示差掃描熱量計(jì)型式評(píng)價(jià)大綱

1示差掃描熱量計(jì)型式評(píng)價(jià)大綱本型式評(píng)價(jià)大綱適用于分類編碼為46021500的示差掃描熱量計(jì)(亦稱差示掃描熱本規(guī)范引用了下列文件：JJG936—2012示差掃描熱量計(jì)凡是注日期的引用文件，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。示差掃描熱量計(jì)是在程序控制溫度下，測(cè)量樣品與參比物之間的加熱功率差或溫差的儀器。根據(jù)儀器測(cè)量原理的不同，可分為功率補(bǔ)償式和熱流式，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2所示。功率補(bǔ)償式示差掃描熱量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理是樣品和參比物分別具有獨(dú)立的加熱器和傳感器。采用兩個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，其中一個(gè)控制溫度，使樣品和參比物在預(yù)定速率下升溫或降溫；另一個(gè)用于補(bǔ)償樣品和參比物之間所產(chǎn)生的溫差。通過(guò)功率補(bǔ)償使樣品和參比物的溫度保持相同。熱流式示差掃描熱量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理是樣品和參比物放在可以進(jìn)行程序溫度控制的同一加熱系統(tǒng)中，通過(guò)樣品支持器和參比支持器底部的熱電偶監(jiān)測(cè)它們的溫差，樣品溫度由測(cè)溫元件直接監(jiān)控。示差掃描熱量計(jì)由加熱爐、測(cè)溫元件、控制系統(tǒng)等組成。圖1功率補(bǔ)償式DSC結(jié)構(gòu)示意圖2圖2熱流式DSC結(jié)構(gòu)示意圖4法制管理要求4.1計(jì)量單位儀器應(yīng)采用法定計(jì)量單位，見(jiàn)表1。表1儀器中的法定計(jì)量單位量的名稱單位符號(hào)溫度℃質(zhì)量g熱量J4.2外部結(jié)構(gòu)儀器對(duì)不允許使用者自行調(diào)整的部位，應(yīng)采用封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者留有加蓋封印的位置，該結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成封印可更換的形式。儀器應(yīng)有方便現(xiàn)場(chǎng)檢定的接口、接線端子等結(jié)構(gòu)。4.3標(biāo)志必須在儀器的銘牌或面板等明顯部位標(biāo)注計(jì)量器具的法制標(biāo)志和計(jì)量器具的標(biāo)識(shí)，其標(biāo)志、編號(hào)和說(shuō)明必須清晰可辨，牢固可靠。制造計(jì)量器具許可標(biāo)志和編號(hào)(試驗(yàn)樣機(jī)應(yīng)留有相應(yīng)位置);計(jì)量器具型式評(píng)價(jià)批準(zhǔn)標(biāo)志和編號(hào)(試驗(yàn)樣機(jī)可留有相應(yīng)位置，本項(xiàng)不是強(qiáng)制性規(guī)定);產(chǎn)品合格印、證(此項(xiàng)可以與計(jì)量器具本體分開(kāi)位置)。儀器名稱、規(guī)格(型號(hào))、出廠編號(hào)、制造日期和制造廠名；對(duì)于安裝放射源檢測(cè)器的儀器，在其外部應(yīng)有放射源安全圖案及標(biāo)識(shí)；儀器的高溫加熱區(qū)應(yīng)有防燙傷標(biāo)識(shí)；對(duì)安裝不當(dāng)會(huì)影響準(zhǔn)確度等性能或?qū)Π惭b有特殊要求的儀器，應(yīng)該有安裝說(shuō)明的標(biāo)志。5計(jì)量要求儀器的計(jì)量性能要求列于表2。3表2儀器計(jì)量性能要求序號(hào)計(jì)量性能指標(biāo)A級(jí)B級(jí)C級(jí)基線噪聲/mW基線漂移/mW程序升溫速率偏差/%不超過(guò)±1不超過(guò)±4不超過(guò)±8溫度重復(fù)性/℃溫度示值誤差/℃不超過(guò)±2不超過(guò)±3不超過(guò)±6熱量重復(fù)性/%熱量示值誤差/%不超過(guò)士5不超過(guò)士8不超過(guò)士10分辨率6通用技術(shù)要求6.1外觀儀器外觀整潔，表面涂、鍍層無(wú)明顯剝落、擦傷及污垢。各功能鍵工作正常，緊固件無(wú)松動(dòng)、面板顯示應(yīng)清晰完整，自檢功能、標(biāo)定功能正常。6.2環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境溫度在(15～35)℃范圍內(nèi)時(shí)，溫度和熱量的示值誤差不應(yīng)超過(guò)表2中5.5和6.3穩(wěn)定性4h內(nèi)儀器的溫度和熱量的示值誤差不應(yīng)超過(guò)表2中5.5和5.7的規(guī)定。