Tot i que el mètode del bany de gel ofereix una gran precisió, a la pràctica, els descuits poden provocar imprecisions de mesura o perills de seguretat. Aquest mètode, aparentment senzill, té requisits extremadament estrictes pel que fa a les condicions de l'aigua gelada-, l'aïllament elèctric i el manteniment. Fins i tot una negligència lleu pot introduir noves fonts d'error. A continuació es mostren cinc problemes comuns que es troben amb freqüència al camp i al laboratori, juntament amb les seves solucions.
. Problema 1: la temperatura de la mescla-d'aigua gelada no és constantment 0 graus
Causes: massa o massa poc gel, aigua impura, mal aïllament del recipient, agitació insuficient.
Quan hi ha massa gel, la temperatura de la mescla pot ser inferior a 0 graus (per exemple, -1 grau); Quan hi ha massa aigua, la fusió del gel no absorbeix prou calor, donant lloc a una temperatura superior a 0 graus (per exemple, 0,5 graus); Les impureses a l'aigua de l'aixeta poden reduir el punt de congelació, afectant l'estabilitat.
Solució:
Utilitzeu aigua purificada i gel picat en una proporció de volum 1:1;
Després de reposar durant 3 minuts, calibrar amb un termòmetre de resistència de platí estàndard;
Tapeu el recipient per reduir l'intercanvi de calor i remeneu suaument periòdicament per assegurar una temperatura uniforme.
II. Problema 2: unió freda en contacte directe amb aigua gelada que provoca un curtcircuit o corrosió
Risc: els cables de termoparell exposats a l'aigua gelada poden causar:
Curtcircuit, danyant l'instrument; Oxidació d'elèctrodes metàl·lics, afectant el rendiment termoelèctric; Interferència del senyal, provocant lectures fluctuants.
Solució:
La unió freda s'ha de segellar en un tub d'assaig de vidre de doble-paret o en un tub aïllant de baixa-temperatura; Es pot omplir una petita quantitat d'oli mineral o alcohol anhidre al tub d'assaig per millorar la conductivitat tèrmica i evitar la humitat; Quan diverses unions fredes comparteixen un bany de gel, s'han d'utilitzar tubs d'assaig separats per evitar la-contaminació creuada.
III. Problema 3: la unió freda no està totalment submergida o en contacte amb la paret del contenidor
Impacte: fa que la temperatura real al punt de mesura es desviï de 0 graus.
Si la unió freda està suspesa per sobre de la superfície del gel, es veurà afectada per l'aire ambient, donant lloc a una temperatura més alta; Si està en contacte estret amb la paret metàl·lica del recipient, la transferència de calor externa pot provocar fluctuacions de temperatura.
Solució:
L'extrem fred s'ha d'introduir verticalment, amb una profunditat d'immersió d'almenys 10 cm; Mantingueu una distància superior o igual a 2 cm de la paret del contenidor i utilitzeu un tauler d'escuma per assegurar-ne la posició; Marqueu la "línia de nivell de líquid" a l'exterior del tub d'assaig per garantir la consistència en cada operació.
IV. Problema 4: el gel es fon massa ràpidament, sense poder mantenir l'estabilitat durant períodes prolongats
Escenari típic: entorns-d'alta temperatura a l'estiu (p. ex., Wuhan), contenidors oberts, obertura freqüent de la tapa per a la inspecció.
El gel es fon ràpidament en 1-2 hores, fent que la temperatura augmenti gradualment fins a 1-2 graus, introduint errors sistemàtics.
Solució:
Utilitzeu un matràs Dewar amb un bon aïllament o un bany de gel termostàtic; Reduïu el nombre de vegades que s'obre la tapa i prepareu totes les eines abans de l'operació; Per a mesuraments a llarg termini-, es pot instal·lar un dispositiu automàtic de reposició de gel o es pot utilitzar un bany termostàtic refrigerat per semiconductors-en lloc d'un bany de gel tradicional.
V. Problema 5: ignorant l'error de conducció tèrmica al punt de connexió de l'extrem fred
Punt cec: suposant que tot està bé sempre que l'extrem fred estigui en gel, però ignorant el camí de conducció tèrmica des del termopar fins a l'extrem fred.
Si els cables de compensació o de connexió estan exposats a zones d'-alta temperatura, es produirà una "fuga de calor" que afectarà la temperatura real de la unió freda. Quan la caixa de connexió està a prop d'una font de calor, la calor es condueix al llarg dels cables fins a la unió freda.
Solucions:
Assegureu-vos que tot el cablejat des del termopar fins a la unió freda es mantingui allunyat de fonts de calor (més o igual a 50 cm); Emboliqui els cables amb material d'aïllament tèrmic; En entorns industrials, es recomana utilitzar el mètode del bany de gel només per a la calibració-a curt termini, no per al funcionament continu.
