(皖)
安 徽 省 地 方 计 量 校 准 规 范
JJF(皖)202—2025
四氟化碳气体检测仪校准规范
Calibration Specification for Gas Detectors of Carbon Tetrafluoride
2025-01-09 发布 2025-03-01 实施
安 徽 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布
JJF(皖)202—2025
四氟化碳气体检测仪校准规范
Calibration Specification for Gas Detectors of Carbon
Tetrafluoride
归 口 单 位: 安徽省化学计量技术委员会
主 要 起 草 单 位: 安徽省计量科学研究院
中盐安徽红四方股份有限公司
参 加 起 草 单 位: 东至县市场监督检验所
金寨县市场监督检验所
本规范委托安徽省化学计量技术委员会负责解释
JJF(皖)202-2025
皖—
本规范主要起草人:
陆永霞 (安徽省计量科学研究院)
徐 俊 (安徽省计量科学研究院)
郭 林 (中盐安徽红四方股份有限公司)
吴金华 (东至县市场监督检验所)
周永行 (金寨县市场监督检验所)
参加起草人:
刘 源 (安徽省计量科学研究院)
任 玉 (安徽省计量科学研究院)
董士伟 (安徽省计量科学研究院)
皖—
目 录
引 言 ............................................................................................................................................................... II
1 范围 ............................................................................................................................................................. 1
2 引用文件 ..................................................................................................................................................... 1
3 概述 ............................................................................................................................................................. 1
4 计量特性 ..................................................................................................................................................... 1
4.1 示值误差 ................................................................................................................................................... 1
4.2 重复性 ....................................................................................................................................................... 1
4.3 响应时间 ................................................................................................................................................... 1
4.4 报警功能及报警动作值............................................................................................................................. 1
4.5 漂移 ........................................................................................................................................................... 2
5 校准条件 ..................................................................................................................................................... 2
5.1 环境条件 ................................................................................................................................................... 2
5.2 校准用计量器具及配套设备 ..................................................................................................................... 2
