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浅析苏州鸿基洁净科技股份有限公司尘埃粒子计数器的量值溯源

[导读]随着苏州鸿基洁净科技股份有限公司尘埃粒子计数器在各行各业的广泛利用,为保证测量结果的准确可靠,必须对尘埃粒子计数器有效溯源。本文从目前国内外有关的尘埃粒子计数器技术标准出发,详细分析其溯源现状,并探讨进一步的研究方向,供有关计量科研人员参考。
摘    要:随着尘埃粒子计数器在各行各业的广泛利用,为保证测量结果的准确可靠,必须对尘埃粒子计数器有效溯源。本文从目前国内外有关的尘埃粒子计数器技术标准出发,详细分析其溯源现状,并探讨进一步的研究方向,供有关计量科研人员参考。

尘埃粒子计数器是测定洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器,广泛应用于电子、制药、半导体、光学或精密机械加工等行业,是保障生物安全和环境安全的关键设备。尘埃粒子计数器采样流量常见的有2.83m L/min、28.3mL/min、50m L/min、100m L/min,粒径测量范围一般为(0.1~10.0)μm。尘埃粒子计数器属于高精密电子设备,其光学系统及检测系统都会随时间发生变化,为了保证量值的准确可靠,其量值的溯源性研究是必不可少的,通过连续不间断的量值比较链,使尘埃粒子计数器校准复现的量值能够与国家测量标准或国际测量标准联系起来。

1 尘埃粒子计数器量值溯源相关技术规范

国际标准化组织发布的ISO 21501-4:2018《粒度分布的测定单粒光作用法-第4部分洁净空间光散射尘埃粒子计数器》[1]和日本发布的JISB 9921-2010《无菌环境用光散射自动粒子计数器》[2]两项标准均适用于采用光散射原理,应用于测量空气中粒径为(0.1~10.0)μm的尘埃粒子计数器的校准及检测,两项标准的性能指标和试验方法基本一致,其性能指标包括粒径设定误差、粒径分辨力、计数效率、伪计数、最大粒子浓度、采样误差、计时误差和计数响应等。

我国最早关于尘埃粒子计数器的计量技术规范是JJG 547-1988《尘埃粒子计数器检定规程》,其利用多分散标准粒子检定尘埃粒子计数器的粒径分布准确性、单分散粒子测量离散度,该规程未检定仪器的粒子浓度示值误差。2008年更改为JJF 1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》,[3]该规范的主要校准项目包括自净时间、流量误差、计时误差、重复性、粒径分布误差、粒子浓度示值误差等,其中最受关注的技术指标是粒子浓度示值误差。另外,随着在线尘埃粒子计数器的广泛应用和计量溯源的需求,中国计量科学研究院和上海计量测试研究院编制了《在线尘埃粒子计数器校准规范》(即将审批颁布),其主要校准项目包括零点、流量示值误差、流量稳定性、计数效率、计数重复性和粒径分布误差等,其中颗粒计数效率是最重要的计量技术指标。

2 尘埃粒子计数器量值溯源体系

目前国内外通用的尘埃粒子计数器溯源体系是:尘埃粒子计数器-凝结核粒子计数器-气溶胶静电计的逐级溯源,最终将尘埃粒子浓度溯源到电流,形成尘埃粒子计数器完整的溯源链。对应的溯源方法基本相同:利用尘埃粒子发生装置将特定粒径的粒子标准物质雾化,并稀释混匀得到一定浓度的稳定单分散粒子气溶胶,然后用标准器和被校仪器分别测量该气溶胶的粒子浓度,采用比较法对所测数据进行计算。校准中使用的粒子标准物质的粒径采用显微镜直接测量方法进行定值,最终溯源至美国NIST颗粒尺寸标准物质。[4]

当然,各技术规范也有其不同的规定,尤其是在标准器选择、标准器的溯源和校准用粒子标准物质的粒径方面。ISO 21501-4:2018和JISB 9921-2010以凝结核粒子计数器或精密尘埃粒子计数器为标准器,标准器需溯源至国际标准或国际计量单位(SI);校准用粒子标准物质的粒径为被校仪器最低粒径挡或最低粒径挡(1.5~2.0)倍。JJF 1190-2008以精密尘埃粒子计数器作为标准器,通过参加国家组织的计量比对进行量值溯源;校准用粒子标准物质的粒径为0.5μm。《在线尘埃粒子计数器校准规范》(报批稿)以精密粒子计数器或凝结核粒子计数器作为标准器,其校准用精密粒子计数器溯源至凝结核粒子计数器,凝结核粒子计数器按照JJF1562-2016《凝结核粒子计数器校准规范》[5]溯源至气溶胶静电计;校准用粒子标准物质的粒径为被检仪器最低粒径挡(1.5~2.0)倍。

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