口罩顆粒物過濾效率測試儀校準規(guī)范

JJF（魯）XXX-XXXX2口罩顆粒物過濾效率測試儀校準規(guī)范GB/T15445.5-2011粒度分析結(jié)果的表述第5部分：用對3.3計數(shù)中位徑countm當(dāng)把顆粒物按粒徑大小排序時，比它粒徑大的和比它粒徑小的顆粒物質(zhì)量各占顆粒3.4幾何標準偏差geometricstandardd標準偏差的指數(shù)函數(shù)。本規(guī)范中用于描述氣2口罩顆粒物過濾效率測試儀(以下簡稱“測試儀”)用于口罩顆粒物過濾效率的測試。其工作原理是通過鹽性或油性氣溶膠發(fā)生裝置產(chǎn)生一定濃度及粒徑分布的氣溶膠顆粒，以規(guī)定流量通過被測樣品，使用氣溶膠濃度測量儀檢測通過被測樣品前后(上下游)的顆粒物濃度。以氣溶膠通過被測樣品后顆粒物濃度的減少量來評價被測樣品對顆粒物的過濾效率?？谡诸w粒物過濾效率測試儀主要由氣溶膠發(fā)生和混勻系統(tǒng)、口罩夾具、流量控制系統(tǒng)、抽氣動力及排放系統(tǒng)、氣溶膠濃度測量系統(tǒng)、差壓計以及數(shù)據(jù)處理和輸入輸出單元組成，如圖1所示。氣溶膠發(fā)生(鹽性或油氣溶膠發(fā)生(鹽性或油性)及混勻系統(tǒng)夾具(上)E夾具(下)表1計量特性校準項目23阻力示值誤差不超過±10Pe4鹽性氣溶膠：計數(shù)中位徑(CMD)為(0.0粒徑分布的幾何標準偏差不大于1.86;油性氣溶膠：計數(shù)中位徑(CMD)為(0.粒徑分布的幾何標準偏差不大于1.60。JJF（魯）XXX-XXXX35過濾效率示值誤差過濾效率標準值≥90%時：不超過±2%；過濾效率標準值≥80%～<90%時：不超過±3%；過濾效率標準值<80%時：不超過±5%。注：以上指標不適用于測試儀的合格性判定，僅供參考。6.2.1口罩顆粒物過濾效率測試儀校準裝置（以下校準裝置包括標準流量計、數(shù)字壓力計、原位氣溶膠稀釋器等標準器和校準工裝，表2過濾效率標準值的擴展不確定度過濾效率標準值擴展不確定度U(k=2)≥80%～<90%<80%2.5%原位氣溶膠稀釋器的結(jié)構(gòu)如圖A.2所示，與標準流量計（6.2.1.1）和數(shù)字壓力計6.2.2掃描電遷移率粒徑譜儀（以下4工作流量可以與粒徑譜儀的采樣流量相匹配，稀釋比應(yīng)至少包含10:1。7校準項目和校準方法7.1外觀與功能檢查測試儀應(yīng)具有下列標識：名稱、型號、出廠編號、制造廠名及制造日期。測試儀外觀應(yīng)完好，所有零件應(yīng)緊固無松動，不應(yīng)有妨礙正常工作的機械損傷。通電后，各部件都能正常工作，各旋鈕、按鍵應(yīng)能正常調(diào)節(jié)，氣路連接正確，密封完好無漏氣現(xiàn)象，顯示單元應(yīng)清晰完整。鹽性氣溶膠的測試儀應(yīng)具有能將所發(fā)生的顆粒物的荷電進行中和的裝置。將校準裝置中的標準流量計通過流量校準工裝接入測試儀的夾持機構(gòu)，如圖2所示。根據(jù)實際需要，選擇85L/min、30L/min或客戶要求的其它流量點進行校準。啟動測試儀，待穩(wěn)定后，同時讀取標準流量計和測試儀流量示值，重復(fù)測量3次，取算術(shù)平均值，按照公式(1)進行流量示值誤差計算。E——流量示值誤差，%;5按條款7.2安裝標準流量計，將流量設(shè)定為85L/min,待測試儀運行穩(wěn)定后，讀取標準流量計示值。終止測試儀的工作，待重新啟動并運行穩(wěn)定值。共計重復(fù)6次，按公式(2)計算流量重復(fù)性。s流量重復(fù)性，%;將校準裝置中的數(shù)字壓力計通過阻力校準工裝接入測試儀的夾持機構(gòu)，如圖3所示。設(shè)定測試儀流量為30L/min或可達到的流量下限，調(diào)節(jié)校準裝置流量控制閥，使得數(shù)字壓力計示值分別達到約100Pa、200Pa、300Pa、500Pa和800Pa。運行穩(wěn)定后，分別讀取數(shù)字壓力計和測試儀壓力示值，按公式(3)計算阻力示值誤差。6p測試儀壓力測定值，Pa;p.數(shù)字壓力計壓力測定值，Pa。7.5氣溶膠粒徑分布將校準裝置的取樣工裝接入測試儀夾持機構(gòu)，如圖4所示。