HygroGen2は様々な校正用標準器を使用することができます。これには、内部制御センサー、他の相対湿度プローブ、鏡面冷却式露点計、白金測温抵抗体(PRT)などが含まれます。
トレーサブルな校正を維持するために、標準器自体が国家標準にトレーサブルな認定試験所によって校正されなければなりません。
詳細については、英国国立物理学研究所が発行した「測定の不確かさに関する手引き(GUM)」(又は同等の国家規格文書)及びISO/IEC 17025:2005「試験所及び校正機関の能力に関する一般要求事項」を参照してください。
本書では、異なる校正基準を使用した場合の HygroGen2 の不確かさバジェットの例を示しています。これらはガイダンスに過ぎず、Rotronic社はその使用に関して一切の責任を負いません。
9.1.1. 内部湿度プローブ・リファレンス #
HygroGen2の表示値(制御プローブから得られた値)を基準として使用することができます。
メリット
- 補助器具が必要ない。
- 最も速い応答 – 制御は基準値に基づいて行われる。
- 校正中の安定性 – リファレンスは常に制御値を最適化する。
- 標準(制御)センサーは、別の校正済みプローブと簡単に交換可能。
- HC2-Sプローブには、校正基準値と一致するように調整する機能があるため、日常的な使用においてHygroGen2の表示値を補正する必要がない。
デメリット
- 湿度プローブは時間の経過とともにドリフトする可能性があるため、常に最高の測定能力を達成し、全体の不確かさ計算に含まれるドリフト成分を大きくするためには、定期的な校正を実施が必要。
- ヒステリシスや温度係数のようなプローブの特性は、全体的な不確かさバジェットの中に含める必要がある
- 相対湿度プローブは鏡面冷却式露点計より精度が悪い。
内部センサーをリファレンスとして使用するのが最も便利な方法です。しかし、校正の品質を確保するためにプローブ性能を定期的に確認する必要があります。トレーサブルなリファレンスに対する中間校正は、校正の質を保証するために必要です。また、定期的に校正を実施し、その結果を校正履歴に記録すべきです。
認定試験所による制御センサーの年次再校正は、最低限の校正体制であるべきである。年次校正結果と組み合わせて中間校正を行うことで、不確かさバジェットの主要なドリフト成分を定義し、文書化することができます。
9.1.2. 外部相対湿度プローブ・リファレンス #
HygroGen2の槽内に設置された相対湿度計も基準として使用できます。これは、品質システムが長い歴史を持つ特定の相対湿度計を採用している場合に有効ですが、外部相対湿度センサーを調整して制御プローブとして使用することは望ましくありません。
外部相対湿度センサーを基準として使用する場合にも、相対湿度制御センサーを使用する場合と同じ欠点が適用されます:すなわち、精度、ドリフトの影響を受けやすさ、ヒステリシス、定期的な校正の必要性などです。
9.1.3. 鏡面冷却式露点計・リファレンス #
校正の不確かさを低減するために、鏡面冷却式露点計を基準器として利用できます。鏡面冷却式露点計は、一般的に二次湿度標準器として認められています。機器は、認定された(ISO 17025)校正証明書とともに維持する必要があります。鏡面冷却式露点計は、内部相対湿度センサーを基準として使用する現場校正の前後に、機器の校正を検証するために使用することができます。
鏡面冷却式露点計は、露点を測定し、露または霜が鏡面上に形成される温度を測定します。相対湿度は、この値と対応する温度測定値から演算することができます。
すなわち、PRT温度プローブ(例えばMichell S8000 Remote)を内蔵し、HygroGen2のドアから挿入できる一体型プローブと、HygroGen2外部サンプルループを使用する外部サンプリングヘッドの2種類を推奨します。
メリット
- 最高の測定能力。
- 計器が大きくドリフトすることがない。
- 幅広い湿度条件で動作。
デメリット
- 最高の性能を維持するために定期的な鏡面清掃が必要。
- 測定ヘッドは、鏡面を冷却する際に熱が発生します。HygroGen2に取り付けた鏡面冷却式露点センサーは、温度勾配をもたらす可能性がある。
- 周囲条件より高い露点で使用する場合、結露を避けるためにサンプルラインを加熱する必要がある
- 鏡面冷却式露点計は、相対湿度計より校正に費用が高額になる場合がある
- 安定時間が長い。
鏡面冷却式露点計は、最高の校正の不確かさを得ることができますが最大限の結果を得るためには、それなりのレベルのユーザー専門知識が必要です。常にチルド・ミラー・メーカーのベストプラクティス推奨事項に従い、装置がHygroGen2の動作仕様に適合していることを確認してください。
実践ガイダンス – 鏡面冷却式露点計の参考文献
測定条件にもよりますが鏡面冷却式露点計の場合、安定するまでに長い時間を必要とし、最大90分かかかることもあります。
注意点
鏡面冷却式露点計の種類によっては、設定値でオーバーシュートまたはアンダーシュートする傾向があり、安定するまでに時間がかかる場合があります。氷点下では、FAST機能を持たない鏡面冷却式露点計の指示値はあいまいです。
測定条件により露点が実験室の条件より高くなる場合は、結露を避けるためにセンサーヘッドを含む外部サンプルループ全体を加熱してください。
チルドミラープローブ
直径 30 mm までの鏡面冷却式露点センサーは、標準の HygroGen2/XL ドアから直接挿入することができます。プローブ直径によっては、特別なアダプターまたは特注のドアが必要になる場合がありますので、販売店にお問い合わせください。
HygroGen2/XLチャンバー内に設置された鏡面冷却式露点センサーは、周囲温度より高い露点範囲に適しています。
図49:スルードア・チルド・ミラーヘッド
チャンバー内の空気が鏡面上を流れるように、配置されていることを確認します。
外部サンプルループ動作
外部サンプリングヘッドを持つ鏡面冷却式露点計とHygroGen2を組み合わせて使用する場合は、リアパネルにある加熱サンプルループポートを介して接続します。HygroGen2のサンプルポートと内部配管は、結露の形成を避けるためチャンバー温度より5℃高い温度で自動的に制御されます。
設定されたチャンバー条件により露点温度が周囲条件より高くなる場合は、鏡面冷却式露点計への接続ラインも加熱する必要があります。鏡面冷却式露点計の動作能力が必要な範囲内であることを確認してください。露点温度が周囲温度以下の湿度の場合、サンプルラインの加熱は必要ありません。
サンプルループの Swagelok 継手に取り付けられているブランキン グキャップを取り外し、鏡面冷却式露点計とサンプルチューブを接続します。外径 6 mm の FEP またはステンレスチューブを使用して、サンプルループのアウトポートとリターンポートを鏡面冷却式露点計に接続してください。鏡面装置にポンプ、流量計、レギュレーターが内蔵されていない場合は、冷やした鏡面装置に必要なサンプル流量(通常0.5 l/min)を確認するために、サンプルループ(露点センサーの後)にこれらを取り付けることをお勧めします。
注意
Swagelokコネクターを脱着する際、コネクター本体にスパナを使用せず、ナットやキャップにトルクをかけないでください。手締めした後、スパナで1/4回転させてください。
サンプルループを使用しない場合は、ブランキング・ キャップを交換してください。
図50:HygroGen2/チルドミラーと加熱サンプルパイプ
鏡面冷却式露点計を相対湿度計と併用する場合は、温度プローブをチャンバー内に設置します。挿入深度やステム伝導の影響によって測定誤差が生じないように注意するしてください。
鏡面冷却式露点計の仕様に従って、サンプルループの流量を設定してください。流量を少なくすると安定性基準は向上しますが、測定応答時間に影響する場合があります。