計量標準技術(shù)報告塵埃粒子計數(shù)器講解

1、計量標準技術(shù)報告計量標準名稱計量標準負責人建標單位名稱（公章）填寫日期塵埃粒子計數(shù)器校準裝置李亮遠綿陽市計量測試所2014 年 9 月一、建立計量標準的目的 - 1 -二、計量標準的工作原理及其組成 - 1 -三、計量標準器及主要配套設(shè)備 - 2 -四、計量標準的主要技術(shù)指標 - 3 -五、環(huán)境條件 - 3 -六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖 - 4 -七、計量標準的重復性試驗 - 5 -八、計量標準的穩(wěn)定性考核 - 6 -九、檢定或校準結(jié)果的測量不確定度評定 - 7 -十、檢定或校準結(jié)果的驗證 - 11 -十一、結(jié)論 - 12 -十二、附加說明 - 12 -、建立計量標準的目的為了進行量值傳

2、遞和溯源，保證國家計量單位制的統(tǒng)一和量值傳遞的一致性、準確性，為國民經(jīng) 濟和社會發(fā)展以及計量監(jiān)督管理提供準確的檢定、校準數(shù)據(jù)或結(jié)果，制定出具有法律效應的標準、規(guī) 范。、計量標準的工作原理及其組成塵埃粒子計數(shù)器主要有氣路系統(tǒng)，光學系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。其工作原理是：空氣中 的粒子對入射光有散射作用，散射光的強度與粒徑有關(guān)。將含有塵埃顆粒的空氣從塵埃粒子計數(shù)器的 采樣口吸入，通過光敏感區(qū)時，塵埃粒子收光照射，散射出與粒子大小成一定比例關(guān)系的脈沖信號， 該信號被光敏件接受并轉(zhuǎn)換成相應的電脈沖信號再被放大，通過對一個檢測周期內(nèi)電脈沖的計數(shù)，便 可得知單位體積采樣空氣中的塵埃粒子數(shù)，即粒子濃度。

3、塵埃粒子計數(shù)器是測量潔凈環(huán)境中單位體積 空氣內(nèi)所含塵埃粒子數(shù)（即潔凈度）的測試儀器。本計量標準標準器組成：標準塵埃粒子、標準塵埃 粒子計數(shù)器、塵埃粒子發(fā)生裝置、空氣流量測試儀。三、計量標準器及主要配套設(shè)備名稱型號測量范圍不確定度或準 確度等級或最 大允許誤差制造廠及出 廠編號檢定或 校準機構(gòu)檢定周 期或復 校間隔計聚苯乙烯 標準粒子/0.4 mU=4.1nm（ k =2）/上海市計量 測試技術(shù)研 究院一年量標聚苯乙烯 標準粒子/0.5 mU=4.9nm（ k =2）/上海市計量 測試技術(shù)研 究院一年準器聚苯乙烯 標準粒子/0.6 mU=6.3nm（ k =2）/上海市計量 測試技術(shù)研 究院一年

4、標準粒子 發(fā)生器HY-AG-4A（0.110） m/蘇州市華宇凈 化設(shè)備有限公 司/主要配電子秒表DM-010（09999）s 0.01s上海秒表廠綿陽市計量 測試所一年轉(zhuǎn)子流量 計LZB-44L/min1.5 級常州市豐流量儀表有限公司蘇州市計量測試研究所一年轉(zhuǎn)子流量 計LZB-1040L/min1.5 級常州市豐流量儀表有限公司蘇州市計量測試研究所一年套容量瓶/100mlA級YUBEI綿陽市計量 測試所一年設(shè)微量進樣器W-410L0.02 L上海安亭微量 進樣器廠綿陽市計量 測試所一年備絕緣電阻 表HT26701000V10 級武漢市華天電 力自動化有限 責任公司 112336綿陽市計量

