ISO-Tower – Das neue Temperaturnormal

Die Firma ISOTECH hat eine neue Art von Temperaturnormal entwickelt. Die neuen ISOTOWER sind eine Kombination von Wärmerohr und ITS-90 Temperaturfixpunkt, untergebracht in einem handlichen Tischkalibrator.

• Messunsicherheit bis zu 0,7mK
• handlicher Tischkalibrator
• robust – keine Glasteile
• einfach zu transportieren
• einfach in der Handhabung
• Kalibrierbar als System

Bei dem ISOTOWER handelt es sich um einen Temperaturfixpunkt nach der ITS-90, der in ein handliches Tischgerät eingebaut ist. Das ist möglich geworden durch die Kombination eines Wärmerohres mit dem ITS-90 Fixpunktmaterial. Erfahren Sie auf dieser Seite mehr über das Funktionsprinzip des ISOTOWERs und über die technischen Daten.

Funktionsprinzip

Der ISOTOWER ist eine Neuentwicklung von ISOTECH und hat zu einem neuen Normal in der Temperatur geführt. Im Prinzip handelt es sich dabei um die Kombination eines Wärmerohres mit einem ITS-90 Temperaturfixpunkt.

Das neue Temperaturnormal

Der Ausgangspunkt für unsere neue Entwicklung ist das Problem der Wärmeableitung und des Temperaturgradienten. Um die besten Schmelz- oder Erstarrungsplateaus zu realisieren, sollten Fixpunkte nämlich in Geräten ohne Temperaturgradienten eingesetzt werden. Bedauerlicherweise ist keine Fixpunktzelle lang genug, um die Wärmeableitung des Thermometers zu eliminieren. Die verwendeten Geräte sind deswegen so konstruiert, dass durch Reflektoren und verschiedene Isolationsschichten die Wärmeableitung reduziert wird. Die daraus resultierenden Ergebnisse sind ein komplexer und teurer Kompromiss ohne wissenschaftliche Basis.

Siphonic-Zelle

Die erste Patentanmeldung der neuen ISOTOWER beschreibt eine Kombination zwischen einer metallgefassten Fixpunktzelle und einem Wärmerohr. Wenn das Wärmerohr aufgeheizt wird, wird eine ideale isothermale Umgebung für das Metall erzeugt, um den Aggregatzustand zu ändern. Das äußere Gehäuse der Zelle wurde zur inneren Wand des Wärmerohres. Dies hat funktionelle und monetäre Vorteile. Das daraus entstandene Gerät wird „Siphonic-Zelle“ genannt. Siphonic-Zellen können aus Indium, Zinn, Zink, Aluminium, Silber, Gold oder Kupfer hergestellt werden. Als Arbeitsmedien bei diesen Wärmerohren werden verwendet: Wasser für die unteren Temperaturen bis Zinn, für den Zinkfixpunkt bei 400°C werden die Arbeitsmedien Caesium oder Kalium verwendet und Aluminium wird mit Natrium bei 660°C in Betrieb genommen.

Immersion Compensator

Es existiert noch das Problem mit der Eintauchtiefe. Als Lösungsansatz für die Eintauchtiefen Kompensation wurde das zweite Patent entwickelt, der „Immersion Compensator“. Der Abstand von der Oberfläche zum Boden des Messkanals beträgt 180 mm und reicht für die meisten SPRT´s nicht aus. Die Prüflinge werden deswegen durch eine isothermale Zone über der Zelle geführt, die sich auf Phasenübergangstemperatur befindet. Diese Heizzone wird nun „Immersion Compensator“ genannt und befindet sich über der Siphonic-Zelle.

Werden diese beiden Patente zusammengeführt, entsteht ein handliches Tischgerät, eben der ITS-90 Isothermal Tower. In diesem befindet sich die Siphonic Zelle im unteren Bereich der einfachen Heizung und darüber angeordnet der Immersion Compensator.

Die Siphonic-Zelle ist wie ein „Dewar-Gefäß“ aufgebaut und hat keinen Wärmeverlust am Boden. Mit Verwendung des Immersion Compensators sind keine Wärmeverluste nach oben festzustellen. Extrem lange Plateaus mit extrem kleinen Reglereinstellungen(Offsets) sind erreichbar.

 

Technische Daten

Ein ISOTOWER kann mit Fixpunktmaterial von Indium bis Aluminium (156,5985°C bis 660,323°C) bestückt werden. Die zertifizierte Messunsicherheit liegt dabei zwischen ±0,7mK und ±2mK (K=2). Sehen Sie hier die detaillierten technischen Daten.

Modell	490	491	492	493
ITS-90Fixpunkt	Indium	Zinn	Zink	Aluminium
Temperatur	156,5985 °C	231,928 °C	419,527 °C	660,323 °C
Metall Reinheit	6N	6N	6N	6N
Plateaulänge	bis zu 30 Stunden
UKAS Messunsicherheit (Premium)*	±0,7mK	±0,8mK	±1mK	±2mK
UKAS Messunsicherheit (Standard)*	±2mK	±2mK	±2mK	±6mK
Aufheizzeit	2 Stunden
Durchmesser Messkanal	8mm
Eintauchtiefe	290mm
Materialtiefe	180mm
PCSchnittstelle	Schnittstellenkabel und Software im Lieferumfang
Leistung	900 Watt
Spannung	110 V oder 230V – 50/60Hz
Maße	430mm x 310mm x 300mm
Gewicht	ca. 10kg

* Die Messunsicherheiten beziehen sich auf das gesamte System (k=2).

Zertifizierte Messunsicherheit

Jeder ISOTOWER wird mit einem rückführbaren DIN-ISO Zertifikat ausgeliefert. Darüber hinaus kann jeder ISOTOWER UKAS-kalibriert werden.
Die Kalibrierungen können in zwei Klassen durchgeführt werden. Bei einer Standardkalibrierung beträgt die Messunsicherheit bis zu 2mk, bei einer Premiumkalibrierung beträgt die Messunsicherheit bis zu 0,7mK.

 

Vergleichbare Leistung

Das neue Temperaturnormal

Um die Leistungsfähigkeit der neuen ISOTOWERs einschätzen zu können, wurden sie mit großen Fixpunktzellen, wie sie beispielsweise in nationalen Kalibrierlaboratorien verwendet werden, verglichen. Die Ergebnisse dieses Ringvergleiches haben maßgeblich zu der Ermittlung der kleinsten angebbaren Messunsicherheiten für die ISOTOWER beigetragen. Eine Zusammenfassung dieser Untersuchung wurde in Form eines Papers und eines Vortrages auf der „Temperatur 2009“ in Berlin veröffentlicht. Nähere Informationen dazu wurden auf dem Temperaturblog unter: http://www.temperaturblog.de/category/iso-tower/ veröffentlicht.

Einen Untersuchungsbericht über die Reproduzierbarkeit von ISOTOWERn finden Sie hier: www.klasmeier.com/publikationen

Einfache Handhabung

Neben der hervorragenden Leistung und den kleinen Messunsicherheiten ist die einfache Handhabung eines der Hauptargumente, die für einen ISOTOWER sprechen. Durch die Tatsache, dass der ISOTOWER ein in sich geschlossenes System darstellt, werden übliche Fehler, die bei der Temperaturkalibrierung an Fixpunkten auftreten können, praktisch von vornherein ausgeschlossen.

Komplettes Zubehör

Die ISOTOWER lassen sich hervorragend mit den bestehenden Produkten von ISOTECH und Klasmeier kombinieren.

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