计量标准技术报告尘埃粒子计数器.docx

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计量标准技术报告尘埃粒子计数器

准技术报告

计量标准名称

尘埃粒子计数器校准装置

计量标准负责人

李亮远

建标单位名称（公章）

绵阳市计量测试所

填写日期

2014年9月

一、建立计量标准的目的

二、计量标准的工作原理及其组成

三、计量标准器及主要配套设备

四、计量标准的主要技术指标

五、环境条件

六、计量标准的量值溯源和传递框图

七、计量标准的重复性试验

八、计量标准的稳定性考核

九、检定或校准结果的测量不确定度评定

十、检定或校准结果的验证

-10-

一、结论

-11-

十二、附加说明

-11-

、建立计量标准的目的

为了进行量值传递和溯源，保证国家计量单位制的统一和量值传递的一致性、准确性，为国民经济和社会发展以及计量监督管理提供准确的检定、校准数据或结果，制定出具有法律效应的标准、规范。

、计量标准的工作原理及其组成

尘埃粒子计数器主要有气路系统，光学系统，数据处理系统等部分组成。

其工作原理是：

空气中的粒子对入射光有散射作用，散射光的强度与粒径有关。

将含有尘埃颗粒的空气从尘埃粒子计数器的采样口吸入，通过光敏感区时，尘埃粒子收光照射，散射出与粒子大小成一定比例关系的脉冲信号,该信号被光敏件接受并转换成相应的电脉冲信号再被放大，通过对一个检测周期内电脉冲的计数，便可得知单位体积采样空气中的尘埃粒子数，即粒子浓度。

尘埃粒子计数器是测量洁净环境中单位体积空气内所含尘埃粒子数（即洁净度）的测试仪器。

本计量标准标准器组成：

标准尘埃粒子、标准尘埃粒子计数器、尘埃粒子发生装置、空气流量测试仪。

三、计量标准器及主要配套设备

名称

型号

测量范围

不确定度或准确度等级或最大允许误差

制造厂及出厂编号

检定或校准机构

检定周期或复校间隔

聚苯乙烯标准粒子

/

0.4卩m

U=4.1nm（k=2）

/

上海市计量

测试技术研

究院

一年

聚苯乙烯标准粒子

/

0.5卩m

U=4.9nm（k=2）

/

上海市计量测试技术研究院

一年

聚苯乙烯标准粒子

/

0.6卩m

U=6.3nm（k=2）

/

上海市计量测试技术研究院

一年

标准粒子发生器

HY-AG-4A

（0.1〜10）卩

m

/

苏州市华宇净化设备有限公司

/

/

电子秒表

DM-010

（0〜9999）s

士0.01s

上海秒表厂

绵阳市计量测试所

一年

转子流量

计

LZB-4

4L/min

1.5级

常州市丰流量

仪表有限公司

苏州市计量测试研究所

一年

转子流量计

LZB-10

40L/min

1.5级

常州市丰流量

仪表有限公司

苏州市计量测试研究所

一年

容量瓶

/

100ml

A级

YUBEI

绵阳市计量测试所

一年

微量进样

器

W-4

10L

0.02卩L

上海安亭微量进样器厂

绵阳市计量测试所

一年

绝缘电阻表

HT2670

1000V

10级

武汉市华天电力自动化有限责任公司

112336

绵阳市计量测试所

一年

耐电压测试仪

JNS-8910

（0〜4）kV

5级

德阳市电子仪

器厂91-26

绵阳市计量测试所

一年

四、计量标准的主要技术指标

尘埃粒子计数器校准装置：

测量范围：

（（0.1〜10）卩m

不确定度：

0.4卩mL=4.1nm（k=2）;0.5卩m：

1=4.9nm（k=2）;0.6卩m：

L=6.3nm（k=2）

五、环境条件

序号

项目

要求

实际情况

结论

1

温度

（20±5）r

符合规程要求

合格

2

湿度

<75%RH

符合规程要求

合格

3

实验室

洁净度10000级的净化室或净化区

符合规程要求

合格

六、计量标准的量值溯源和传递框图

七、计量标准的重复性试验

方法:

由于该检定装置是以有效期内聚苯乙烯标准粒子作为主标准器，具有国家标准物质证书。

研制

单位在研制过程中，已经对其均匀性和稳定性作过考核，并且，该标物开封后为一次性使用。

因此,可不再做重复性试验。

八、计量标准的稳定性考核

方法：

由于该检定装置是以有效期内聚苯乙烯标准粒子作为主标准器，具有国家标准物质证书。

研制

单位在研制过程中，已经对其均匀性和稳定性作过考核，并且，该标物开封后为一次性使用。

因此,

可不再做稳定性试验。

九、检定或校准结果的测量不确定度评定

一、概述

依据JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》，对尘埃粒子计数器进行测量。

主要测量尘埃粒子计数器的粒子浓度示值误差和粒径分布误差，所以这里对尘埃粒子计数器的粒子浓度示值误差和粒径分布误差的测量不确定度进行评定。

二、各不确定度分量的评定

（一）粒子浓度示值误差测量结果的不确定度评定

1、数学模型

式是：

C――被校准仪器粒子浓度示值的算术平均值;

Cs――精密粒子计数器测得的粒子浓度平均值，为约定真值;

