差壓式氣密檢漏儀

JJF1986—20221差壓式氣密檢漏儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測試壓力不超過700kPa、氣體泄漏率為(0~100)mL/min或1min內(nèi)的壓力下降為(0~2500)Pa的差壓式氣密檢漏儀的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG875—2019數(shù)字壓力計GB/T25752—2010差壓式氣密檢漏儀凡是注明日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1術(shù)語3.1.1差壓式氣密檢漏儀differentialpressureairleakagetester以差壓傳感器為感壓元件檢測被測物和基準物之間壓力差來確定被測物是否存在泄漏和泄漏率大小的儀器或裝置。[來源:GB/T25752—2010,3.1]3.1.2基準物master與被測物的形狀、材質(zhì)及容積相同且其泄漏率和被測物相比可以忽略的參照物體。[來源:GB/T25752—2010,3.2]3.1.3泄漏率leakagerate在一定的壓力下,單位時間被測物內(nèi)腔的物質(zhì)通過被測物腔體泄漏到外部的量。3.2計量單位壓力計量單位為Pa,泄漏率計量單位為mL/min。4概述差壓式氣密檢漏儀(以下簡稱檢漏儀)是基于壓力敏感元件檢測被測物和基準物之間壓力差來確定被測物泄漏率的儀器或裝置。檢漏儀工作過程主要包含充氣、平衡、檢測、排氣等幾個階段,每個階段的工作時間可以根據(jù)實際情況設(shè)置。檢漏儀工作用介質(zhì)主要包括空氣、氮氣等氣體。在充氣階段,檢漏儀向基準物和被測件兩端同時充入相同壓力的氣體,在平衡和檢測階段,檢漏儀關(guān)閉加壓閥,基準端和被測端隔斷。如果被測件有泄漏,加在基準物和被測件之間的差壓傳感器能檢測到基準物與被測件之間的壓差,最終顯示差壓信號或通過一定的數(shù)學(xué)模型計算出泄漏率,并進行顯示。檢漏儀的工作原理如圖1所示。2基準物基準物器差壓傳感器被測件壓力5計量特性5.1測試壓力示值誤差在測量范圍內(nèi)，測試壓力示值誤差不超過±1.6%FS。5.2差壓示值誤差在測量范圍內(nèi)，差壓示值誤差不超過±1.0%FS。5.3泄漏率誤差在測量范圍內(nèi)，泄漏率誤差不超過±10%。5.4泄漏率重復(fù)性泄漏率重復(fù)性不大于10%。6校準條件6.1環(huán)境條件6.1.1溫度：(20±5)℃。6.1.2相對濕度：不大于80%。6.1.3校準設(shè)備周圍應(yīng)無熱源、強電磁場和放射性源等外界干擾，周圍不應(yīng)有明顯的6.2測量標準及其他設(shè)備通常使用數(shù)字壓力計和標準漏孔等裝置作為校準檢漏儀的測量標準。數(shù)字壓力計作為標準器時，準確度等級應(yīng)不低于0.05級，且年穩(wěn)定性必須合格。見表1。3序號備注1測量范圍：與被校測試壓力范圍相對應(yīng)；準確度等級：0.05級，年穩(wěn)定性合格的用于測試壓力示值誤差的也可使用滿足要求的其他測2用于差壓測量的測量范圍：與被校差壓壓力范圍相對應(yīng)；準確度等級：0.05級，年穩(wěn)定性合格的誤差的校準3測量范圍：與被校泄漏率范圍相對應(yīng)；不確定度不大于5%(k=2)用于泄漏率誤差的校準4用于泄漏率誤差的校準7校準項目和校準方法7.1校準前檢查7.1.1外觀檢漏儀應(yīng)標有產(chǎn)品名稱、型號、測試壓力范圍、工作電壓、制造廠名或商標、出廠編號、制造年月等標識，并清晰可辨。檢漏儀應(yīng)有氣源進氣端、氣源壓力范圍、基準端、檢測端等明確標識。檢漏儀的顯示裝置應(yīng)無影響讀數(shù)的劃痕，顯示數(shù)字應(yīng)清晰鮮明、無重疊，儀表顯示亮度均勻，不應(yīng)有缺筆畫等現(xiàn)象。7.1.2功能檢查開機后，檢漏儀的自檢功能、加壓保持動作、減壓閥的調(diào)節(jié)性能、報警功能應(yīng)保持良好。檢漏儀上的開關(guān)、旋鈕、功能鍵及連接件、接插件不應(yīng)有松動現(xiàn)象，應(yīng)能正常7.2校準方法7.2.1測試壓力示值誤差標準數(shù)字壓力計氣密性檢漏儀減壓閥按圖2將壓力標準器接在被測件閥輸出端，并將基準物閥關(guān)閉，按產(chǎn)品說明書的要求進行通電預(yù)熱。