6 校准项目和校准方法 .................................................................................................................................. 2
6.1 外观及结构 ............................................................................................................................................... 2
6.2 标志和标识 ............................................................................................................................................... 2
6.3 通电检查 ................................................................................................................................................... 2
6.4 示值误差 ................................................................................................................................................... 3
6.5 重复性 ....................................................................................................................................................... 3
6.6 响应时间 ................................................................................................................................................... 3
6.7 报警功能及报警动作值............................................................................................................................. 4
6.8 漂移 ........................................................................................................................................................... 4
7 校准结果表达 .............................................................................................................................................. 4
7.1 校准记录 .................................................................................................................................................... 4
7.2 校准结果的处理 ......................................................................................................................................... 4
8 复校时间间隔 ............................................................................................................................................. 5
附录 A 绝对误差校准结果的不确定度评定示例 ............................................................................................ 6
附录B相对误差校准结果的不确定度评定示例 .......................................................................................... 10
附录C 四氟化碳气体检测仪校准记录(参考) .......................................................................................... 14
附录 D 四氟化碳气体检测仪校准证书(内页)格式(参考) ....................................................................... 16
I
皖—
引 言
本规范依据 JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、 《通用计量术语及定义》、 《通用计量术语及定义》、 《通用计量术语及定义》、 JJF 1071-2010《国家计量校准规范编 《国家计量校准规范编 写规则》和 JJF 1059.1-2012《测量不确定度评与表示》等规范进行编写。
本规范为首次发布。
II
皖— 1
四氟化碳气体检测仪校准规范
1 范围