Cn――引用值，此处即为气溶胶所在洁净度等级的最高粒子浓度值。

2、输入量的标准不确定度评定

2.1输入量C的标准不确定度u（C）

通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。

校准规范对尘埃粒子计数器测量重复性要

求不大于10%FS可得到标准不确定度:

u（c）10%FS3.2%FS

V10

2.2输入量Cs，的标准不确定度u（Cs）评定

由精密尘埃粒子计数器测量粒子确定气溶胶粒子浓度时引入的不确定度，由精密尘埃粒子计数

器的比对报告给出u（Cs）=U/k。

以9台尘埃粒子计数器参加比对，则输入量Cs的标准不确定度u（Cs）

u（cs）1O%FS/1.656.1%FS

3、合成标准不确定度uc的评定

3.1灵敏系数

数学模型

rc

CQ100%

Cn

灵敏系数

Ci

rC

C

Cn

C2

rC

Cs

Cn

3.2标准不确定度汇总表

标准不确定度

分量

不确定度来源

标准不确定度/%

Ci

Cui/%

Vi

u（C）

被校尘埃粒子计数器的

测量重复性

3.2%FS

1/Cn

3.2%

50

U（Cs）

精密尘埃粒子计数器测

量粒子确定气溶胶粒子

浓度时引入的不确定度

6.1%FS

-1/Cn

6.1%

50

表1粒子浓度示值误差标准不确定度汇总结果

3.3合成标准不确定度的计算

由于以上全部输入量彼此不相关，因此合成的标准不确定度

%（匚）与各输入量的标准不确定度

满足下式:

UcWc）VC1u（c）2C2u（Cs）26.9%

3.4合成标准不确定度的有效自由度Veff为:

Veff

u4（rC）

450

—44

C1u（c）C2U（Cs）

v（C）v（Cs）

扩展不确定度的评定

k=2,则扩展不确定度为：

kuC（rC）14%

（二）、粒径分布误差测量结果的不确定度评定

1、数学模型

hhh理论值

使用0.6卩m粒子测量时h理论值=100%使用0.4卩m粒子测量时h理论值=0%

2、h值的不确定度评定

U。

不确定度的主要来源是：

测量重复性和单分散标准粒子的相对标准偏差引起的标准不确定度

因为尘埃粒子计数器最常用的是0.5

卩m粒径档，所以此处只对0.5卩m粒径档的分布误差进行

评定。

用一台被检尘埃粒子计数器，对单分散粒子气溶胶进行侧量，用0.6卩m粒子和0.4卩m粒子各测量10次，测得h测量列为25%,23%,22%,23,22%,22%,26%,25%,23%,21%和8%.7%,6%,996,

5%,7%,6%,7%,10%,8%,得到测量列的单次实验标准差为So.6=1.62%,So.4=1.49%，取其中最大的作

为本次测量的单次实验标准差，所以s=1.62%

再任意选取2台尘埃粒子计数器，在同样的条件下用同样的方法连续测量10次，所以一共得到

3组单次实验标准差，分别为1.62%,1.42%,1.49%

合并样本标准差Sp为

Spi'-s21.51%

\mj1

因为实际测量是以3次测量值为测量结果，所以可得到:

U2

2.2单分散标准粒子的相对标准偏差引起的标准不确定度

单分散标准粒子粒径分布的相对标准偏差W5%所以单分散标准粒子的相对标准偏差引起的标

准不确定度U2为

U2

迪5.0%

1

U2属于B类不确定度。

3、合成不确定度的评定

3.1标准不确定度汇总表

表2粒径分布误差标准不确定度汇总结果

标准不确定度分量

不确定度来源

标准不确定度/%

Ci

blUi/%

vi

U1

被测量重复性

0.87%

1

0.87%

50

标准不确定度分量

不确定度来源

标准不确定度/%

Ci

IgIUi/%

Vi

U2

单分散标准粒子

1

5.0%

50

u｝（从）与各输入量的标准不确定度

3.2合成标准不确定度的计算

由于以上全部输入量彼此不相关，因此合成的标准不确定度

满足下式:

3.3合成标准不确定度的有效自由度Veff为:

Veffv（h）50

4、扩展不确定度的评定

取k=2，则扩展不确定度为：

Ukuc（h）10.2%

三、结语

尘埃粒子计数器测量过程中，每项测量项目的测量结果独立给出，因此，进行测量结果不确定度来源分析及其评定时要针对每项进行。

其中仪器型号不同、所使用计量器具不同，其评定结果也不同，应根据实际情况进行分析评定。

十、检定或校准结果的验证

方法:

选取正常工作的尘埃粒子计数器，型号；CLJ-3106L，生产厂：

苏州市华宇净化设备有限公司,

出厂编号：

135164,对其进行检定，其检定结果与上级法定计量机构检定结果进行比较如下（以示值误差为例）：

检定项目

本装置结果yiab

上级法定计量机构yref

粒子浓度示值误差

10.0%FS

10.2%FS

yref

wjuiburef

yiabyrefI1三JU即y^b

因此，该项计量标准检定结果的验证符合要求。

JJF1190-2008

卜一、结论

经分析与验证，本装置在检定时的技术指标、测量重复性、稳定性等性能符合

《尘埃粒子计数器校准规范》及JJF1033-2008《计量标准考核规范》要求，可以开展尘埃粒子计数

器的校准工作。

十二、附加说明

本技术报告的建立主要依据：

JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》

标准器说明书和标准物质证书