以儀器測試壓力量程的10%、50%、90%作為測試壓力的三個校準點，調(diào)節(jié)檢漏儀測試壓力使壓力標準器示值達到各壓力校準點，依次在三個校準點上進行測試。各試驗點誤差按式(1)計算。4p;——第i個校準點測試壓力示值，kPa;7.2.2差壓示值誤差HL影性檢漏儀按圖3將差壓標準器的高壓端與檢漏儀的基準物端相連，低壓端與檢漏儀的被測物端相連，操作檢漏儀將兩個平衡閥關(guān)閉，按照差壓傳感器量程平均選取5個校準點，分別調(diào)整差壓到每個校準點。各校準點差壓誤差按式(2)計算。δ△pi=△p;—△p?;——第i個校準點差壓示值誤差，Pa;△p;——第i個校準點差壓示值，Pa;7.2.3泄漏率誤差氣密性檢漏儀按圖4連接標準漏孔或流量計，根據(jù)被校檢漏儀說明書，設(shè)定檢漏儀測試容積(基準物容積+檢漏儀內(nèi)部容積),設(shè)定檢漏儀測量單位為標準漏孔相同泄漏率單位，然后設(shè)定或調(diào)節(jié)到測試壓力，啟動檢漏儀測試，記錄檢漏儀對應(yīng)各個標準漏孔的泄漏率JJF1986—20225整個校準過程應(yīng)在檢漏儀泄漏率量程范圍內(nèi)均勻選取三個泄漏率測量點。每個泄漏率測量點在重復(fù)性條件下測試三次,可得到q1、q2和q3三個泄漏率值,取三個泄漏率的平均值作為該測量點的泄漏率q。該測量點的泄漏率誤差δ按式(3)計算。δ=×100%(3)式中:δ—檢漏儀泄漏率誤差;q—檢漏儀三次泄漏率示值的平均值;qs—標準泄漏率值。7.2.4泄漏率重復(fù)性根據(jù)7.2.3在重復(fù)性條件下測得的泄漏率q1、q2和q3,由極差法(極差系數(shù)為1.69)按式(4)計算泄漏率重復(fù)性φ。φ=式中:φ—檢漏儀泄漏率重復(fù)性;qmax-q1.69×qs(4)qmax—q1、q2、q3三者中的最大值;qmin—q1、q2、q3三者中的最小值;qs—標準泄漏率值。8校準結(jié)果經(jīng)校準的差壓式氣密檢漏儀應(yīng)出具校準證書,校準證書內(nèi)頁見附錄B。9復(fù)校時間間隔由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。建議復(fù)校時間間隔為1年。JJF1986—20226附錄A差壓式氣密性檢漏儀校準原始記錄委托單位:溫度:℃相對濕度:%生產(chǎn)單位:儀器型號:儀器編號:校準所用儀器設(shè)備:校準依據(jù):校準地點:校準記錄編號:校準證書編號:1.測試壓力示值最大誤差:標準器示值/kPa檢漏儀示值/kPa示值誤差kPa測量不確定度(k=2)2.差壓示值最大誤差:標準器示值/kPa檢漏儀示值/kPa示值誤差kPa測量不確定度(k=2)3.泄漏率誤差和泄漏率重復(fù)性標準值mL/min檢漏儀示值/(mL/min)泄漏率誤差%測量不確定度(k=2)重復(fù)性123平均值校準人員:核驗人員:校準日期:7附錄B校準證書內(nèi)頁格式1.測試壓力示值誤差標準器示值/kPa檢漏儀示值/kPa測量不確定度U(k=2)示值誤差:2.差壓示值誤差標準值/Pa檢漏儀示值/Pa測量不確定度U(k=2)示值誤差:3.泄漏率誤差標準值/(mL/min)檢漏儀示值/(mL/min)相對測量不確定度Urel(k=2)泄漏率誤差:4.泄漏率重復(fù)性(以下空白)JJF1986—20228附錄C檢漏儀測試壓力示值誤差的不確定度評定示例C.1測量模型檢漏儀在第i個校準點的測試壓力示值誤差按式(C.1)計算:δpi=pi-psi(C.1)式中:δpi—第i個校準點測試壓力示值誤差,kPa;pi—第i個校準點檢漏儀測試壓力示值,kPa;psi—第i個校準點壓力標準器示值,kPa。各影響量的靈敏系數(shù)計算如下:c(pi)==1c(psi)==-1C.2標準不確定度的評定檢漏儀在第i個校準點的測試壓力示值誤差δpi的標準不確定度主要來源于該點測試壓力示值的標準不確定度和壓力標準器示值的標準不確定度,各不確定度不相關(guān),則uc(δpi)按式(C.2)計算:uc(δpi)==(C.2)式中:uc(δpi)—第i個校準點測試壓力示值誤差的標準不確定度;u(pi)—第i個校準點測試壓力示值的標準不確定度;u(psi)—第i個校準點壓力標準器示值的標準不確定度。