7型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目表型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目列于表3。表3型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目表序號(hào)型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目技術(shù)要求評(píng)價(jià)方式評(píng)價(jià)方法一、法制管理要求1計(jì)量單位觀察2外部結(jié)構(gòu)觀察3標(biāo)志觀察二、計(jì)量要求4基線噪聲試驗(yàn)9.1.15基線漂移試驗(yàn)9.1.14表3(續(xù))序號(hào)型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目技術(shù)要求評(píng)價(jià)方式評(píng)價(jià)方法二、計(jì)量要求6程序升溫速率偏差試驗(yàn)9.1.27溫度重復(fù)性試驗(yàn)9.1.38溫度示值誤差試驗(yàn)9.1.49熱量重復(fù)性試驗(yàn)9.1.5熱量示值誤差試驗(yàn)9.1.6分辨率試驗(yàn)9.1.7三、通用技術(shù)要求外觀觀察環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)9.2.1穩(wěn)定性試驗(yàn)9.2.28提供樣機(jī)的數(shù)量及樣機(jī)的使用方式8.1提供樣機(jī)的數(shù)量申請(qǐng)單位應(yīng)提供自己生產(chǎn)的樣機(jī)。申請(qǐng)單位可以按單一產(chǎn)品提出申請(qǐng)，也可以按系列產(chǎn)品提出申請(qǐng)。凡按單一產(chǎn)品申請(qǐng)的，提供一臺(tái)樣機(jī)。按系列產(chǎn)品申請(qǐng)的，應(yīng)考慮系列產(chǎn)品的測(cè)量對(duì)象、準(zhǔn)確度、測(cè)量區(qū)間等選擇有代表性的產(chǎn)品，并參考下面的原則確定提供樣機(jī)的數(shù)量：a)準(zhǔn)確度相同、測(cè)量區(qū)間不同的系列產(chǎn)品在選擇樣機(jī)時(shí)，應(yīng)包括測(cè)量區(qū)間上、下限的產(chǎn)品。每種產(chǎn)品提供一臺(tái)樣機(jī)；b)準(zhǔn)確度不同、測(cè)量區(qū)間和結(jié)構(gòu)相同的系列產(chǎn)品在選取樣機(jī)時(shí)應(yīng)包括各準(zhǔn)確度等級(jí)的產(chǎn)品。每種產(chǎn)品提供一臺(tái)樣機(jī)。8.2樣機(jī)的使用方式所有試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)在同一臺(tái)樣機(jī)上進(jìn)行，且不得在試驗(yàn)期間或試驗(yàn)中對(duì)樣機(jī)進(jìn)行9型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法和條件以及數(shù)據(jù)處理和合格判據(jù)9.1計(jì)量性能試驗(yàn)9.1.1基線噪聲和基線漂移9.1.1.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)儀器基線噪聲和基線漂移是否符合表2中5.1和5.2的要求。9.1.1.2試驗(yàn)條件室內(nèi)溫度(15～30)℃,相對(duì)濕度≤85%,附近無(wú)影響儀器正常工作的機(jī)械振動(dòng)，5熱流/熱流/mw供電電路中無(wú)強(qiáng)電磁干擾。9.1.1.3試驗(yàn)程序取兩個(gè)空鋁坩堝，分別放在樣品支持器和參比支持器上，設(shè)置氮?dú)饬鲃?dòng)速率為50mL/min,從室溫加熱到50℃,恒溫到基線穩(wěn)定后開(kāi)始加熱，以10℃/min的速率程序升溫到300℃。9.1.1.4數(shù)據(jù)處理觀察測(cè)量曲線譜圖，選取(100～300)℃范圍內(nèi)曲線瞬時(shí)波動(dòng)最為明顯的波動(dòng)峰，取最大峰熱流值與最小峰熱流值之差為基線噪聲，如圖3中X?值；選取(100～300)℃范圍內(nèi)曲線上熱流值最大值和熱流值最小值之差為基線漂移，如圖3中X?值。圖3基線噪聲和基線漂移示意圖9.1.1.5合格判據(jù)結(jié)果符合表2中5.1和5.2要求為合格。9.1.2程序升溫速率偏差9.1.2.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)程序升溫速率偏差是否符合表2中5.3的要求。9.1.2.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.1.2.3試驗(yàn)設(shè)備秒表，見(jiàn)表4。9.1.2.4試驗(yàn)程序取兩個(gè)空鋁坩堝，分別放在樣品支持器和參比支持器上，設(shè)置氮?dú)饬鲃?dòng)速率為50mL/min,以10℃/min的速率進(jìn)行加熱，穩(wěn)定后用秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄此時(shí)樣品溫度為T。