本规范适用于测量范围是(0~100) μmol/mol 的四氟化碳气体检测仪(以下简称仪器)的校准。其他量程的仪器可参照本规范进行校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
GB 12358-2006 作业场所环境气体检测报警仪 通用技术要求
GB/T 50493-2019 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用本规范。
3 概述
四氟化碳气体检测仪是一种能够测量环境中四氟化碳气体浓度的气体检测仪,其检测原理有电化学法、半导体法和红外法等。
仪器主要由检测单元、气路单元、信号处理单元、报警系统和显示单元等组成。按照使用方式可分为固定式和便携式。依据气体采样方式分为吸入式和扩散式。
4 计量特性
4.1 示值误差
绝对误差:±2 μmol/mol或相对误差:±10%。
以上满足其中之一即可。
4.2 重复性
重复性不大于3%。
4.3 响应时间
对吸入式采样方式的仪器响应时间不大于30s;对扩散式采样方式的仪器响应时间不大于60s。
4.4 报警功能及报警动作值
具有报警功能的仪器,在其测量范围内应具有报警动作值,当仪器示值达到报警动作值时,应有声、光或振动报警。
皖— 2
4.5 漂移
4.5.1 零点漂移:±3%FS。
4.5.2 量程漂移:±5%FS。
注:以上各项指标不适用于合格性判定,仅供参考。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度:(0~40)℃。
5.1.2 相对湿度:≤85%。
5.1.3 工作环境应无影响仪器正常工作的电磁场和干扰气体,校准现场应保持通风并采取安全措施。
5.2 校准用计量器具及配套设备
5.2.1 气体标准物质
氮中四氟化碳气体标准气体,相对扩展不确定度应不大于2%(k=2)。
当采用标准气体稀释装置稀释高浓度的气体标准物质时,气体稀释装置的流量示值误差不超过±1%,重复性应不大于0.5%。配置后标准气体的相对扩展不确定度应满足上述要求。标准气体均应使用国家有证标准物质,其他设备应有效溯源。
5.2.2 零点气体
高纯氮气(99.999%)。
5.2.3 电子秒表
分度值不大于 0.1s(MPE: ±0.1s/h)。
5.2.4 流量计
流量范围(0~1.5)L/min,准确度级别不低于 4 级。
5.2.5 减压阀及气体管路
应使用不易与四氟化碳气体发生反应或吸附的材质,如不锈钢阀和聚四氟乙烯管路。
6 校准项目和校准方法
6.1 外观及结构
6.1.1 仪器不应有影响其正常工作的外观损伤。新制造的仪器的表面应光洁平整,漆色镀层均匀,无剥落锈蚀现象。
6.1.2 仪器连接可靠,各旋钮或按键应能正常操作和控制。
6.2 标志和标识
仪器名称、型号、制造厂名称、出厂时间、编号等应齐全、清楚。
6.3 通电检查
皖— 3
仪器通电后,仪器应能正常工作,显示部分应清晰、完整。
6.4 示值误差
仪器通电预热稳定后,根据被校准仪器的采样方式使用流量控制器,控制被校准仪器所需要的流量。校准扩散式仪器时,流量的大小依据使用说明书要求的流量。若仪器说明书中没有明确要求,则流量一般控制在(500±50)mL/min。校准吸入式仪器时,一定要保证流量控制器的旁通流量计有气体放出。若仪器说明书中有明确要求,则按说明书的要求调整仪器的零点和示值。若仪器说明书中没有明确要求,则用零点气体调整仪器的零点,用测量上限80%的气体标准物质调整仪器的示值(若有需要,则应多次通入浓度约为测量上限80%的气体标准物质,调整仪器示值)。
依次分别通入浓度约为测量上限20%、50%、80%的气体标准物质,待示值稳定后,读取示值,每种浓度重复测量3次,取算术平均值作为仪器示值。按式(1)或式(2)计算各浓度点的示值误差 或相对示值误差 。
(1)
̅ (2)
式中:
——每种浓度3次示值的算术平均值,μmol/mol ;
——气体标准物质的浓度值,μmol/mol 。
6.5 重复性
待测仪器运行稳定后,通入零点气体使仪器示值回零,通入浓度为测量上限50%左右的气体标准物质,待示值稳定后,记录仪器示值 。重复测量6次,重复性以单次测量的相对标准偏差表示。按式(3)计算仪器的重复性 。
̅ √ ( ̅) (3)
式中:
—仪器第 i 次测量的显示值,μmol/mol;
̅ —仪器 n 次测量结果的算术平均值,μmol/mol;
n—测量次数。
6.6 响应时间
通入零点气体使仪器示值回零,再通入浓度约为测量上限50%的气体标准物质,待示值
皖— 4
稳定后,读取仪器示值,撤去气体标准物质,仪器回零后,再通入上述浓度的气体标准物质,同时启动秒表计时,待仪器显示值到达稳定示值的90%时停止计时,记录秒表读数,重复测量 3 次,取 3 次秒表读数的算术平均值作为仪器的响应时间。
6.7 报警功能及报警动作值
通入浓度约为报警动作值1.5倍的气体标准物质,使仪器出现报警动作,观察仪器声、光或振动报警功能是否正常,并记录仪器显示的报警浓度值。重复测量3次,取3次报警浓度值的算术平均值作为仪器的报警浓度值。
6.8 漂移
仪器的漂移包括零点漂移和量程漂移。
通入零点气体使仪器示值回零,读取稳定示值记为 ,再通入浓度约为测量上限80%的气体标准物质,读取稳定示值记为 ,撤去气体标准物质。对便携式仪器连续运行1h,每隔 15 min 通入零点气体读取仪器稳定示值 ,再通入上述气体标准物质读取仪器稳定示值 。固定式仪器连续运行4 h,每间隔1 h重复上述步骤一次,按式(4)中计算零点漂移,取绝对值最大的 作为仪器的零点漂移。
(4)
按式(5)计算量程漂移,取绝对值最大的 作为仪器的量程漂移。
( ) ( ) (5)
式(4)与式(5)中:
——第 次测量的仪器零点漂移 ;
——第 次测量的仪器量程漂移 ;
——仪器测量上限,μmol/mol 。
7 校准结果表达
7.1校准记录
校准记录格式参见附录C。
7.2校准结果的处理
校准证书(内页)格式参见附录D;绝对误差校准结果的不确定度评定参见附录A;相对误差校准结果的不确定度评定参见附录B。校准证书应至少包括以下信息:
皖— 5
a)标题, “校准证书” ;
b)实验室名称和地址;
c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;
