JJF(京)95-2022 林格曼烟气黑度监测设备校准规范-(高清正版）.pdf

北 京 市 地 方 计 量 技 术 规 范 JJF（京）95-2022 林格曼烟气黑度监测设备校准规范 Calibration Specification for Ringelmann smoke blackness monitoring equipment 2022-04-08 发布 2022-05-08 实施 北京市市场监督管理局 发布 林格曼烟气黑度监测设备校准规范 Calibration Specification for Ringelmann smoke blackness monitoring equipment 归 口 单 位：北京市市场监督管理局 主要起草单位：北京市计量检测科学研究院 参加起草单位：北京市计量检测科学研究院 北京朗观视觉科技有限公司 本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释 JJF(京)95-2022 本规范主要起草人：张卿贤 北京市计量检测科学研究院 本规范参加起草人：张建亮 北京市计量检测科学研究院 崔磊 北京市计量检测科学研究院 刘佳畅 北京市计量检测科学研究院 顔旬 北京朗观视觉科技有限公司 目 录 1 范围.5 2 术语和计量单位.5 3 概述.5 4 计量特性.6 5 校准条件.6 5.1 校准环境.6 5.2 测量标准及其他设备.7 6 校准项目和校准方法.7 6.1 校准项目.7 6.2 校准方法.7 7 校准结果表达.8 8 复校时间间隔.9 附录 A 林格曼烟气黑度图.10 附录 B 林格曼烟气黑度监测设备校准记录参考格式.15 附录 C 林格曼烟气黑度监测设备校准结果参考格式.16 附录 D 林格曼烟气黑度监测设备示值误差校准结果不确定度分析.17 引 言 JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF 1001通用计量术语及定义、JJF 1032-2005 光学辐射计量名词术语及定义、JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。本规范的制订，参考了 HJ/T3982007固定污染源排放烟气黑度的测定 林格曼烟气黑度图法中的部分内容。本规范为首次制定。林格曼烟气黑度监测设备校准规范 1 范围 本规范用于测量范围在（05）级林格曼黑度的林格曼烟气黑度监测设备计量性能的校准。2 术语和计量单位 2.1 术语 2.1.1 林格曼烟气黑度图（Ringelmann smoke chart）林格曼烟气黑度图由 14cm21cm 的不同黑度的图片组成，除全白与全黑分别代表林格曼黑度 0 级和 5 级外，其余 4 个级别分别是根据黑色条格占整块面积的百分数来确定的，黑色条格的面积占 20%为 1 级，占 40%为 2 级，占 60%为 3级，占 80%为 4 级。2.1.2 林格曼黑度级数（Ringelmann number）评价烟气黑度的一种数值，观测的烟气黑度与林格曼烟气黑度图对比得到。2.2 计量单位 Unit 采用的计量单位为：级 3 概述 林格曼烟气黑度监测设备（以下简称监测设备）按照原理可以分为目视型、光电型和视频抓拍型。目视型设备一般采用双目望远系统或单目望远系统。原理是：把通用的标准林格曼烟气黑度图缩制在一块玻璃上，从而对烟气黑度进行监测。将在望远镜目镜中看到烟气黑度与林格曼烟气黑度图直接作对比，即可确定烟气的黑度等级。如图 1。图 1 目视型设备原理 光电型设备利用光学传感器来对目标测量，采用光电转换及微机新技术，用微电脑模拟林格曼图，对比测量，使烟气的监测精度得到提高。光电烟气测试仪可对烟气黑度进行自动监测打印记录，所有数据通过微机快速处理，正确可靠，按数码管显示结果或打印记录的数据即可确定被测烟气的林格曼黑度等级。视频抓拍型设备利用高速摄像机对监测场景进行拍摄，利用图像分析技术对取得的画面进行解析计算，从而得到被测烟气的林格曼黑度等级。