5、測試所一年耐電壓測 試儀JNS-8910（04）kV5級德陽市電子儀器廠 91-26綿陽市計量 測試所一年四、計量標準的主要技術(shù)指標塵埃粒子計數(shù)器校準裝置：測量范圍：（0.110）m不確定度： 0.4 m：U=4.1nm（k=2）；0.5 m：U=4.9nm（ k=2） ； 0.6 m：U=6.3nm（k=2）五、環(huán)境條件序號項目要求實際情況結(jié)論1溫度（205）符合規(guī)程要求合格2濕度75%RH符合規(guī)程要求合格3實驗室潔凈度 10000 級的凈 化室或凈化區(qū)符合規(guī)程要求合格六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖上級 計 量 標 準溯源單位 ：上海市計量測試技術(shù)研究院 計量標準名稱及測量范圍： 掃描電子

6、顯微鏡： （20100000）倍/ 2% 2160線/mm方格光柵： 20000倍以下/1.1%直接測量本 所 計 量 標 準單位名稱 ：綿陽市計量測試所 計量標準名稱： 聚苯乙烯標準粒子 測量范圍： 0.4 m、0.5m、0.6 m 測量不確定度（或最大允許誤差或準確度等級） ： 0.4 m：U=4.1nm（k=2）；0.5 m：U=4.9nm（k=2）；0.6 m：U=6.3nm （k=2）直接測量工 作 計 量 器 具計量器具名稱： 塵埃粒子計數(shù)器 測量范圍： （0.1 10） m 測量不確定度（或最大允許誤差或準確度等級） ： 粒子濃度重復性 10%FS 粒徑分布誤差 30%FS 粒子

7、濃度示值誤差 30%FS七、計量標準的重復性試驗方法：由于該檢定裝置是以有效期內(nèi) 聚苯乙烯標準粒子 作為主標準器，具有國家標準物質(zhì)證書。研制 單位在研制過程中，已經(jīng)對其均勻性和穩(wěn)定性作過考核，并且，該標物開封后為一次性使用。因此， 可不再做重復性試驗。八、計量標準的穩(wěn)定性考核方法 ：由于該檢定裝置是以有效期內(nèi) 聚苯乙烯標準粒子 作為主標準器，具有國家標準物質(zhì)證書。研制 單位在研制過程中，已經(jīng)對其均勻性和穩(wěn)定性作過考核，并且，該標物開封后為一次性使用。因此， 可不再做穩(wěn)定性試驗。九、檢定或校準結(jié)果的測量不確定度評定一、概述依據(jù) JJF1190-2008 塵埃粒子計數(shù)器校準規(guī)范 ，對塵埃粒子計數(shù)器

8、進行測量。主要測量塵埃 粒子計數(shù)器的粒子濃度示值誤差和粒徑分布誤差，所以這里對塵埃粒子計數(shù)器的粒子濃度示值誤差 和粒徑分布誤差的測量不確定度進行評定。二、各不確定度分量的評定( 一 ) 粒子濃度示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定1、數(shù)學模型c csrcs 100%cN式是： c 被校準儀器粒子濃度示值的算術(shù)平均值；cs 精密粒子計數(shù)器測得的粒子濃度平均值，為約定真值；cN 引用值，此處即為氣溶膠所在潔凈度等級的最高粒子濃度值。2、輸入量的標準不確定度評定21輸入量 c的標準不確定度 u( c)通過連續(xù)測量得到測量列，采用 A 類方法進行評定。校準規(guī)范對塵埃粒子計數(shù)器測量重復性要求不大于 10%FS

9、，可得到標準不確定度：u(c)10%FS103.2%FS22 輸入量 cs，的標準不確定度 u(cs)評定 由精密塵埃粒子計數(shù)器測量粒子確定氣溶膠粒子濃度時引入的不確定度，由精密塵埃粒子計數(shù) 器的比對報告給出 u( cs)= U/ k。以 9 臺塵埃粒子計數(shù)器參加比對，則輸入量cs的標準不確定度 u(cs)為:u(cs) 10%FS /1.65 6.1%FS3、合成標準不確定度 uc 的評定3.1 靈敏系數(shù)數(shù)學模型靈敏系數(shù)rc c cs 100%c1rc1rc1c2cscNuc(rc) 與各輸入量的標準不確定度3.2 標準不確定度匯總表表 1 粒子濃度示值誤差標準不確定度匯總結(jié)果標準不確定度

