的时间进度。
因此,Kaye 验证系统在 20 世纪 70 年代末就已经确立了下一步发展:
1. 我们意识到需要一种高精度、稳固耐用且可溯源的温度标准,同时还能满足移动应用的高要求。
2. 为了消除潜在的人为误差源,需要提供一个基本自动化且独立于用户的校准过程。
我们简要介绍一下可追溯性,以帮助大家理解。在此,我们在Kaye IRTD 的背景下做简单介绍。
溯源性简要说明
温度标准的可追溯性在计量学中对于确保温度测量的准确性至关重要。通过连续的比对链,可确保测量的温度数据可追溯到国际公认的标准,如美国国家标准与技术研究院 (NIST) 或德国联邦物理技术研究院 (PTB)。因此,温度常值必须经过校准过程,根据这些标准验证其测量精度,并将其记录在校准证书中。这一溯源链在相关技术文献中有详细描述,对于遵守工业和科学领域的质量标准至关重要。
回归关注点: 在校准中实现自动化
当时,可溯源温度标准通常提供 0-10V 或 4-20mA 的模拟输出信号。这就需要一个单独的、通常价格昂贵的电子评估系统。为了克服这一限制,Kaye 开发团队与行业专家合作开发了 Kaye IRTD 400。这是一种基于电阻温度计的高精度、可溯源温度标准,可直接将测量温度(或相应电阻)转换为数字输出信号。这一创新体现在产品名称中,"I "代表 "智能"(也有人说是 "创新"),"RTD "代表 "电阻温度计"。
Kaye IRTD 400自面世以来,对所用元件和原始设计的改动微乎其微,这充分证明了 40 多年前的这一突破性产品。可见,经过充分构思和深思熟虑的设计往往只需微调即可长期保持其实用性和有效性。
数字输出信号的生成实现了与 Kaye 数据采集系统和数据记录器系统的无缝集成。此外,它还与 Kaye 干井和油槽的数字输出信号兼容。这一开发成功克服了第二项挑战:实现了全自动校准和调整过程。
Kaye IRTD 400 的基本创新功能是什么?
Kaye IRTD 400 是一款创新的可溯源温度标准。它精度高、温度范围广(-196 至 420°C),是制药和生物技术应用中传感器校准的理想工具。IRTD 400 的一个突破性特点是,它能够与 Kaye 数据记录仪或数据记录器及其广泛的 Kaye干井和油槽系列配合使用,实现基本自动化的传感器校准。一些附加产品,如IRTD Win软件和IRTD 显示器,可实现直观的操作,并最多与两个 IRTD 实现高效实时通信。Kaye IRTD 显示器是一款先进的触摸屏设备,可清晰显示和准确分析不同 IRTD 的温度数据。两台设备均可通过常规连接线直接连接到显示器,进一步提高了工业和科学领域校准的准确性和效率。
第一套完整的、基本自动化的验证系统的实现是工业测量技术史上的一个重要里程碑。该系统由 Kaye 数据记录仪或记录器、Kaye 通用系列干井或油槽以及 Kaye 可溯源温度标准组成,代表了热工艺验证领域在 GxP 法规方面取得的令人瞩目的进步。自进入市场以来,该系统已获得广泛认可,并为用户的工作流程带来了重大的模式转变。
此外,全球范围内经 ISO 17025 认证的 Kaye 校准实验室确保了对国家标准的无缝溯源。
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