,10min后記錄樣品溫度為T1o。重復(fù)上述方法，分別以2℃/min、20℃/min的升溫速率測(cè)量。9.1.2.5數(shù)據(jù)處理按公式(1)分別計(jì)算2℃/min、10℃/min、20℃/min程序升溫速率偏差。6式中：△v——程序升溫速率偏差，%;t——T?溫度時(shí)秒表計(jì)時(shí)，min;v——升溫速率，℃/min。9.1.2.6合格判據(jù)結(jié)果均符合表2中5.3要求為合格。9.1.3溫度重復(fù)性9.1.3.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)儀器溫度重復(fù)性是否符合表2中5.4的要求。9.1.3.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.1.3.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分析天平，見(jiàn)表4。9.1.3.4試驗(yàn)程序用分析天平準(zhǔn)確稱取熱分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銦(In)適量，裝入鋁坩堝中，升溫速率設(shè)定為10℃/min,在基線上選取左邊界點(diǎn)F?和右邊界點(diǎn)F?,可以得到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化溫度，如圖4所示。熔化溫度為外推起始溫度。樣品更換后再測(cè)量1次。重復(fù)上述方法，分別選取熱分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)錫(Sn)、鋅(Zn),測(cè)量其熔化溫度。溫度/℃9.1.3.5數(shù)據(jù)處理按公式(2)計(jì)算3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溫度重復(fù)性。式中：sr——溫度重復(fù)性，℃;T?,T?——第1次，第2次儀器測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化溫度，℃。79.1.3.6合格判據(jù)結(jié)果均符合表2中5.4要求為合格。9.1.4溫度示值誤差9.1.4.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)溫度示值誤差是否符合表2中5.5的要求。9.1.4.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.1.4.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分析天平，見(jiàn)表4。9.1.4.4試驗(yàn)程序同9.1.3。9.1.4.5數(shù)據(jù)處理用公式(3)、公式(4)計(jì)算3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溫度示值誤差。T?,T?——第1次，第2次儀器測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化溫度，℃;△T——溫度的示值誤差，℃;T。儀器測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熔化溫度的平均值，℃T.——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的認(rèn)定值，℃。9.1.4.6合格判據(jù)結(jié)果均符合表2中5.5要求為合格。9.1.5熱量重復(fù)性9.1.5.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)儀器熱量重復(fù)性是否符合表2中5.6的要求。9.1.5.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.1.5.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分析天平，見(jiàn)表4。9.1.5.4試驗(yàn)程序用分析天平準(zhǔn)確稱取熱分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銦(In)適量，裝入鋁坩堝中，升溫速率設(shè)定為10℃/min,在基線上選取左邊界點(diǎn)F?和右邊界點(diǎn)F?,通過(guò)測(cè)量曲線在F?數(shù)據(jù)點(diǎn)和F?數(shù)據(jù)點(diǎn)之間對(duì)熔化峰積分，曲線的面積即為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化熱(簡(jiǎn)稱熱量),如圖5所示。樣品更換再測(cè)量1次。重復(fù)上述方法，分別選取熱分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)錫(Sn)、鋅(Zn),測(cè)量其熔化熱。