卫生级温度传感器广泛应用于食品饮料、乳品、制药、生命科学等行业。在这篇文章中，我将看看这些卫生温度传感器是什么，以及它们与普通温度传感器有何不同。
卫生传感器的校准是不同的，而且比校准常温传感器要困难得多。在这篇博文中，我将讨论校准这些传感器时应该考虑的因素;在校准过程中容易出现误差，导致校准结果出现较大误差。
所以，如果你正在校准卫生温度传感器，你应该看看这篇博文。
当然，也有一些教育内容，每个人感兴趣的温度校准。
就让我们一探究竟吧!
表的内容
- 传感器非常短
- 传感器通常有一个夹紧连接法兰
- 液体浴的利弊
- 干式区块的利弊
- 使用参考传感器
- 使用内部参考传感器
- 使用专用的短参考传感器
- 没有夹具连接的短传感器
在我们进入细节之前，这里有一个关于这个主题的简短视频开胃菜：
什么是卫生温度传感器？
让我们先简单地讨论一下这些卫生温度传感器是什么。
在许多工业中，温度是关键的工艺参数之一，在工艺过程中精确的温度测量是一个重要的考虑因素。
食品和饮料，乳制品，制药和生命科学由于工艺的原因，工业对温度测量传感器有额外的要求。它们要求温度传感器是“卫生的”，这意味着这些传感器需要适合安装在卫生和无菌的工艺环境中。
这些传感器需要是卫生，易于清洁，通常支持就地清洁（CIP）过程（无需拆卸清洁）。机械设计应无任何空腔、死袋、缝隙或任何会使卫生清洁变得复杂的东西。
表面加工这些传感器的卫生等级，需要满足这些行业的严格标准，如3-AR.（https://www.3-a.org/)或EHEDG(欧洲卫生工程设计集团)https://www.ehedg.org/．
这材料在这些传感器的湿部分通常是高档不锈钢，适合这些应用。
这些卫生温度传感器的一个共同特点是通常很短．这使得校准方式比常温传感器更困难。
另一件使校准困难的事情是大型金属法兰需要安装夹具。
温度范围通常高达150°C（300°F），或者在某些情况下，高达200°C（400°F），因此不是非常具有挑战性的。
以下章节将详细介绍这些校准挑战。
校准的作用
在任何行业中，工艺测量都可以正确地测量并尽可能准确地测量。这可以通过合适的过程仪器和适当的校准程序来实现这一点。
在食品和饮料，制药和生命科学行业内，校准比大多数其他行业更重要。在这些行业中，正如我们谈论消费者和患者的健康和安全，所以校准的糟糕或失败或失败的后果都可能具有真正的戏剧性效果。由于校准失败可能在这些行业中非常昂贵，因此必须通过各种方式避免。
这些行业也有专门的关于校准的严格规定，如各种FDA规定。
有关校准的更多通用信息可以在此博客和页面上的其他文章中找到什么是校准？
为什么卫生传感器很难校准?
接下来让我们讨论为什么这些卫生传感器很难校准。
1.传感器非常短
如前所述，这些卫生温度传感器通常非常短。通常小于100毫米（4英寸），通常约为50毫米（2英寸），但也可短至25毫米（1英寸）。
传感器的外部尺寸通常为3mm (1/ 8in)或6mm (1/4 in)。
温度校准中常用的做法（以及Euramet指南建议）是温度传感器应浸入足够深的水中，以达到足够的精度。建议浸入深度为传感器直径的15倍(加上传感器元件的长度)。但是使用这些短的卫生传感器，在校准期间不可能将传感器浸入足够的深度，因为传感器与直径相比太短了。
例如，一个典型的直径为6mm(1/4英寸)的卫生传感器应该在校准期间浸入(15 × 6mm)至少90mm(3.5英寸)的深度，以确保结果准确。但如果6毫米(1/4英寸)传感器的长度只有50毫米(2英寸)，充分浸没是不可能的。
当浸没不够深时，在校准过程中会产生额外的误差和不确定度。
在之前的一篇博客文章中，如何校准温度传感器，我们的温度校准实验室人员给出了浸入深度的经验法则（在液体浴中校准时）：
- 1%精度-浸入5直径+传感器内实际传感元件的长度
- 0.01%精度-浸泡10直径+长度的传感元件
- 精度0.0001% -浸泡15直径+长度的传感元件
上述规则中的“精度”是根据块体温度与环境温度的温差计算出来的。
例子：如果环境温度为20℃，块体温度为120℃，相差100℃。如果你然后浸泡探针只有5次维度(加上传感元件的长度),说你6毫米探针与10毫米传感元件内部它——你浸泡40毫米(直径5 x +传感元件)——你可以预期1°C错误由于低浸从100°C(1%)。
图片：下图为常用的温度计浸入深度(直径)与温度差(温度块与环境温度)相对误差的关系规律。所以如果你完全不沉浸于游戏中，你便会遇到100%的错误，而如果你沉浸于游戏中足够深，那么由沉浸所导致的错误便会变得微不足道。在浸入量是尺寸的5倍的地方，误差大约是温度差的1%:
这条经验法则在较高的温度和/或极短的传感器长度下会变得非常重要。因此，对于小于40毫米或1-1/2英寸的传感器，请记住这一点。此外，与设计工程师进行对话，找出增加传感器长度的方法可能是值得的。
当然，当传感器安装在过程中并测量过程温度时，这种精度限制也是有效的——因为太短，传感器无法准确测量过程温度！
要知道探针内实际传感元件的长度并不总是容易的。如果数据表中未提及，您可以询问制造商。
那么，如何校准这些不能浸入足够深的短传感器呢?