e)送校单位的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识;
g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收
日期;
h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
j)校准环境的描述;
k)校准结果及其测量不确定度的说明;
l)对校准规范偏离的说明;
m)校准证书签发人的签名、职务或等效标识以及签发日期;
n)校准结果仅对被校对象有效的声明;
o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。
8 复校时间间隔
建议复校时间间隔一般不超过 1 年,如果仪器经维修、更换重要部件或对仪器性能有怀疑时,应对仪器重新校准 。
皖— 6
附录 A
绝对误差校准结果的不确定度评定示例
A.1 校准方法简述与测量模型
按本规范进行四氟化碳气体检测仪(以下简称仪器)示值误差的校准。
A.1.1测量模型
(A.1)
式中: C ——被校准仪器示值误差,μmol/mol ;
C ——被校准仪器示值算术平均值,μmol/mol ;
C s ——气体标准物质浓度值,μmol/mol 。
A.1.2 灵敏系数: | |
̅
A.1.3 传播公式:因各输入量彼此独立不相关,所以
( ) ( ̅) ( ) (A.2)
A.2 标准不确定度来源分析
A.2.1测量重复性引入的不确定度 ( ̅);
A.2.2分辨力引入的不确定度 ;
A.2.3气体标准物质定值引入的不确定度 ( );
A.2.4 稀释装置引入的不确定度 ( ) 。 A.3标准不确定度评定
A.3.1仪器测量重复性的不确定度,采用 A 类方法进行评定
被校准仪器示值的不确定度主要来源于仪器的测量重复性,通过连续测量的方式可以得到仪器示值的测量列。测量重复性对仪器测量结果的影响使用 A 类方法进行不确定度的分析评定。
取一台测量上限为20μmol/mol的四氟化碳气体检测仪,分别通入浓度约为测量上限20%、50%、80%的四氟化碳气体标准物质,各校准点重复测量 10 次,具体测量数据见表A.1。
皖— 7
表 A.1 仪器不同浓度点测量值(单位:μmol/mol)
序号
标准气体浓度值
4.0
10.0
16.0
1
3.2
9.8
15.4
2
3.3
9.7
15.2
3
3.4
9.6
15.3
4
3.3
9.8
15.1
5
3.4
9.6
15.2
6
3.2
9.7
15.4
7
3.3
9.6
15.5
8
3.4
9.5
15.6
9
3.2
9.8
15.5
10
3.4
9.6
15.4
根据公式A.3和A.4计算:
̅ (A.3)
( ) √ ( ̅) (A.4)
由表 A.1 的测量数据计算得到上述 3 个浓度点的算术平均值以及单次实验标准偏差结果,如表 A.2 所示。
本规范规定,每个校准点重复测量 3 次,取 3 次示值的算术平均值作为仪器示值。
( ̅) √ (A.5)
表 A.2 各校准点A类评定结果(单位:μmol/mol)
标准气体浓度值
测量列平均值
单次实验标准偏差
( ̅)
4.0
3.3
0.09
0.05
10.0
9.7
0.11
0.06
16.0
15.4
0.16
0.09
A.3.2分辨力引入的不确定度
仪器的分辨力为0.1μmol/mol,按均匀分布,则校准点的标准不确定度按式: √
由于仪器的分辨力引入的不确定度,小于仪器测量重复性引入的不确定度,故仪器的分辨力引入的不确定度可以忽略不计。
皖— 8
A.3.3 气体标准物质引入不确定度 ( )
购买的氮中四氟化碳气体标准物质,相对扩展不确定度 Urel=2%,k=2。按照公式A.6计算得到表A.3。
( ) (A.6)
表A.3 各校准点B类评定结果 (单位:μmol/mol)
标准值
Urel
( )
4.0
2%
0.04
10.0
2%
0.10
16.0
2%
0.16
A.3.4稀释装置引入的不确定度 ( )
稀释装置引入的不确定度,可根据校准证书给出的定值不确定度采用B类方法进行评定。本检定装置用到的气体流量控制器 (k=2),按照公式A.7计算得到表A.4。
( ) (A.7)
表A.4 各校准点稀释装置引入的不确定度评定结果 (单位:μmol/mol)
标准气体浓度值
( )
4.0
0.7%
0.01
10.0
0.7%
0.04
16.0
0.7%
0.06
A.3.5 不确定度 ( ) 的评定
由于 ( )和 ( ) 不相关,故
( ) √ ( ) ( ) (A.8)
按照公式A.8计算得到表A.5。
皖— 9
A.4.不确定度评定结果
A.4.1 标准不确定度分量汇总
表 A.5 标准不确定度一览表 (单位:μmol/mol)
不确定度分量符号
不确定度来源
标准不确定度
灵敏度系数| |
测量点
| |
( ̅)
4.0
测量重复性引入的不确定度
0.05
| | 1
4.0
0.05
10.0
0.06
10.0
0.06
16.0
0.09
16.0
0.09
( )
( )
4.0
标准气体定值引入的不确定度
0.04
0.04
0.11
0.17
4.0
0.04
10.0
0.10
16.0
0.16
10.0
0.11
( )
4.0
稀释装置引入的不确定度
0.01
10.0
0.04
16.0
0.17
16.0
0.06
A.4.2 合成标准不确定度
各校准点的合成标准不确定度 ( ) ,按式(A.9)计算:
( ) √ ( ̅) ( ) (A.9)
校准点 4.0μmol/mol: ( ) √ = 0.06μmol/mol
校准点 10.0μmol/mol: ( ) √ =0.13μmol/mol
校准点 16.0μmol/mol: ( ) √ =0.19μmol/mol
A.4.3 扩展不确定度的评定
取包含因子 k=2,则各校准点示值误差校准结果的扩展不确定度按(A.10)计算:
( ) (A.10)
校准点 4.0μmol/mol:U= 0.2μmol/mol, k=2
校准点 10.0μmol/mol:U= 0.3μmol/mol, k=2
校准点 16.0μmol/mol:U= 0.4μmol/mol, k=2
皖— 10
附录B
相对误差校准结果的不确定度评定示例
B.1 校准方法简述与测量模型