C.2.1u(pi)檢漏儀測試壓力示值的標準不確定度u(pi)主要來源于兩方面:一是被校檢漏儀測試壓力的測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1(pi),二是被校檢漏儀測試壓力的分辨力引入的標準不確定度u2(pi)。C.2.1.1被校檢漏儀測試壓力的測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1(pi)的評定重復(fù)性可以通過連續(xù)測量得到測量列,采用A類方法進行評定,對一臺差壓式氣密性檢漏儀,在重復(fù)性條件下連續(xù)測量3個循環(huán),獲取數(shù)據(jù)見表C.1。各校準點示值平均值的標準不確定度由式(C.3)計算,結(jié)果見表C.2:u1(pi)=i,ji(p-pi,jij=1n(n-1)(C.3)JJF1986—20229式中:pi,j—第i個校準點的測試壓力的第j個示值;pi—第i個校準點測試壓力的示值平均值;n—測量次數(shù),6。表C.1重復(fù)性測量數(shù)據(jù)標準值kPa正行程kPa反行程kPa正行程kPa反行程kPa正行程kPa反行程kPa2020.320.320.420.320.320.4100100.5100.4100.5100.4100.5100.5200200.5200.5200.6200.6200.5200.6表C.2各點標準不確定度標準值/kPa示值平均值/kPa標準不確定度u1(pi)/kPa2020.330.021100100.470.021200200.550.022C.2.1.2被校檢漏儀測試壓力的分辨力引入的標準不確定度u2(pi)的評定被校檢漏儀測試壓力的分辨力R為0.1kPa,由其所引入的標準不確定度u2(pi)采用B類評定方法評定,假設(shè)可能值在區(qū)間內(nèi)為均勻分布,區(qū)間半寬為a=R/2,查表得k=,則由分辨力引入的標準不確定度為u2(pi)=a≈0.029kPaC.2.2第i個校準點壓力標準器示值的標準不確定度u(psi)輸入量psi的標準不確定度來源于標準數(shù)字壓力計的誤差,按B類不確定度評定。,則區(qū)間半寬為Δ=250kPa×0.05%=u(psi)==0.07kPaC.3不確定度分量匯總不確定度分量匯總見表C.3。表C.3不確定度分量表標準不確定度符號不確定度來源靈敏系數(shù)不確定度分量/kPau(pi)u1(pi)重復(fù)性10.022u2(pi)分辨力10.029u(psi)標準數(shù)字壓力計誤差-10.07JJF1986—202210C.4合成標準不確定度檢漏儀在第i個校準點的測試壓力示值誤差δpi的合成標準不確定度為uc(δpi)===kPa≈0.079kPaC.5擴展不確定度取k=2,則檢漏儀在第i差δpi擴展不確定度為JJF1986—202211附錄D檢漏儀差壓示值誤差的不確定度評定示例D.1測量模型(D.1)檢漏儀在第i個校準點的差壓示值誤差按式(D.1)計算(D.1)δΔpi=Δpi-Δpsi式中:δΔpi—第i個校準點差壓示值誤差,Pa;Δpi—第i個校準點差壓示值,Pa;Δpsi—第i個校準點差壓標準器示值,Pa。各影響量的靈敏系數(shù)計算如下:c(Δpi)==1c(Δpsi)==-1D.2標準不確定度的評定檢漏儀在第i個校準點的差壓示值誤差的標準不確定度u(δΔpi)主要來源于該點差壓示值的標準不確定度和差壓標準器示值的標準不確定度,各不確定度不相關(guān),則uc(δΔpi)按式(D.2)計算:uc(δΔpi)==(D.2)式中:uc(δΔpi)—第i個校準點差壓示值誤差的標準不確定度;u(Δpi)—第i個校準點差壓示值的標準不確定度;u(Δpsi)—第i個校準點差壓標準器示值的標準不確定度。D.2.1u(Δpi)檢漏儀差壓示值的標準不確定度u(Δpi)主要來源于兩方面:一是被校檢漏儀差壓壓力的測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1(Δpi),二是被校檢漏儀的差壓分辨力引入的標準不確定度u2(Δpi)。D.2.1.1被校檢漏儀差壓壓力的測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1(Δpi)的評定重復(fù)性可以通過連續(xù)測量得到測量列,采用A類方法進行評定,對一臺差壓式氣密性檢漏儀,在重復(fù)性條件下連續(xù)測量3個循環(huán),獲取數(shù)據(jù)見表D.1。