粉尘采样器计量标准技术报告.docx
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粉尘采样器计量标准技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称粉尘采样器检定装置
计量标准负责人任丽丽
建标单位名称（公章）吕梁市质量技术监督检验测试所
填写日期二○○九年十二月十日
一、建立计量标准的目的……………………………………………………………
（1）
二、计量标准的工作原理及其组成…………………………………………………
（1）
三、计量标准器及主要配套设备……………………………………………………
（2）
四、计量标准的主要技术指标………………………………………………………（3）
五、环境条件…………………………………………………………………………（3）
六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………………（4）
七、计量标准的重复性试验…………………………………………………………（5）
八、计量标准的稳定性考核…………………………………………………………（6）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………………（7）
十、检定或校准结果的验证………………………………………………………（10）
十一、结论…………………………………………………………………………（11）
十二、附加说明……………………………………………………………………（11）
一、建立计量标准的目的
为使我单位计量器具量值传递的准确可靠，保证我单位检验检测数据的准确、可靠，本单位最高标准是根据《中华人民共和国计量法》申请建立计量标准。
二、计量标准的工作原理及其组成
气流从进气口进入，（大泵气路还经微调阀、真空表）经过滤器、泵、冷却水箱、流量调节阀、流量计、流量转换阀、再经稳流筒的测量出气口排出，排出气体的流量即为经过L1（或L2）的流量。
当粉尘采样器启动抽气泵,并将采样口与测量口相连接，调节流量调节阀，使出气和抽气达到动态平衡，此时差压计显示为零，装置和采样器彼此不增加阻力，粉尘采样器的采样流量即等于经过L1（或L2）的气体流量。
三、计量标准器及主要配套设备
计
量
标
准
器
名称
型号
测量范围
准确度
等级
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周
期或复
校间隔
粉尘采样器检定装置
JFC-I型
（0.5～100）L/min
（0～±20）kPa
1.0级
煤炭科学研究总院重庆分院027
煤炭科学研究总院重庆研究院
四年
主
要
配
套
设
备
温湿度计
JWSA5
（10～95）%RH
（-10～40）℃
一级
北京市亚光仪器公司
山西省计量监督检定测试所
晋气检2009875
一年
交流电压表
44L1
（0～450）V
1.5级
沪工电器有限公司
山西省计量监督检定测试所
JDDX20103095
一年
兆欧表
ZC25B-3
（0～500）ΜΩ
10级
上海精密科学仪器有限公司
山西省计量监督检定测试所
JDDX20101330
一年
空盒气压表
DYM3
（800～1060）hPa
0．005级
宁波市鄞州08061621
山西省计量监督检定测试所
JDYL20104074
一年
四、计量标准的主要技术指标
1.测量范围：
流量：
0.5～100L/min
差压：
（0～±20k）Pa
时间：
0.01s～10h
2.流量MPE：
±1.0%
压力MPE：
（-2000～2000）Pa1.0%
（-20000～-2000）Pa及（2000～20000）Pa2.0%
时间MPE：
1.0s
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
（10～35）℃
（10～35）℃
合格
2
相对湿度
≤85%
≤85%
合格
六、粉尘采样器检定装置的量值溯源和传递图
上级计量器具
本单位计量标准器具
工作计量器具
七、计量标准的重复性试验
选一台粉尘采样器，型号为AKFC-92A型。
编号为080349，测量范围为20L/min，规定的条件下，在20L/min处重复测量10次，测量数据如下：
测量值试验时间
（L/min）
测量次数
2009年8月20日
2008年9月16日
1
19.7
19.8
2
19.8
19.6
3
19.8
19.6
4
19.7
19.7
5
19.6
19.6
6
19.8
19.7
7
19.7
19.8
8
19.9
19.7
9
19.8
19.8
10
19.7
19.6
19.75
19.69
0.085
0.088
所得到的重复性数据小于测量结果的合成标准不确定度，故其测量重复性符合要求
八、计量标准的稳定性考核
粉尘采样器检定装置于2008年6月10日安装调试完毕并进入试运行阶段，在试运行期间，计量检定工作人员对该计量标准选用经上级计量部门检定的合格的稳定被测对象，进行了多次检定，考核该计量标准的稳定性，其结果如下：
被测仪器型号
AKFC-92A
编号
080349
检定日期
2009.8.22
2009.9.19
2009.10.17
2009.10.30
2009.11.6
1
19.9
19.8
19.8
19.6
19.9