在此规范中，我们把目视型设备归为 A 类（以下简称为 A 类仪器），把光电型设备和视频抓拍型设备归为 B 类（以下简称为 B 类仪器）。4 计量特性：4.1 示值误差：4.1.1 A 类仪器：不超过0.5 级 4.1.2 B 类仪器：不超过0.5 级 4.2 重复性：4.2.1 A 类仪器：不作要求 4.2.2 B 类仪器：不超过 0.25 级 以上计量特性要求仅供参考，不作为判定依据。5 校准条件 5.1 环境条件 环境温度：（1530）环境湿度：85%RH 环境照度：（30085000）lx 无影响正常校准的外磁场、周围无强烈振动、无高浓度粉尘及腐蚀性物质，应避免其他冷、热源影响。5.2 测量标准及其他设备 校准用设备应经计量技术机构检定或校准，具有有效的检定证书或校准证书。测量标准及其他设备见表 1 表 1 测量标准及其他设备 序号 名称 测量范围 技术要求 1 钢卷尺(05)m MPE：(0.03+0.03L)mm 2 标准林格曼黑度板（05）级 U=0.2（k=2）3 透射式密度片 D：0.04.0 U=0.2（k=2）4 反射式密度卡 D：0.02.0 U=0.2（k=2）6 校准项目和校准方法 6.1 校准项目 6.1.1 示值误差 6.1.2 重复性 注：校准项目根据被校仪器类型及客户需要校准。6.2 校准方法 6.2.1 校准前检查 林格曼烟气黑度监测设备应结构完整，不应有锈蚀及损伤，各部件齐全连接可靠，按键灵活、定位正确，无影响仪器正常工作的缺陷；显示部分显示清晰，无影响读数的缺陷；仪器名称、型号、制造年月、编号、及制造厂名称应齐全。6.2.2 示值误差 调整光路，将林格曼烟气黑度监测设备的探测器对准标准林格曼黑度板，适当调整距离，使设备成像清晰，A 类设备可直接进行测量，B 类设备需预热 15分钟后开始测量。逐次调整标准林格曼黑度板，使设备对标准林格曼黑度板的 0 级、1 级、2级、3 级、4 级、5 级分别进行采样，并读取设备的显示值，每级测量 3 次，计算平均值作为测量结果，与标准林格曼黑度板的标准值对比，按公式（1）计算示值误差：0 xxii （1）式中：0 x林格曼黑度板标准值；ix林格曼黑度测量值平均值；i示值误差。6.3.2 重复性 调整光路，将林格曼烟气黑度监测设备的探测器对准标准林格曼黑度板，适当调整距离，使设备成像清晰，预热 15 分钟后开始测量。调整标准林格曼黑度板，使设备对标准林格曼黑度板的 3 级进行采样，使用林格曼黑度监测设备进行连续 6 次测量，按公式（2）计算仪器的重复性。1)(612nxxSniA （2）式中：SA重复性；xi 第i次测量值；x n次测量平均值；n 测量次数，n=6。7 校准结果表达 校准结果应在校准证书或校准报告上反映，校准证书校准原始记录格式见附录 B，校准证书内页推荐格式见附录 C。校准证书应至少包括以下信息：a)标题，如“校准证书”或“校准报告”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点；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)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明；i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；l)校准结果及其测量不确定度的说明；m)校准证书或校准报告签发人的签名、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 林格曼烟气黑度监测设备的复校时间间隔根据实际使用的具体情况确定，建议一般不超过 1 年。附录 A 林格曼烟气黑度图 标准的林格曼烟气黑度图由5张不同黑度的图片组成，可以通过在白色背景上确定宽度的黑色线条和间隔的矩形网格来准确印制。除全白与全黑分别代表林格曼黑度0级和5级外，其余4个级别是根据黑色条格占整块面积的百分数来确定的：每张图片中，网格所占的面积是14cm21cm，每个小格长10mm，宽10mm。每张图片上的网格由294个小格组成。