8熱流或功率差/熱流或功率差/mw溫度/℃9.1.5.5數(shù)據(jù)處理按公式(5)、公式(6)計(jì)算3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熱量重復(fù)性。△H=(△H?+△H?)/2 儀器測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熱量的平均值，△H?,△H?——第1次，第2次儀器測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熱量，J/g;sg——熱量重復(fù)性。9.1.5.6合格判據(jù)結(jié)果均符合表2中5.6要求為合格。9.1.6熱量示值誤差9.1.6.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)儀器熱量示值誤差是否符合表2中5.7的要求。9.1.6.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.1.6.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分析天平，見(jiàn)表4。9.1.6.4試驗(yàn)程序同9.1.5。9.1.6.5數(shù)據(jù)處理根據(jù)9.1.5的熱量測(cè)量結(jié)果，用公式(5)、公式(7)計(jì)算熱量的示值誤差。式中：δ——熱量的示值誤差；99.1.6.6合格判據(jù)結(jié)果均符合表2中5.7要求為合格。9.1.7分辨率9.1.7.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)儀器分辨率是否符合表2中5.8的要求。9.1.7.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.1.7.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，見(jiàn)表4。9.1.7.4試驗(yàn)程序取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鉛(Pb)約5mg,硝酸鉀(KNO?)約2mg,裝入坩堝中，放到樣品支持器上，按以下程序升溫：1)從50℃升溫至290℃,升溫速率為20℃/min;2)在290℃恒溫5min;3)從290℃升溫至350℃,升溫速率為2℃/min。測(cè)量曲線如圖6溫度/℃9.1.7.5數(shù)據(jù)處理按公式(8)計(jì)算分辨率。R——分辨率；y——在兩個(gè)峰范圍內(nèi)，從基線到測(cè)量曲線間的最小距離，mW;y?——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鉛(Pb)的峰高，mW。9.1.7.6合格判據(jù)結(jié)果符合表2中5.8要求為合格。9.2通用技術(shù)要求試驗(yàn)9.2.1環(huán)境適應(yīng)性9.2.1.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)環(huán)境溫度對(duì)儀器的影響是否符合6.2的要求9.2.1.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.2.1.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溫度試驗(yàn)箱，見(jiàn)表4。9.2.1.4試驗(yàn)程序a)在試驗(yàn)過(guò)程中，不調(diào)節(jié)儀器的任何調(diào)節(jié)器。將溫度以不大于1℃/min的變化率降至15℃。此時(shí)，儀器接通電源，并在此溫度下保持1h后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銦(In)進(jìn)行10℃/min的升溫測(cè)試，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化溫度T?和熔化熱△H?;b)以不大于1℃/min的溫度變化率將溫度試驗(yàn)箱升溫至35℃,在此溫度下保持1h后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銦(In)進(jìn)行10℃/min的升溫測(cè)試，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化溫度T?和熔化熱△H?;c)斷開(kāi)儀器電源，以相同溫度變化速率降溫至室溫。9.2.1.5數(shù)據(jù)處理按公式(9)、公式(10)計(jì)算△T.和△T,2,按公式(11)、公式(12)計(jì)算δ式中：△T1,△T.2——溫度15℃和35℃時(shí)溫度示值誤差，℃;δ1,δn?——溫度15℃和35℃時(shí)熱量示值誤差，℃;T,——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的認(rèn)定值，℃;△H?！獦?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的認(rèn)定值，J/g。