2
19.8
19.7
19.7
19.7
19.7
3
19.8
19.8
19.6
19.6
19.6
4
19.8
19.7
19.7
19.8
19.8
5
19.7
19.8
19.8
19.7
19.7
6
19.8
19.8
19.6
19.6
19.9
7
19.9
19.8
19.8
19.7
19.7
8
19.8
19.9
19.7
19.8
19.8
9
19.7
19.8
19.7
19.6
19.7
10
19.8
19.7
19.6
19.7
19.8
19.80
19.80
19.70
19.68
19.76
检定结果
0.12L/min
实测证明：
稳定性小于计量标准的扩展不确定度（k=2），符合JJF1033-2001规范的
要求。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
粉尘采样器计量检定结果的不确定度可分采样流量测量不确定度、采样时间测量不确定度几项，它们彼此独立，以采样流量测量不确定度为主。
1.检定方法和原理
采样流量的检定：
使用粉尘采样器检定装置检定采样流量误差的方法
启动粉尘采样器，调节流量到待检定点，按图1将粉尘采样器的采样口接在粉尘采样器检定装置的测试口上，调节标准器排气流量大小，使之与采样器流量达到平衡，压力计显示为零。
对粉尘采样器检定装置，读取其标准流量计的刻度值得到该点的采样流量。
图1
1-粉尘采样器检定装置2-检定装置测量口3-连接软管
4-采样头5-被检粉尘采样器
2.检定方法和原理的数学模型
采样流量的检定：
用JFC-1型粉尘采样器检定装置的数学模型
式中：
q1为查流量计曲线所得到的流量值；
δ1、δ2、δ3分别为气流温度升高、气流波动和人员产生的不确定度分量。
3.不确定度的评定
用粉尘采样器检定装置检定采样流量，其结果是由标准装置上流量计直接读出或经过查流量计曲线得到，其不确度主要由以下分量组成：
a.粉尘采样器检定装置流量计的允许误差为±1.0%，属均匀分布,其单次测量的标准不确定度分量为1%/
即：
u（单）=0.58%
由于规程规定测两次，取平均值，其采样流量平均值的标准不确定度分量为：
u（q1）=0.58%/
=0.41%
测量重复性引入的标准不确定度分量u（r）,对粉尘采样器进行测量，流量计刻度为20L/min时，测量10次，实测值为20.2，20.2，20.2，20.2，20.1，20.1，20.3，20.2，20.2，20.3（L/min），sn-1=0.2%,因本规程规定以重复测量两次的平均值作为测量结果，则：
u（r）=0.3%/
=0.21%
b.测量过程中气泵温度的升高影响到采样流量：
气泵在运行过程中，气流温度会略有升高，经过冷却水的冷却后实际测试，其温升最高不会超过环境温度2℃（由粉尘采样器检定装置的技术要求可知）,该气流流经装置上标准流量计和被检粉尘测量仪表时，其温升较2℃更小，实际测量为1℃按照气体状态方程：
式中：
q——被检仪器的流量，L/min
qSN——标准流量计在标准状态下的刻度流量，L/min
Ps——标准流量计前气体的绝对压力，Pa
Pm——被检仪器前气体的绝对压力，Pa
Ts——标准流量计前气体的绝对温度，K
Tm——被检仪器前气体的绝对温度，K。
若按温度变化3℃计算，根据检定环境温度为（10～35）℃可知，流量的最大误差应在10℃时产生，则流量受温升影响的相对标准不确定度分量为：
将前式代入该式有：
因此，其标准不确定度分量为：
u（q2）=u（qT）=0.17%
c．采样流量检定过程中，粉尘采样器检定装置气流的波动会使气流平衡箱上的数字差压计显示不为零，其最大波动值为正负一个字，即为20Pa，相当于在被检仪器入口处增加了20Pa的阻力。
同理，按照气体状态方程可以算出，在大气压力为86kPa时，产生因气流波动而引起的流量最大误差为0.012%。
d.人员操作的最大误差估算为0.1%。
综合上述几个彼此独立分量，得到用粉尘采样器检定装置测量采样流量的B类标准不确定度为：
u（q2）=
按通用要求，取包含因子K=1.960（结果为正态分布，其对应的置信水平为95%），则其总不确定度（扩展不确定度）为：
U（q2）=Ku（q2）=1.960×0.50%=0.98%
4.结论
由以上分析和计算可知,按照本检定规程的要求和方法检定粉尘采样器的采样流量和采样时间是科学合理的,满足量值传递的要求，完全能够保证其量值传递的准确可靠。
十、检定或校准结果的验证
选一台测量范围为20.0L/min的粉尘采样器，经上级法定计量机构检定合格，用本装置检测一组数据与上级计量机构检定数据对比如下表：
检定点次
上级检定结果
（采样流量误差%）
本装置检定结果
（采样流量误差%）
对比结果差值
（%）
1
-1.0
-1.0
0.0
2
-1.0
-1.0
0.0
3
-1.0
-1.0
0.0
4
-1.0
-1.0
0.0
5
-1.0
-1.0
0.0
经验证：
该计量装置符合检定系统及检定规程的要求，能够满足粉尘采样器的
检定需要，可以进行测量范围为流量：
（0.5～100）L/min；压力:
（0～±20）kPa；
时间:
0.01s～10h的检定和校准工作。
十一、结论
本装置满足量值传递的各项要求，可以开展粉尘采样器的检定工作。
十二、附加说明
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