Isotech 18205 Nitrogen Boiling Point Apparatus

De Isotech 18205 Nitrogen Boiling Point Apparatus is ontworpen om op een eenvoudige, betrouwbare en reproduceerbare manier het liquid–vapour equilibrium van vloeibare stikstof of argon te realiseren. Dit equilibrium vormt een uiterst stabiel referentiepunt rond –195.798 °C (liquid nitrogen) of –185.8468 °C (liquid argon), en wordt wereldwijd gebruikt voor het kalibreren van thermometers volgens de International Temperature Scale of 1990 (ITS‑90). Het systeem is volledig zelfvoorzienend, werkt zonder elektrische voeding en wordt gekoeld door vloeibare stikstof of argon die door de gebruiker wordt aangeleverd. Omdat vloeibare stikstof goedkoper en makkelijker verkrijgbaar is, wordt deze in de praktijk het meest gebruikt.

Een praktisch alternatief voor het Argon Triple Point

Hoewel ITS‑90 het Argon Triple Point (–189.3442 °C) definieert als het laagste vaste punt voor lange‑stam SPRTs, is het realiseren van dit punt complex, tijdrovend en kostbaar. Daarom kiezen de meeste laboratoria ervoor om thermometers in dit temperatuurbereik te kalibreren door vergelijking met een reeds gekalibreerde referentie‑thermometer in een stikstofbad.

Zelfs nationale instituten passen deze methode toe voor routinekalibraties. Het National Physical Laboratory (NPL) verwoordt dit treffend:
“Most thermometers submitted for calibration will be measured by comparison with NPL standards in a bath of liquid nitrogen (about –196 °C).”

De Isotech 18205 is precies voor dit doel ontwikkeld: een stabiel, eenvoudig te gebruiken en uiterst nauwkeurig comparison system voor lage temperaturen.

Ontwerp en werking

Het apparaat bestaat uit een hoogwaardige stainless steel dewar met een intern equalizing block waarin drie thermometers kunnen worden geplaatst. De constructie zorgt ervoor dat de thermometers zich in een uniforme temperatuurzone bevinden, waarbij de temperatuurverdeling in het koperen blok minder dan 2 mK bedraagt. Aan de bovenzijde bevinden zich aansluitingen voor het vullen en controleren van het vloeistofniveau, een pressure safety blow‑off, en een optioneel helium gas manifold waarmee thermometers thermisch aan het blok kunnen worden gekoppeld voor nog betere stabiliteit. Zolang het verdampte gas wordt aangevuld, blijft het liquid–vapour equilibrium onbeperkt stabiel, waardoor langdurige metingen mogelijk zijn zonder temperatuurdrift.

Nauwkeurigheid en prestaties

Dankzij de zeer vergelijkbare dR/dT‑hellingen van SPRTs in dit temperatuurbereik kunnen kalibratie‑onzekerheden van ±0.002 K worden bereikt — een fractie van de kosten van een absolute triple‑point‑realisatie.

De uiteindelijke onzekerheid wordt bepaald door:

• > de uniformiteit van het equalizing block (typisch < 2 mK),
• > de onzekerheid van de referentie‑thermometer,
• > en eventuele verschillen tussen de sensoren onderling.

Toepassingen

De 18205 is ideaal voor:

• > Kalibratie van SPRTs en industriële PRTs rond –196 °C,
• > Vergelijking met een referentie‑thermometer,
• > Laboratoria die lage‑temperatuurkalibraties willen uitvoeren zonder de complexiteit van een Argon Triple Point‑systeem,
• > Nationale instituten voor routine‑kalibraties.

Praktische kenmerken

Het systeem is bench‑mounted, compact en eenvoudig te hanteren. Omdat er geen elektrische voeding nodig is, is het apparaat volledig stil, trillingsvrij en intrinsiek stabiel. De gebruiker hoeft enkel vloeibare stikstof of argon aan te vullen om het equilibrium te handhaven. De Isotech 18205 Nitrogen Boiling Point Apparatus biedt een uiterst stabiele, kostenefficiënte en praktische oplossing voor lage‑temperatuurkalibraties volgens ITS‑90. Het apparaat combineert eenvoud met hoge nauwkeurigheid en vormt daarmee een ideale keuze voor laboratoria die betrouwbare vergelijkingskalibraties rond –196 °C willen uitvoeren.