10、分量不確定度來源標準不確定度 /%cici ui /%viu( c)被校塵埃粒子計數(shù)器的 測量重復性3.2%FS1/ cN3.2%50u(cs)精密塵埃粒子計數(shù)器測 量粒子確定氣溶膠粒子 濃度時引入的不確定度6.1%FS-1/ cN6.1%503. 3 合成標準不確定度的計算由于以上全部輸入量彼此不相關(guān)，因此合成的標準不確定度 滿足下式：uc (rc)c1 u(c)c2 u(cs) 2 6.9%34合成標準不確定度的有效自由度veff 為:50uc4 (rc )c1 u(c)c2 u(cs) 4v(c)v(cs)4、擴展不確定度的評定取 k=2，則擴展不確定度為U kuc (rc) 14%(

11、二 ) 、粒徑分布誤差測量結(jié)果的不確定度評定1、數(shù)學模型h h h理論值使用 0.6 m粒子測量時 h 理論值 =100%，使用 0.4 m粒子測量時 h 理論值 =0%。2、h 值的不確定度評定不確定度的主要來源是：測量重復性和單分散標準粒子的相對標準偏差引起的標準不確定度因為塵埃粒子計數(shù)器最常用的是0.5 m粒徑檔，所以此處只對 0.5 m粒徑檔的分布誤差進行評定。21 測量重復性引起的標準不確定度u1測量重復性引起的標準不確定度u1，是通過連續(xù)測量列進行評定的，屬于A 類不確定度。用一臺被檢塵埃粒子計數(shù)器， 對單分散粒子氣溶膠進行側(cè)量， 用 0.6 m粒子和 0.4 m粒子各 測量 10

12、次，測得 h測量列為 25%, 23%, 22%, 23, 22%, 22%, 26%, 25%, 23%, 21%和 8%. 7%, 6%, 996, 5%, 7%,6%, 7%, 10%, 8%, 得到測量列的單次實驗標準差為 s0.6 =1.62%, s0.4=1.49%，取其中最大的作 為本次測量的單次實驗標準差，所以s=1.62%再任意選取 2臺塵埃粒子計數(shù)器， 在同樣的條件下用同樣的方法連續(xù)測量 10 次，所以一共得到 3 組單次實驗標準差，分別為 1.62%, 1.42%, 1.49%合并樣本標準差 sp 為sp1s2j 1.51%mj1因為實際測量是以 3 次測量值為測量結(jié)果，

13、所以可得到：1.51%0.87%22 單分散標準粒子的相對標準偏差引起的標準不確定度u2單分散標準粒子粒徑分布的相對標準偏差5%，所以單分散標準粒子的相對標準偏差引起的標準不確定度 u2 為u25.0%15.0%u2屬于 B 類不確定度。3、合成不確定度的評定3.1 標準不確定度匯總表表 2 粒徑分布誤差標準不確定度匯總結(jié)果標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度 /%cici ui /%viu1被測量重復性087%1087%50標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度 /%cici ui /%viu2單分散標準粒子150%503. 2 合成標準不確定度的計算由于以上全部輸入量彼此不相關(guān)，因此

14、合成的標準不確定度u( 從) 與各輸入量的標準不確定度滿足下式：uc ( h)u12 u220.872 5.02 5.1%33合成標準不確定度的有效自由度veff 為:veff v(h) 504、擴展不確定度的評定取 k=2，則擴展不確定度為 :U k uc ( h) 10.2%三、結(jié)語 塵埃粒子計數(shù)器測量過程中，每項測量項目的測量結(jié)果獨立給出，因此，進行測量結(jié)果不確定 度來源分析及其評定時要針對每項進行。其中儀器型號不同、所使用計量器具不同，其評定結(jié)果也 不同，應根據(jù)實際情況進行分析評定。- 10 -十、檢定或校準結(jié)果的驗證方法：選取正常工作的塵埃粒子計數(shù)器，型號； CLJ-3106L ，生產(chǎn)廠蘇州市華宇凈化設(shè)備有限公司， 出廠編號 135164，對其進行檢定，其檢定結(jié)果與上級法定計量機構(gòu)檢定結(jié)果進行比較如下（以示 值誤差為例） ：檢定項目本裝置結(jié)果 ylab上級法定計量機構(gòu) yref粒子濃度示值誤差100%FS10 2%FSylab yref1 U lab 即 ylabyref U