图片0（林格曼黑度0级）全白（反射率80%）图片1（林格曼黑度1级）每个小格长、宽均为10mm，黑色线条宽1mm，余下9mm9mm 平方的空白（黑色条格的面积占20%）。图片2（林格曼黑度2级）每个小格长、宽均为10mm，黑色线条宽2.3mm，余下7.7mm7.7mm平方的空白（黑色条格的面积占40%）图片3（林格曼黑度3级）每个小格长、宽均为10mm，黑色线条宽3.7mm，余下6.3mm6.3mm平方的空白（黑色条格的面积占60%）图片4（林格曼黑度4级）每个小格长、宽均为10mm，黑色线条宽5.5mm，余下4.5mm4.5mm平方的空白（黑色条格的面积占80%）图片 5（林格曼黑度 5 级）全黑（反射率2%）图 A.1 林格曼黑度 1 级（黑色线条面积占总面积的 20%）图 A.2 林格曼黑度 2 级（黑色线条面积占总面积的 40%）图 A.3 林格曼黑度 3 级（黑色线条面积占总面积的 60%）图 A.4 林格曼黑度 4 级（黑色线条面积占总面积的 80%）附录 B 林格曼烟气黑度监测设备校准记录参考格式 第 页 共 页 送检单位 证书编号 客户地址：校准地点：仪器名称 仪器型号 出厂编号 制造厂 温度：湿度：%RH 照度 lx 标 准 器 名 称 型号规格 编 号 准 确 度 备 注 校 准 依 据 1 示值误差 林格曼黑度等级 x1 x2 x3 平均值 示值误差 0 1 2 3 4 5 2 重复性 测量次数 x1 x2 x3 x4 x5 x6 重复性 测量值 校准员 核验员 年 月 日 附录 C 林格曼烟气黑度监测设备校准结果参考格式 校准结果 1 示值误差：林格曼黑度等级 仪器测量值 示值误差 0 1 2 3 4 5 2 重复性：示值误差测量结果的扩展不确定度U=，k=2 （以下空白）附录 D 林格曼烟气黑度监测设备 示值误差校准结果不确定度分析 D1 概述 使用标准林格曼黑度板对林格曼烟气黑度监测设备进行测量，读取设备的显示值，每级测量3次，计算平均值作为测量结果，与标准林格曼黑度板的标准值对比计算示值误差。以林格曼黑度3级测量为例进行不确定度分析。D2 数学模型 0 xxi 式中：示值误差 ix3次测量结果的平均值 x0标准值 方差和传播系数：)()(02222212xucxucuic c1=1 c2=-1 因此得到：2022)()(xuxuuic D3 输入量的标准不确定度评定 D3.1 仪器重复性引入的不确定度u1 输入量 xi的不确定度来源，主要是林格曼烟气黑度监测设备的测量重复性，可采用 A 类方法进行评定。按贝塞尔公式计算：1)(612nxxSniA 使用同一标准林格曼黑度板对一台林格曼烟气黑度监测设备进行 10 次重复测量，得到一组数据，如下：测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量结果 3.2 3.2 3.2 3.3 3.3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 平均值 3.22 标准偏差 SA0.042。校准时重复测量 3 次，取平均值作为测量值，则有：025.03)(1AiSxu D3.2 仪器分辨率引入的不确定度u2 林格曼烟气黑度监测设备的分辨率为 0.1,引入的不确定度为：029.0321.0)(2ixu D3.3 标准林格曼黑度板引入的不确定度u3 标准林格曼黑度板的测量不确定度为Urel=2.2%（k=2）。因此标准不确定度为033.023%2.23u D4 合成标准不确定度 D4.1 标准不确定度汇总表 不确定度来源 输入量的标准不确定度ui 灵敏系数 ic 标准不确定度分量 iiixucu 类别 重复性 0.025 1 0.025 A 分辨率 0.029 1 0.029 A 标准林格曼黑度板 0.033 1 0.033 B D4.2 合成标准不确定度：06.0)033.0()029.0()025.0(222cu D4.3 扩展标准不确定度计算：取扩展因子 k=2，扩展不确定度为：U=kuc=20.06=0.12