这将在后面的章节中讨论。
2.传感器通常有一个夹紧连接法兰正如前一章所提到的，这些卫生传感器与它们的直径相比太短，使适当的浸入导致温度泄漏，增加了校准的误差和不确定性。
这样做是不够的，这些传感器通常还具有所谓的夹紧连接（Tri-clamp、ISO 2852、DIN 11851、DIN 32676、BS 4825、Varivent等）配置，因此存在相对较大的金属法兰，导致温度从传感器传导/泄漏到法兰。在实践中，这种温度泄漏意味着传感器的温度传导到大型金属法兰，因此法兰会导致传感器读数稍低（校准温度高于环境温度时）。
这种法兰使校准更加困难的方法有以下几种:
首先，法兰增加了传感器到法兰的温度泄漏，法兰越大，与环境温度的温差越大。
而同时传感器很短，这种温度泄漏导致传感器测量错误的温度。
液体浴还是干块？
通常情况下，您可以在计算机中校准温度传感器液槽或者在A.dry-block．卫生温度传感器也是如此。
接下来让我们讨论一下它们是什么以及它们的主要优点和缺点。
液体浴
顾名思义，温度液体浴中有液体。将液体加热/冷却至所需的温度，并将待校准的温度传感器插入液体中。通常将液体搅拌均匀温度。
液体浴的利弊
液体浴使其更容易插入其中的任何形状，并且您也可以同时使用插入的参考探头。根据液体浴的尺寸，您可以在同时插入几个要校准的传感器。如果要校准的传感器是奇数的形状，则益处仍然适合液体浴。
由于液体的热传导更好，液浴通常比干式块具有更好的均匀性和准确性。
这听起来是个不错的选择吗?
液体浴无论如何有几个缺点，为什么它不总是最好的选择：
- 液体浴总是包含一些液体，比如硅油，通常你不想在这样的液体中污染卫生传感器。校准后有大量的清洗，以确保传感器安装回工艺时是干净的。
- 处理热油是危险的，任何泄漏都可能造成伤害。
- 任何漏油都会使地板非常滑，并可能导致事故。
- 液体浴非常慢。即使它可以同时安装多个传感器，它的速度也往往比干块慢几倍，因此总体效率并不是更好。有时，人们可能会有几个浴缸，每个浴缸的温度都不同，他们会在浴缸之间手动移动传感器，以跳过浴缸等待温度变化的时间。这可能在校准实验室中起作用，但自然是一种非常昂贵的校准方法。
- 卫生传感器的放置应确保液体表面接触法兰底部，但实际上这并不总是那么容易做到。例如，硅油有相当大的热膨胀，这意味着表面的高度随着温度的变化而略有变化。因此，您可能需要在校准期间调整卫生传感器的高度。此外，由于液体的搅拌，表面上有小波浪，并且液位通常在槽中较深，因此很难看到传感器处于正确的深度。
- 液体浴池通常是又大又重又昂贵的设备。
Dry-block
温度干燥箱(或干井)是一种可以加热和/或冷却到不同温度值的设备，顾名思义，它是干燥的，不含任何液体。
干式区块的利弊
正如前一章讨论的在这个应用程序中液体浴的优缺点一样，让我们也看看干块的优缺点。
在干燥块中校准卫生传感器的主要优点包括：
- 由于它是干燥的，它也清洁并且不会污染待校准的卫生传感器。当然，校准后仍应清洁传感器，但清洁比液体浴更容易。
- 干块也很快变化温度。
- 当使用带有适当钻孔的专用插入件时，很容易以相同的方式插入卫生传感器(无需调整)，并且每次校准都是可重复的，且用户不同。
- 与液体浴相比，干燥剂重量轻，便于携带。
- 通常，干式浴缸也比液体浴缸便宜。
另一方面，干块的精度不如液浴，它通常一次只校准一个卫生传感器，需要为不同直径的传感器钻孔不同的插入件。
尽管有这些缺点，但客户通常更喜欢在干块中校准其短卫生传感器。
因此，让我们接下来讨论在干块中进行校准时的不同注意事项。
如何在温度干块中校准
要在温度干燥块中校准这些短卫生传感器，需要考虑一些因素。
使用参考传感器
首先，当你在一个温度干块，卫生传感器的法兰使得不可能在同一插入件中使用正常的外部参考传感器，因为它根本不适合，凸缘覆盖插入件中的插入顶部和所有孔。
图片:第一幅图中使用参考探头对正常(长，无法兰)温度传感器进行比较校准，第二幅图中使用带法兰的短卫生传感器。我们可以看到，短传感器法兰覆盖了插入的所有孔，所以不可能插入一个正常的参考温度探头:
