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嘉峪檢測網 2018-07-02 18:20
一、校準規范制定的背景及目的
氣體中濕度的測量和控制廣泛應用于各個領域,它不僅關系到產品的產量和質量,而且對安全生產﹑節能等都有很重要的意義。阻容法露點濕度計一般用于低濕范圍的測量,其標稱的測量范圍最多為露(霜)點-80℃~+20℃,最大量程可以達到露(霜)點-110℃~+80℃,廣泛用于石化、電子、電力、冶金、高純氣體生產等領域,進行氣體濕度的檢測,包括間斷測量及在線測量。
阻容法露點濕度計體積小、便于攜帶、方便現場使用,對于一些具有特殊安全要求的場合,又可以設計成防爆類型,所以一直占據著濕度測量儀表的大部分市場份額。另一方面,阻容法露點濕度計又存在著明顯的不足,主要表現為準確度低、長期穩定性差、在測量下限靈敏度低等。對于某些新的儀器,根據廠家提供的主要技術指標——最大允許誤差一般為±2℃~±3℃(露點),但實際上有很多濕度計無法滿足這一指標。對于使用中的儀器,露點示值誤差在±10℃~±20℃經常可見。此外,一些人為因素、測量條件、儀器操作方法以及參數設置等也會影響儀器的校準結果,校準過程中的平衡等待時間、氣體管路的選擇、儀器的校準周期等都需要有技術文件加以規范。
JJF1072-2010《阻容法露點濕度計校準規范》由國家質檢總局于2011年1月21發布,并于2011年4月21日實施,旨在保證濕度量值的準確傳遞及統一,使不同實驗室之間的校準數據具有可比性。
二、校準規范制定的主要內容解讀
1.校準規范的適用范圍
JJF1072-2010適用于以高分子濕敏電容或濕敏電阻、氧化鋁薄膜等為感濕元件,測量氣體濕度的露點儀、露點傳感器或變送器等,統稱為阻容法露點濕度計,其顯示的單位大多為露點值,也可以是體積比、重量比或絕對濕度等。如果是露點傳感器或變送器,其輸出信號可能是電流、電壓或其他電信號值。
目前還有很小部分其他工作原理的露點濕度計在使用,如晶振頻率、光學吸收等,這些儀器的校準也可以依據JJF1072-2010執行。對于半導體致冷、冷鏡式原理的露點儀和電解法原理的微量水分分析儀,都有相應現行有效的檢定規程,和JJF1072-2010沒有關聯。
2.被校準儀器的計量特性
對于阻容法露點濕度計,最主要的技術指標是示值誤差,確定儀器的誤差值或修正值是校準過程的主要內容。對于不能直接顯示露點值的露點傳感器和變送器,給出露點標準值和電信號的對應關系即可。
阻容法露點濕度計的穩定性是指儀器的長期穩定性(或漂移),一般分為一個月、三個月、半年或一年的穩定性考察,校準實驗室可以根據客戶的要求選做。
3.濕度標準儀器(精密露點儀)
在阻容法露點濕度計校準的過程中,冷鏡式精密露點儀是必備的關鍵設備,是濕度量值傳遞以及比對通常使用的標準。它是利用半導體制冷原理冷卻露點傳感器的鏡面,使氣體中的水蒸氣在鏡面上冷凝為露或霜,光電檢測系統自動控制平衡,使鏡面上的露或霜與氣體中的水蒸氣呈平衡狀態,用鉑電阻溫度計準確測量鏡面上露層或霜層的溫度,即氣體的露(霜)點溫度。這是目前濕度測量中準確度最高、可靠性最好的方法。
在JJF1072-2010中,規定精密露點儀的測量范圍(低濕端)至少要達到露(霜)點-50℃,在露(霜)點≤-50℃時,儀器的最大允許誤差為±0.3℃,在露(霜)點>-50℃時,最大允許誤差為±0.2℃,這與JJG499-2004《精密露點儀》檢定規程是一致的。
4.濕度發生器
濕度發生器可以理解為是一種濕度標準源,可以產生一股濕度恒定﹑量值已知并且連續可調的氣體(載氣一般為氮氣或空氣),或者提供一個恒濕的環境(測試腔)。根據其工作原理,濕度發生器可以單獨作為濕度傳遞標準,或作為配套設備與精密露點儀一起使用。濕度發生器分為雙壓法、雙溫法、分流法(混合法)、滲透法等幾大類型,它們所提供的濕度量值范圍和不確定度均有所不同。
JJF1072-2010規定濕度發生器的工作范圍(在低濕端)至少要達到露(霜)點-50℃,波動性不大于±0.2℃(30min)。
當濕度發生器單獨作為濕度傳遞標準時,除了對波動性的要求,對其最大允許誤差也有具體的規定。在露(霜)點≤-50℃時,發生器的最大允許誤差為±0.3℃,在露(霜)點>-50℃時,最大允許誤差為±0.2℃。
為了保證儀器校準的順利進行,提高工作效率,濕度發生器輸出的載氣流量應該不低于2L/min。同時為保證校準結果的準確可靠,一般不建議單獨使用濕度發生器作為濕度標準,最好和精密露點儀配套使用。
三、校準規范執行中應注意的問題
1.校準系統的干燥時間
對于測量微量水的阻容法露點濕度計,管路中殘余的水蒸氣會比較明顯的影響測量結果,氣體管路的充分吹洗和干燥是校準過程的重要步驟。考慮到有些計量實驗室在夜里不允許設備運行,JJF1072-2010規定校準系統的干燥時間不能少于3h。為了提高干燥效率,可以適當增加干燥載氣的流量。
2.被校準儀器的參數設置
對于被校準的阻容法露點濕度計,明顯影響其測量結果的是壓力的設置。有些客戶使用儀器是在高壓的環境中,而在實驗室的校準過程是在常壓下進行,因此必須注意將被校準儀器的壓力參數設置為與實驗室環境一致的壓力條件。有些儀器安裝了載氣種類的選擇設置,應該選擇與校準時相應的氣體種類。
3.儀器在低濕測量點靈敏度的檢查
目前,有些型號的阻容法露點濕度計在低濕范圍內測量靈敏度比較低,就是當被測氣體中的濕度已經發生較大變化時,儀器的測量值變化很小甚至不變。為了準確評價儀器的計量特性,規范要求在低濕范圍內校準露點儀時(一般指露點或霜點范圍在-80℃~-30℃),相領的兩個校準點間隔不要超過10℃,儀器總的校準點不能少于3個。
4.校準結果的不確定度
對于可以直接顯示濕度量值(如露點、霜點、體積比或重量比等)的阻容法露點濕度計,在校準證書中要逐點的給出每個校準結果(被校準儀器的示值誤差或修正值)的不確定度。對于不能顯示濕度量值、只顯示電信號值(如電流、電壓、電容值等)的露點傳感器和變送器,首先將電信號轉換成相應的濕度量值,然后計算被校準儀器的示值誤差或修正值,并給出校準結果的不確定度。對于沒有電信號和露點之間換算關系的儀器,只需給出露點標準值的不確定度即可。
JJF1072-2010建議阻容法露點濕度計的復校時間間隔由客戶根據使用情況自主決定,如果更換傳感器或濕敏元件,或者儀器的工作曲線、零度和滿度進行了調整,儀器應該重新進行校準。鑒于這一類露點濕度計都存在漂移的特性,建議儀器的校準周期最好不超過12個月。
來源:AnyTesting