WGBT指数仪温度计校准方法分析

WGBT指数仪温度计校准方法分析
摘要：WBGT指数仪，主要对人们工作环境进行测量，通过分析测量结果，分析工人出现热中暑的概率，主要是对热作业人员以及热作业环境的热负荷进行评价，所以对于工人安全具有较大作用，需要保证检测仪器准确性。

对此，本文介绍了计量校准目的与计量标准运行原理，分析了不确定度，并对本试验方法进行检验，结果显示该方法具有良好可行性。

关键词：WGBT指数仪；校准方法；分析
前言：在社会快速发展过程中，人们开始关注自身工作环境，基于高辐射、高湿度、高温条件下会严重危害劳动者健康，同时存在前沿安全隐患，在各个行业中开始广泛应用WBGT指数仪，实际应用中对该仪器设备校准方法要求较为严格。

对此政府部门出台了JJF1407-2013文件，充分显示政府对于WBGT指数仪应用的重视程度[1]。

1计量校准目的与计量标准运行原理
WBGT指数仪通常用于高温车间检测与评价工作，其会对辐射热、空气温度、风速以及空气湿度进行综合分析，分析结果准确性会对在此种环境下的工人身体健康产生直接影响，所以需要经常对WBGT指数仪进行准确校准，进而保证检测结果准确性。

WBGT指数仪主要涵盖三个部分，即干球、黑球与湿球。

其中，黑球温度会受到空气湿度、辐射热、风速以及空气湿度影响[2]。

2试验方法
在JJF1407-2013文件中，借助恒温箱对标准温度计和被测仪器探头共同展开处理，同时测量标准选择二等铂电阻温度计。

若是温度未超出60℃，主要选择恒温性作为温场设备，文件中在恒温箱波动度和均匀度方面要求较为严格，一般需要购买特制恒温箱，测试成本较高。

对于120℃条件，主要选择恒温槽作为温
场设备，然而在工作实践中，JJF1407-2013文件黑球探头的间隙不够充分分等原因，难以借助恒温槽展开有效校准，
对此，可以在支架上固定WBGT指数仪传感器，并将传感器黑球与湿球纱布去除，放置到恒温箱中，由恒温箱操作孔将测量线缆取出，和主机进行连接。

对精密温度检测仪中温度探头和黑球、湿球以及干球的温度探头分别进行捆绑，同时对彼此之间关系进行标注。

为了充分降低恒温箱温度仅运行问题造成的影响，可以对捆绑探头进行导热铝箔包裹。

要想保证测试结果准确性，处理数据时，应该修正温度巡检仪示值，以此为标准。

积极检查温度巡检仪零位，对其稳定性进行有效考核。

若是温差超在0.10℃以上，需要重新调校温度巡检仪，若是连续2次零位漂移在0.10℃以上，需要对标准器进行更换[3]。

3不确定度的分析
3.1模型分析
（1）
其中，代表校准点示值误差，单位℃。

代表校准点温度示值均值，单位℃。

代表校准示值均值，单位℃。

3.2灵敏系数
3.3标准器中使用的不确定度
比如20℃条件，该方法中，选择精密温度湿度巡检仪作为标准器，完成调准之后，基于0—20℃条件，相应测试误差为±0.10℃，根据半区间的均匀分布条件，那么：
（2）
精密巡检仪分辨力是0.01℃，在显示过程中存在量化误差，单向量值仅能够达到50%的分辨力，若是量化误差是±0.005℃，并且均匀分布，那么：
（3）
所以在本次试验的标准器不确定度如下：
（4）
3.4被测温度计使用的不确定度
采用特性文稳定性突出的WBGT指数仪，基于20℃条件，在规定时间内连续进行10次测量，误差值如下：、、、、、、、、、。

根据贝塞尔公式进行标准差计算，以被测温度计重复性为切入点，所引入不确定如下：
（5）
若是WBGT指数仪分辨力是0.10℃，则量化误差就是±0.05℃，并且均匀分布，那么：
（6）
所以被测温度计中使用的不确定度如下：
（7）
3.5恒温箱使用的不确定度
基于0—20℃条件下，恒温箱温度的均温是0.4℃，选择北侧探头和巡检仪坍探头绑扎方法，促使其温差低于0.1℃。

根据等概率的均匀分布，那么：
（8）
其中，恒温箱的波动度是±0.1℃/min，估数过程中影响最大值是0.05℃，根据等概率的均匀分布[4]，那么：
（9）
则恒温箱不确定度如下：
（10）
3.6不确定度的合成
见下表。

表1 不同输出量不确定度情况
3.7不确定度的拓展
基于20℃条件，因子k取值2，，取k=2，。

根据JJF1407-2013文件附录要求进行计算，可以确定基于20℃有条件下，扩展不确定度U为0.3℃，k为2。

4结果验证
对本试验方法进行有效验证，借助不同常见提供的WBGT指数仪，对两种方法展开测试，见下表。

表1 两种方法试验结果分析
在上述方法中，因为WBGT指数仪黑球探头无法通过恒温槽展开测量，因此并未开展120℃试验。

通过上表能够发现，上述方法测量结果误差值均低于
（不确定度方和根），所以本实验采用的方法具有良好可行性。

结语：本试验所采用的方法主要具有以下特点：第一，测量拓展不确定度和JJF1407-2013文件中相关要求较为接近，可以充分提高校准精度。

第二，标准器未选择标准铂电阻温度计，能够防止标铂损耗问题。

同时借助对试验方法和标铂方法进行对比发现，两者测量结果误差值均低于所以本实验采用的方法具有良好可行性。

参考文献：
[1]蒋文学. 催化燃烧甲烷测定器计量标准技术报告[J]. 中国金属通报, 2018(08):155-156.
[2]林维潘、李怀民、倪军、蒋小平、朱艳. 基于便携式三波段作物生长监测仪的水稻长势监测[J]. 农业工程学报, 2020, 396(20):211-216.
[3]李卫领, 田桂姣, 庞承焕,等. 用熔融指数仪测量聚丙烯和聚乙烯的流变特性[J]. 中国检验检测, 2018, 26(02):27-29.
[4]武进福. 电热恒温水浴锅校准装置计量新建标技术分析[J]. 探索科学, 2019(07):240-240.。