使用内部参考传感器
干块始终包括一个内部参考传感器。尝试在干燥块中使用内部参考传感器是不起作用的，因为内部参考传感器位于温度块底部附近，而要校准的短传感器位于插件的顶部。干块通常控制嵌件底部有限范围内的温度梯度。镶件顶部通常具有较大的温度梯度，因此镶件顶部的温度与镶件底部的温度不同。渐变的大小取决于插入物和环境之间的温差，以及插入物的深度。
图片:内部参考传感器位于温度块的底部，而短卫生传感器位于插入件的最顶部。在插入中有一个温度梯度，导致插入顶部的温度与底部的温度不同。这是导致校准误差:
使用专用的短参考传感器
由于干块底部的内部参考传感器不合适，我们需要使用专用的外部参考温度传感器。
这个参考传感器无论如何不能是一个正常的长参考传感器，如前所述。
解决方案是使用一个足够短的专用参考传感器，以便它可以浸入与要校准的卫生传感器相同的深度。最理想的情况是，传感器元件的中间应对齐到相同的深度。
而且，参考传感器需要具有薄的柔性电缆，使得电缆可以适合卫生传感器的法兰。为了帮助，我们可以在刀片顶部制作一个树林，其中参考传感器电缆适合和卫生传感器的法兰仍然触及插入件的顶部。
当然，温度干块的结构需要使卫生传感器与法兰符合其位置并触及插入顶端（在一些干燥的块中，周围的环境是防止法兰足够深的触摸触摸顶部插入物）。
图片：一个专用的短参考传感器位于与短卫生传感器相同的深度进行校准，确保它们测量的是完全相同的温度。此外，参考传感器电缆在格栅中，所以它不防止卫生传感器的法兰接触到插入件的顶部:
图片：一些用于卫生传感器校准的专用插件的示例图片。卫生传感器和参考传感器的孔同样深，并且有一个凹槽，ref传感器电缆可以穿过：
没有夹具连接的短传感器
也有不带夹紧连接和法兰的短温度传感器。使用这些传感器，您应该使用一个外部参考传感器，已浸没到相同的深度传感器被校准。参考传感器应尽可能与待校准传感器相似(相似直径，相似响应时间等)。
干块内部的传感器也不能在这里使用，因为它位于温度块的底部，不能测量与短传感器相同的温度。
图片:使用短参考传感器校准短传感器(无法兰):
点击下面的图片下载这篇文章作为一个免费的pdf文件:
文件，计量溯源，校准不确定度
在每次校准中，还有许多其他重要的东西;因为在这个博客里有很多独立的文章，我在这里只简单地提到这些:
作为文件包括在校准的正式定义中，它是每个校准的重要组成部分。这自然也适用于卫生温度传感器的校准。通常，以校准证书。
使用的校准设备应具有有效的计量的可追溯性以相关标准为准，否则在传感器校准时不保证可追溯性。更多有关计量溯源的信息可在这里找到:
这校准的不确定性是每次校准中至关重要的部分。如果校准设备(以及使用的校准方法和过程)对传感器校准不够精确，那么校准就没有多大意义。我的意思是，用一个2%精确度的校准器来校准一个1%精确度的仪器有什么意义。
了解更多关于校准的不确定性在这里：
Beamex解决方案短期卫生传感器校准
这Beamex MC6-T是一个非常通用的便携式自动温度校准系统。它结合了温度干燥块与Beamex MC6多功能过程校验仪和通信技术。
Beamex MC6-T150温度校准器模型非常适合用于校准此类短卫生温度传感器。MC6-T150可配备定制插件，以匹配您的特定传感器。
的Beamexsirt - 155温度传感器是一种非常短且精确的温度传感器，带有细柔性电缆，与MC6-T150在这种应用中是完美的伴侣。
将MC6-T与Beamex校准软件结合使用，CMX或逻辑，使您能够数字化并简化整个校准过程。
图片:在下面的第一张图片中，我们可以看到Beamex MC6-T带有用于卫生传感器校准的专用插入件。第二幅图显示了短参考传感器(SIRT-155)是如何安装的。第三幅图显示正在安装待校准的卫生传感器。最后，第四幅图显示了所有的安装工作已经完成，我们将开始自动校准:
如果您想要了解更多信息，或者看到演示如何使用Beamex解决方案校准卫生温度传感器，请随时与我们联系。
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