JJF(京) 95-2022 林格曼烟气黑度监测设备校准规范

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CalibrationSpecificationforRingelmannsmokeblacknessmonitoringequipment2022-04-08发布2022-05-08实施北京市市场监督管理局发布1林格曼烟气黑度监测设备校准规范CalibrationSpecificationforRingelmannsmokeblacknessmonitoringequipment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)95-20222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3目录1范围..........................................................52术语和计量单位................................................53概述..........................................................54计量特性......................................................65校准条件......................................................65.1校准环境....................................................65.2测量标准及其他设备..........................................76校准项目和校准方法............................................76.1校准项目....................................................76.2校准方法....................................................77校准结果表达..................................................88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....174引言JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、JJF1032-2005《光学辐射计量名词术语及定义》、JJF1059.1-2012《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/T398—2007《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。5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（0～5）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（Ringelmannsmokechart）林格曼烟气黑度图由14cm×21cm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（Ringelmannnumber）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。6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：4.1.1A类仪器：不超过±0.5级4.1.2B类仪器：不超过±0.5级4.2重复性：4.2.1A类仪器：不作要求4.2.2B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：（15～30）℃7环境湿度：≤85%RH环境照度：（300～85000）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(0~5)mMPE：±(0.03+0.03L)mm2标准林格曼黑度板（0~5）级U=0.2（k=2）3透射式密度片D：0.0~4.0U=0.2（k=2）4反射式密度卡D：0.0~2.0U=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8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：0xxii（1）式中：0x——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)(612nxxSniA（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”；9b)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。10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14cm×21cm，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9mm×9mm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7.7mm×7.7mm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6.3mm×6.3mm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4.5mm×4.5mm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%）11图A.1林格曼黑度1级（黑色线条面积占总面积的20%）12图A.2林格曼黑度2级（黑色线条面积占总面积的40%）13图A.3林格曼黑度3级（黑色线条面积占总面积的60%）14图A.4林格曼黑度4级（黑色线条面积占总面积的80%）15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x1x2x3平均值示值误差0123452重复性测量次数x1x2x3x4x5x6重复性测量值校准员核验员年月日16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0123452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）17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0xxi式中：Δ——示值误差ix——3次测量结果的平均值x0——标准值方差和传播系数：)()(02222212xucxucuicc1=1c2=-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)(612nxxSniA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12345678910测量结果3.23.23.23.33.33.23.23.23.23.2平均值3.22标准偏差SA＝0.042。校准时