取樣工裝的取樣口通過氣溶膠稀釋器與粒徑譜儀的進氣口相連接。開啟測試儀，調(diào)節(jié)測試儀上游氣溶膠濃度，使得經(jīng)過稀釋后的氣溶膠顆粒數(shù)量濃度在(5000～8000)個/cm3范圍內(nèi)。操作粒徑譜儀，測得試驗氣溶膠的計數(shù)中位徑和幾何標準偏差。鹽性氣溶膠和油性氣溶膠應(yīng)分別測量。7.6.1封閉校準裝置中原位氣溶膠稀釋器的所有毛細管入口，并將其接入測試儀的夾持機構(gòu)。在85L/min流量條件下，啟動鹽性或油性氣溶膠的過濾效率測試程序。待運行穩(wěn)定后，觀察測試儀過濾效率測量結(jié)果是否能穩(wěn)定在99.97%以上。如不能，應(yīng)按照說明書對測試儀狀態(tài)和參數(shù)重新進行調(diào)整，直至滿足要求，方可繼續(xù)進行校準。7.6.2調(diào)整原位氣溶膠稀釋器的稀釋倍數(shù)到100左右，使得過濾效率標準值位于 (99±0.5)%的范圍內(nèi)。稀釋倍數(shù)及過濾效率標準值的計算方法見附錄A或校準裝置說77.6.3將調(diào)整到位的原位氣溶膠稀釋器安裝在測試儀上下夾具之間，如圖5所示。在85L/min流量條件下，啟動鹽性或油性氣溶膠的過濾效率測試程序。待測試儀運行穩(wěn)定后，記錄測試儀過濾效率示值，重復(fù)3次，取算術(shù)平均值，按公式(4)計算過濾效率示值誤AF=F-F(4)AF過濾效率示值誤差，%;F測試儀過濾效率示值的算術(shù)平均值，%;E校準裝置的過濾效率標準值，%。7.6.4依次調(diào)整原位氣溶膠稀釋器的稀釋倍數(shù)到20倍、10倍和5倍左右，使得過濾效率標準值分別位于(95±1)%、(90±2)%和(80±5)%的范圍內(nèi)，按照條款7.6.3的方法逐一進行過濾效率示值誤差的校準。7.6.5鹽性和油性氣溶膠的過濾效率示值誤差應(yīng)分別校準。8校準結(jié)果表達校準結(jié)果應(yīng)在校準證書(報告)上反映，校準證書(報告)應(yīng)至少包括以下信息：a)標題，如“校準證書”;b)實驗室名稱和地址；c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);JJF（魯）XXX-XXXX8），g)進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時h)如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；n)校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等p)未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復(fù)制證書的聲由于復(fù)校時間間隔的長短由測試儀的使用情況、使用者和測試儀本身質(zhì)量等諸多因素決定，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。復(fù)校時間間隔建議不超過1年。在相鄰兩次校準期間，如對測試儀的檢測數(shù)據(jù)有懷疑或測試儀更換主要部9附錄A口罩顆粒物過濾效率測試儀校準裝置A.1組成結(jié)構(gòu)如圖A.1所示，校準裝置分別由流量校準模塊、阻力校準模塊和原位氣溶膠稀釋器三部分組成。其中，圖A.1-a為流量校準模塊，主要由標準流量計和流量校準工裝組成，標準流量計的進氣口和出氣口分別與流量校準工裝的出氣口和進氣口相連接。圖A.1-b為阻力校準模塊，主要由數(shù)字壓力計和具有調(diào)節(jié)閥的阻力校準工裝組成，數(shù)字壓力計的高壓端和低壓端通過阻力校準工裝分別接入測試儀的上游和下游。圖A.1-c為原位氣溶膠稀釋器，主要由稀釋器入口、過濾器、限流器和稀釋器出口組成。其結(jié)構(gòu)型式符合原位氣溶膠稀釋法的功能要求。其中，作為氣溶膠流路的限流器可由一支或多支具有一定規(guī)格的毛細管組成。A.2工作原理如圖A.1-a所示，對流量校準時，來自測試儀上游的氣流，通過流量校準工裝被全部導(dǎo)入標準流量計進行測量。