钢轨测温计检定仪温场均匀性测量和分析

　　轨温计是测量钢轨表面温度的专用测温仪器。轨温计的检定是按照 JJG( 铁道)140- 2002“钢轨测温计检定规程”(以下简称规程) 进行检定。规程自2002 年 9 月 1 日施行以来, 已有 4 年多时间, 由于受当时检定仪技术指标的限制, 规程中要求轨温计检定仪温场均匀度应不大于 0.4 ℃。随着科学技术的不断进步, 近几年来已经研制出精度更高、性能更好的轨温计检定仪, 如 HWG- 1 型轨温计检定仪, 此检定仪的主要技术指标为:

　　(1) 检定台:

　　表面温场均匀性 0.05 ℃;

　　最大偏差小于 0.1 ℃。

　　(2) 恒温槽:

　　温度波动度±0.01℃/10 min;

　　温场均匀性 0.01 ℃。

　　该套检定仪是以高精度恒温槽为主体, 配合检定台实现轨温计的检定。检定台的表面是使用导热性能极好的金属导热体 〔导热系数大约在 100 W/(m·℃)〕, 所以温场均匀度做到了 0.05 ℃以内, 远远小于规程 0.4 ℃的要求。通过理论分析和实验数据验证, 使用该类检定仪对轨温计进行检定时, 可以不进行检定前 5 个点位置温度均匀性检查 (现行规程要求), 直接进行轨温计检定。

　　根据轨温计检定仪温场的均匀性, 可将检定仪分为 2 类:

　　(1) 高精度: 检定仪温场均匀度≤0.2 ℃;

　　(2) 普通型:0.2 ℃<检定仪温场均匀度≤0.4 ℃。

　　下面就高精度检定仪温场均匀度测量进行分析和讨论。

　　1 高精度轨温计检定仪组成和温场测量

　　HWG- 1 型轨温计检定仪的外形见图 1, 检定台表面位置见图 2, 属于高精度检定仪。

　　根据规程的要求,5 个点位置温度均匀性检查的测量位置见图 3。分别测量工作面上的 “左上”、“左下”、“中”、“右上”、“右下”, 使用精密表面温度计测量,取 5 个位置温度最大与最小值之差为温场均匀度。

　　2 温场测量方法

　　检定台温场测量, 属于表面温度测量。测量使用RCY- 2A 型自校式铂电阻数字测温仪 (以下简称数字测温仪), 如图 1 所示, 测量传感器为 Pt100 铂电阻, 探头带磁性, 要求检定台表面有磁性。当探头吸合在表面时, 探测器工作面和检定台表面接触总是有间隙, 为了克服接触热阻的影响, 在工作面之间加入少许工作液体, 以减少接触热阻的影响, 如图 2所示。测量中为了减少空气流动对工作面温度的影响, 在检定台上盖上有机玻璃盖, 如图 1 所示。

　　每测量 1 个位置的温度, 都要求轨温计检定仪的温度稳定在 0.01 ℃/10 min, 数字测温仪的数字变化<0.01 ℃/5 min, 记录测量数据; 移动到下一个位置, 重复上述过程。