各校準點示值平均值的標準不確定度由式(D.3)計算,結(jié)果見表D.2: u1(Δpi)=(j-1pi)2(D.3)JJF1986—202212式中:Δpi,j—第i個校準點的差壓壓力的第j個示值;Δpi—第i個校準點差壓壓力的示值平均值;n—測量次數(shù),6。表D.1重復(fù)性測量數(shù)據(jù)標準值/Pa正行程/Pa反行程/Pa正行程/Pa反行程/Pa正行程/Pa反行程/Pa50504949504950100102102102102101100200202203202204203204400404404403404405404600605606606605606606表D.2各點標準不確定度標準值/Pa示值平均值/Pa標準不確定度u1(Δpi)/Pa5049.50.22100101.50.342002030.374004040.26600605.670.22D.2.1.2被校檢漏儀的差壓壓力分辨力引入的標準不確定度u2(Δpi)的評定被校檢漏儀差壓壓力的分辨力R為1Pa,由其所引入的標準不確定度u2(Δpi)采用B類評定方法評定,假設(shè)可能值在區(qū)間內(nèi)為均勻分布,區(qū)間半寬為a=R/2,查表得k=,則由分辨力引入的標準不確定度為u2(Δpi)=≈0.29PaD.2.2第i個校準點差壓標準器示值的標準不確定度u(Δpsi)輸入量Δpsi的標準不確定度來源于標準數(shù)字壓力計的誤差,按B類不確定度評定?！捆?則區(qū)間半寬為Δ=5000Pa×0.05%=u(Δpsi)==1.44PaD.3不確定度分量匯總不確定度分量匯總見表D.3。JJF1986—202213表D.3不確定度分量表標準不確定度符號不確定度來源靈敏系數(shù)不確定度分量/Pau(Δpi)u1(Δpi)重復(fù)性10.37u2(Δpi)分辨力10.29u(Δpsi)標準數(shù)字壓力計誤差-11.44D.4合成標準不確定度檢漏儀在第i個校準點的差壓示值誤差δΔpi的合成標準不確定度為uc(δΔpi)===Pa=1.51PaD.5擴展不確定度取k=2,則檢漏儀在第i個校準點的差壓示值誤差δΔpi擴展不確定度為U=2×uc(δΔpi)=3PaJJF1986—202214附錄E檢漏儀泄漏率誤差不確定度評定示例E.1測量模型檢漏儀泄漏率誤差的計算按式(E.1)計算:(E.1)δ=(E.1)式中:δ—檢漏儀泄漏率誤差;q—檢漏儀3次泄漏率示值的平均值,mL/min;qs—標準泄漏率值,mL/min。各影響量的靈敏系數(shù)計算如下: c(q)== c(qs)==-E.2標準不確定度的評定檢漏儀泄漏率誤差δ的標準不確定度ur(δ)主要來源于3次泄漏率示值平均值的標準不確定度和標準泄漏率值的標準不確定度,各不確定度不相關(guān),則ur(δ)按式(E.2)計算:ur(δ)=(E.2)式中:ur(δ)—泄漏率誤差的標準不確定度; u(q)—3次泄漏率示值平均值的標準不確定度;u(qs)—標準泄漏率值的標準不確定度。 E.2.1u(q)檢漏儀的泄漏率示值平均值的標準不確定度u(q)由以下分量組成:u1(q)—檢漏儀泄漏率示值重復(fù)測量引入的標準不確定度; u2(q)—檢漏儀泄漏率顯示分辨力引入的標準不確定度;u3(q)—檢漏儀因內(nèi)部泄漏造成的壓力降引入的標準不確定度;u4(q)——檢漏儀測試容積引入的標準不確定度。E.2.1.1u1(q)按A類方法評定,在重復(fù)性校準條件下,將檢漏儀連接上標準泄漏率為2mL/min的標準漏孔,進行10次測試,讀數(shù)見表E.1。JJF1986—202215 表E.1重復(fù)性測量數(shù)據(jù) 序號12345678910泄漏率示值mL/min1.9981.9971.9991.9961.9961.9971.9981.9991.9971.998檢漏儀泄漏率單次測量的實驗標準差s(q)由式(E.3)計算: (E.3)s(q)=i-1q)2=0.00108mL/min(E.3)式中:qi—第i次測試的泄漏率示值;q—10次測量的泄漏率平均值;n—測量次數(shù),10。實際校準過程中,泄漏率示值取3次測量數(shù)據(jù)的平均值,則檢漏儀泄漏率示值重復(fù)測量引入的標準不確定度由式(E.4)計算: u1(q)==0.00062mL/min(E.4)E.2.1.2u2(