測量后的氣流通過標準流量計出口導(dǎo)出后，再次經(jīng)由流量校準工裝全部送回到測試儀下游。整個校準過程在封閉管路內(nèi)進行，測試儀氣流不與外界大氣相接觸。流量校準模塊帶來的氣流阻力應(yīng)符合測試儀的正常工況條件。如圖A.1-b所示，對阻力校準時，來自測試儀上游的氣流，在經(jīng)過調(diào)節(jié)閥后全部被送回測試儀下游。通過調(diào)節(jié)閥的調(diào)整，使得測試儀在一定流量條件下工作穩(wěn)定后，數(shù)字壓力計的讀數(shù)分別達到并穩(wěn)定在條款7.4中各校準點附近。同時觀察記錄測試儀和數(shù)字壓力計的阻力示值，按照條款7.4進行阻力示值誤差的計算。如圖A.1-c所示，對過濾效率校準時，需要將稀釋器入口與上游夾具密合連接，稀釋器出口與下游夾具密合連接，使得校準過程中沒有外部氣流導(dǎo)入和內(nèi)部氣流導(dǎo)出。來自測試儀上游的氣溶膠全部在稀釋器入口處進行分流，一路通過過濾器凈化后成為稀釋氣，另一路攜帶氣溶膠顆粒，直接經(jīng)過限流器到達稀釋器出口。兩路氣流在稀釋器出口處相遇混合，并回到測試儀流路繼續(xù)進行下游濃度測量。經(jīng)此過程，原位氣溶膠稀釋器將上游氣溶膠按照預(yù)先設(shè)定的分流比例進行了原位稀釋。A.3原位氣溶膠稀釋器的標定原位氣溶膠稀釋器的稀釋倍數(shù)n決定了校準裝置提供的過濾效率標準值Fs。而稀釋,JJF（魯）XXX-XXXXqd4p128L（A.2）L——毛細管長度，mm；與壓差呈線性關(guān)系。實際上，由于毛細管內(nèi)徑和長度的微小偏差，以及毛細管內(nèi)壁的瑕疵，準確的毛細管流量不能直接通過計算得到。需采取如下標定方式獲得校準因子：在某個壓差范圍內(nèi)，使用標準流量計和數(shù)字壓力計在一系列不同壓差下，分別測量通過一支或多支毛細管路的實際流量，將壓差與流量進行線性擬合并獲得校準曲線。該直線的FFqQQQ2u2(Fs)2u2(q)2u2(Q)u(F)u2(u(F)sQ2Q4s(p)a(q)s(p)由毛細管流量q引入的不確定度u(qs(p)a(q)s(p)數(shù)字壓力計的不確定度u2(q)，即：u(q)u(q)u(q)0q)2mnSxxnaqi)2b2S(qiq)(pip)axySxx(qiq)(qiq)u2(q)u2(q)L/minuu(Q)0.49L/minsU2u(F)=0.98L/mins委托單位：地址：儀器名稱型號規(guī)格制造廠出廠編號校準依據(jù)溫度℃相對濕度%校準日期校準地點校準員核驗員標準器名稱證書號有效期測量范圍不確定度/最大允許誤差/準確度等級1.外觀及功能檢查：2.流量示值誤差：設(shè)定值（L/min）儀器示值/（L/min）測量值/（L/min）示值誤差 /%擴展不確定度123平均值123平均值3.流量重復(fù)性：測量次數(shù)123456平均值重復(fù)性/%4.阻力示值誤差：標準值/Pa儀器示值/Pa示值誤差/Pa擴展不確定度5.氣溶膠粒徑分布：氣溶膠類別計數(shù)中位徑（CMD）幾何標準偏差（GSD）鹽性油性6.過濾效率示值誤差：鹽性：標準值/%測量值/%平均值/%示值誤差/%擴展不確定度油性：標準值/%測量值/%平均值/%示值誤差/%擴展不確定度計量標準狀態(tài)：出檢前被檢儀器狀態(tài)：出檢前校準地點：正常正常不正常；不正常；出檢后出檢后正常正常不正常不正常證書編號XXXXXX-XXXX<校準機構(gòu)授權(quán)說明>校準結(jié)果不確定度的評估和表述均符合JJF1059.1的要求。校準環(huán)境條件及地點：溫度℃地點相對濕度%其它校準所依據(jù)的技術(shù)文件（代號、名稱）：校準所使用的主要測量標準：名稱測量范圍不確定度/準確度等級證書編號證書有效期至(YYYY-MM-DD)證書編號XXXXXX-XXXX序號校準項目技術(shù)要求校準結(jié)果擴展不確定度1外觀及功能檢查/2流量示值誤差/%3流量重復(fù)性/%/4阻力示值誤差/Pa標準值測量值示值誤差/5氣溶膠粒徑分布氣溶膠類別計數(shù)中位徑/μm幾何標準偏差/鹽性油性6過濾效率示值誤差/%校準點鹽性油性/以下空白說明：聲明：1.