按本规范进行四氟化碳气体检测仪(以下简称仪器)示值误差的校准。
B.1.1建立测量模型 ̅ (B.1)
式中: ——被校准仪器相对示值误差,% ;
C ——被校准仪器示值算术平均值,μmol/mol ;
C 0 ——气体标准物质浓度值,μmol/mol 。
B.1.2 灵敏系数:
̅
̅
B.1.3 传播公式:因各输入量彼此独立不相关,所以
( ) ( ̅) ( ) (B.2)
B.2 标准不确定度来源分析
B.2.1测量重复性引入的相对标准不确定度 ( ̅) ;
B.2.2气体标准物质定值引入的相对标准不确定度 ( ) ;
B.2.3分辨力引入的相对标准不确定度 ( ) 。
B.3标准不确定度评定
B.3.1仪器测量重复性的相对标准不确定度,采用 A 类方法进行评定
被校准仪器示值的不确定度主要来源于仪器的测量重复性,通过连续测量的方式可以得到仪器示值的测量列。测量重复性对仪器测量结果的影响使用 A 类方法进行不确定度的分析评定。
取一台测量上限为100μmol/mol的四氟化碳气体检测仪,分别通入浓度约为测量上限20%、50%、80%的四氟化碳气体标准物质,各校准点重复测量 10 次,具体测量数据见表B.1。
皖— 11
表 B.1 仪器不同浓度点测量值(单位:μmol/mol)
序号
标准气体浓度值
20.0
49.8
79.8
1
19.2
49.1
77.0
2
19.3
49.2
78.5
3
19.4
48.8
78.1
4
19.2
49.0
77.3
5
19.0
49.5
78.4
6
19.1
48.7
79.6
7
19.4
48.6
77.8
8
19.2
48.2
78.0
9
19.0
48.1
79.5
10
19.3
48.6
78.1
根据公式B.3和B.4计算:
̅ (B.3)
̅√ ( ̅) (B.4)
由表 B.1 的测量数据计算得到上述 3 个浓度点的算术平均值以及单次实验标准偏差结果,如表 B.2 所示。
本规范规定,每个校准点重复测量 3 次,取 3 次示值的算术平均值作为仪器示值。
( ̅) √ (B.5)
表 B.2 各校准点A类评定结果
标准气体浓度值/(μmol/mol)
平均值/(μmol/mol)
( ̅)
20.0
19.2
0.75%
0.43%
49.8
48.8
0.90%
0.52%
79.8
78.2
1.06%
0.61%
B.3.2 气体标准物质引入相对标准不确定度 ( )
购买的氮中四氟化碳气体标准物质,相对扩展不确定度 Urel=2%,k=2。则有: ( )
皖— 12
B.3.3 分辨力引入的相对标准不确定度 ( )
仪器的分辨力为0.1μmol/mol,按均匀分布,则校准点的相对标准不确定度按式(B.6)计算。
( ) ̅ √ (B.6)
表 B.3 各校准点分辨力引入的相对标准不确定度评定结果
标准气体浓度值/(μmol/mol)
平均值/(μmol/mol)
( )
20.0
19.2
0.15%
49.8
48.8
0.06%
79.8
78.2
0.04%
由于仪器的分辨力引入的相对标准不确定度,小于仪器测量重复性引入的相对标准不确定度,故仪器的分辨力引入的相对标准不确定度可以忽略不计。
B.4.不确定度评定结果
B.4.1 相对标准不确定度分量汇总
表 B.4 相对标准不确定度一览表
不确定度分量符号
不确定度来源
相对标准不确定度值/%
( ̅)
20.0μmol/mol
测量重复性引入的不确定度
0.43
49.8μmol/mol
0.52
79.8μmol/mol
0.61
( )
标准气体定值引入的不确定度
1.00
B.4.2 合成标准不确定度
各校准点的相对合成标准不确定度 ( ) ,按式(B.7)计算:
( ) √ ( ̅) ( ) (B.7)
校准点 20.0μmol/mol: ( ) √ = 1.09%
校准点 49.8μmol/mol: ( ) √ = 1.13%
校准点 79.8μmol/mol: ( ) √ = 1.17%
皖— 13
B.4.3 相对扩展不确定度的评定
取包含因子 k=2,则各校准点示值误差校准结果的相对扩展不确定度按(B.8)计算:
( ) (B.8)
校准点 20.0μmol/mol: =2.2% , k=2
校准点 49.8μmol/mol: = 2.3% , k=2
校准点 79.8μmol/mol: = 2.4% , k=2
皖— 14
附录C
四氟化碳气体检测仪校准记录(参考)
第 页 共 页
客户名称
客户地址
仪器名称
仪器型号
证书编号
生产厂家
仪器编号
温 度
校准地点
湿 度
校准依据
名称
型号
规 格
编 号
测量范围
不确定度/准确度等 级/最大允许误差
检定/校准 证书编号
有效期至
上级溯源机构 名称
1.外观及通电检查(符合规范技术要求的“√”,不符合规范技术要求的“×”):
结构完整 □
标识齐全 □
通电正常 □
显示清晰 □
2. 示值误差 测量范围:
标准气体浓度值
μmol/mol
测量值/(μmol/mol)
绝对误差
μmol/mol
相对误差
1
2
3
平均值
%
3. 重复性
标准气体浓度值
μmol/mol
测量值/(μmol/mol)
重复性
(%)
1
2
3
4
5
6
4. 响应时间
标准气体浓度值
μmol/mol
响应时间(s)
1
2
3
平均值
皖 202—2025
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5.报警功能及报警动作值
报警功能
报警动作值
μmol/mol
实测报警动作值
μmol/mol
平均值
μmol/mol
6.漂移
时 间
0 min/0h
15min/1h
30min/2h
45min/3h
60min/4h
零点示值
μmol/mol
量程示值
μmol/mol
7. 示值误差校准结果的不确定度评定
标准气体浓度值/(μmol/mol)
示值误差校准结果的不确定度评定
校准员: 核验员: 校准日期:
皖 202—2025
16
附录 D
四氟化碳气体检测仪校准证书(内页)格式(参考)
校准环境:温度: ℃;相对湿度: %
校准项目
校准结果
外观及通电检查
示值误差
标准值
示值误差
重复性
响应时间
报警功能及报警动作值
零点漂移
量程漂移
示值误差校准结果的扩展不确定度: (k=2)
以下空白
F(皖