9.2.1.6合格判據(jù)結(jié)果符合6.2的要求為合格。9.2.2穩(wěn)定性試驗(yàn)9.2.2.1試驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)儀器穩(wěn)定性是否符合6.3的要求。9.2.2.2試驗(yàn)條件同9.1.1。9.2.2.3試驗(yàn)設(shè)備有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分析天平，見(jiàn)表4。9.2.2.4試驗(yàn)程序儀器接通電源，穩(wěn)定2h。用分析天平準(zhǔn)確稱取熱分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銦(In)適量，裝入鋁坩堝中，升溫速率設(shè)定為10℃/min,測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔化溫度和熔化熱，方法同9.1.3和9.1.5。4h內(nèi)，每隔0.5h記錄一次數(shù)據(jù)Tw.和△H(i=1,2,…,8)。9.2.2.5數(shù)據(jù)處理按公式(13)、公式(14)計(jì)算△Tw;和δ.,取絕對(duì)值最大者作為儀器示值穩(wěn)定性。T.——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的認(rèn)定值，℃;△T——4h內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溫度示值誤差，℃;δ——4h內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熱量示值誤差，%。9.2.2.6合格判據(jù)結(jié)果符合6.3的要求為合格。10型式評(píng)價(jià)結(jié)果的判定所有樣機(jī)的所有評(píng)價(jià)項(xiàng)目均符合型式評(píng)價(jià)大綱的要求為合格。對(duì)于單一產(chǎn)品的，有一項(xiàng)及一項(xiàng)以上項(xiàng)目不合格，判定其不合格。系列產(chǎn)品中，有一種及一種以上型號(hào)不合格的，判定該系列不合格。11試驗(yàn)項(xiàng)目所用計(jì)量器具和設(shè)備表試驗(yàn)所用計(jì)量器具和設(shè)備列于表4。序號(hào)計(jì)量器具和設(shè)備名稱測(cè)量區(qū)間主要性能指標(biāo)備注1熱分析國(guó)家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熔化溫度不確定度為(0.06~0.94)℃,k=2,熔化熱不確定度為(0.3～1.3)J/g,k=22分析天平最大秤量不低于10g實(shí)際分度值不大于0.01mg,①級(jí)3秒表分辨力不大于0.01s,MPE:±0.55s/d4溫度試驗(yàn)箱15℃和35℃兩點(diǎn)的最大允許誤差不超過(guò)±2℃;試驗(yàn)箱有效容積應(yīng)大于儀器體積的3倍通過(guò)通過(guò)不通過(guò)附錄A示差掃描熱量計(jì)型式評(píng)價(jià)原始記錄格式一、樣機(jī)基本信息記錄申請(qǐng)單位計(jì)量器具名稱規(guī)格型號(hào)樣機(jī)編號(hào)型式評(píng)價(jià)大綱章節(jié)號(hào)要求十—備注計(jì)量單位外部結(jié)構(gòu)標(biāo)志外觀十 ××三、計(jì)量性能試驗(yàn)記錄計(jì)量要求試驗(yàn)項(xiàng)目用計(jì)量器具和設(shè)備序號(hào)所用計(jì)量器具和設(shè)備*測(cè)量范圍主要性能指標(biāo)準(zhǔn)確度等級(jí)/不確定度/最大允許誤差型號(hào)編號(hào)設(shè)備可不填寫(xiě)“準(zhǔn)確度等級(jí)/不確定度/最大允許誤差”。1.基線噪聲和基線漂移試驗(yàn)結(jié)果基線噪聲基線漂移試驗(yàn)過(guò)程中的異常情況記錄：本試驗(yàn)項(xiàng)目合格判定要求：合格判定：□合格□不合格2.程序升溫速率偏差升溫速率/(℃/min)2T?/℃T10/℃程序升溫速率偏差/%試驗(yàn)過(guò)程中的異常情況記錄：本試驗(yàn)項(xiàng)目合格判定要求：合格判定：□合格□不合格3.分辨率Pb取樣量/mgKNO?取樣量/mg分辨率試驗(yàn)過(guò)程中的異常情況記錄：本試驗(yàn)項(xiàng)目合格判定要求：4.溫度重復(fù)性和溫度示值誤差標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)取樣量℃℃平均實(shí)測(cè)值℃溫度重復(fù)性℃溫度示值誤差℃表(續(xù))標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)取樣量mg熔化溫度/℃試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)值℃實(shí)測(cè)值℃平均實(shí)測(cè)值℃溫度重復(fù)