僅對加蓋“XXXXX校準專用章”的完整證書負責(zé)。2.本證書的校準結(jié)果僅對本次所校準的計量器具有效。FFFsF(1)100%F——過濾效率示值誤差，%；F——測試儀過濾效率測量結(jié)果，%；Fs——校準裝置的過濾效率標準值，%；Q——測試儀實際工作流量值，L/min；q——線性擬合得到的氣溶膠流量值，L/min。21Fc21q-Qc22QQ2效率標準值引入的不確定度和口罩測試儀測量結(jié)果引入的不確定入的不確定度主要由線性擬合方程、數(shù)字壓力計、實際工況流量比穩(wěn)定性引入的不確定度構(gòu)成?？谡譁y試儀測量結(jié)果引入的不確JJF（魯）XXX-XXXXpbaq表D.1校準裝置的標定結(jié)果毛細管數(shù)量137序號PaL/minPaL/minPaL/minPaL/min12712873.192847.2227523013203.423207.7830333343473.613568.3533643693823.833738.6136253944023.963958.9437964274334.164309.45403相關(guān)系數(shù)0.99970.99980.99980.9994線性回歸方程參量abababab414.47073-170.27481150.98435-196.0538765.21227-187.5730335.05306-180.80956S(qiq)(pip)axySxx(qiq)(qiq) JJF（魯）XXX-XXXX (q)s(q)xxamnSxx校準裝置各校準點的線性擬合的斜率、截距、測試儀示值及不確定度匯總結(jié)果見表表D.2線性擬合引入不確定度計算過程量及結(jié)果匯總表毛細管數(shù)量137s(p)1.6489528641.3309513651.0286052462.164817921Sxx0.100.643.22 (q0q)2/(L/min)20.0000030.010.000032.70a414.47073150.9843565.2122733.85359(q)0.00280.00630.01120.0553（2）數(shù)字壓力計準確性引入的不確定度u2(q)u2(q)==（3）實際工況流量引入的不確定度u3(Q)（4）由測試儀工況穩(wěn)定性導(dǎo)致校準裝置稀釋比不穩(wěn)定引入的不確定度u4(在100倍、20倍、10倍和5倍等各點引入的過濾效率標準值的標準不確定度分別為：D.1.4.2口罩測試儀測量結(jié)果引入的不確定度分量u(F)表D.3口罩測試儀的重復(fù)性測量結(jié)果測量次數(shù)123s(F)u(F)測量結(jié)果/%98.6298.6598.660.0240.01494.9494.8394.960.0770.04489.7089.5289.580.1070.06178.9478.9878.880.0590.034表D.4各校準點合成標準不確定度匯總表毛細管數(shù)量137標準過濾效率值98.9%95.2%80.4%校準點99%95%90%80%(q)0.00280.00630.01120.0460u2(q)/a0.0028952590.0079478430.0184014430.035446756uc(q)0.0040369520.0101372870.0215177080.065671671.3397201894.0802496188.39677817916.65766896cc/（min/L）-0.011764706-0.011764706-0.011764706-0.011764706/（min/L）0.0001854280.000564740.0011621840.00230556u3(Q)0.560.560.560.560.029%0.289%0.579%u(FS)0.031%0.297%0.589%u(F)0.014%0.044%0.061%0.034%u(F)0.034%0.303%0.590%標準值98.9%95.2%80.4%測量值98.6%94.9%89.6%78.9%示值誤差-0.3%-0.3%-0.5%擴展不確定度0.3%0.6%E——流量示值誤差，%； 2 E2Qs Q 2Qs值引入的不確定度和測試