JJG 956-2013

5 kPa)、B 类(承载4.5 kPa)和C 类(承载8.0 kPa)。 仪器由收集器、流量控制系统和抽气动力系统等部分组成。收集器分为吸收管、滤料采样夹、固体颗粒采样管、用于采集少量的气态污染物的采气管等, 还可装配温度控制装置。流量控制系统采用流量计测定并控制气体流量,并装配定时控制装置,还可装配温度、压力测量装置等,抽气动力系统通常由电动真空泵、刮板泵、薄膜泵、电磁泵或其他抽气泵等组成。随着测量技术的不断发展与完善,大气采样器采用的流量计不仅仅有转子流量计,还有差压式流量计和质量流量计等,显示的数据更多、功能更加强大,具有方便设置和读取数据、抗干扰能力强、准确度高等优点,被广大制造商及用户所青睐,这类仪器所占市场份额也越来越大。 因此,需要对现行的国家计量检定规程JJG 956-2013《大气采样器》进行修订,以不断满足科学技术的发展,为生产者、使用者提供统一的质量标准,保 2 证产品质量,具有较强的社会效益;最主要的是要解决量值溯源的根本问题, 为环境检测服务,为政府的决策保驾护航。 三、规程修订的依据 JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》 JJF 1002-2010《国家计量检定规程编写规则》 JJG 956-2013《大气采样器》 GB/T17061-1997《作业场所空气采样仪器的技术规范》 HJ/T375-2007《环境空气采样器技术要求及检测方法》 HJ/T376-2007《24 小时恒温自动连续环境空气采样器技术要求及检测方法》 GB50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》 四、规程编制的主要内容及说明 1、增加C 类大气采样器,承载压力为8.0 kPa 在GB50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》中要求恒流采样器“当流量为0.5 L/min 时,应能克服5 kPa~10 kPa 的阻力”,增加C 类,承载压力为“8.0 kPa”。经修订后规程能覆盖大气采样器所使用的各种场所,具有广泛的适应性。 2、补充了数显式大气采样器流量示值误差检定方法大气采样器的流量控制方式分为指示式(如转子流量计)和数显式(如差压式流量计和质量流量计等)。随着测量技术的不断发展与完善,数显式仪器的应用越来越多,其检定方法亟待统一。 在流量示值误差检定过程中,空载状态下,仪器和标准流量计在相同的环境条件下,可以直接比较工况流量。负载状态下,仪器的进气口压力减小,使得仪器和标准流量计所处环境不同,工况状态下无法直接比较,而大量实验数据显示,不同厂家的数显式仪器在空载状态下和负载状态下测得的流量相差并不明显。根据对不同仪器生产厂家的调研,了解到,仪器实时测量流量计前压力,通过仪器设定好的计算公式,可以将计前压力抵消掉,只要流量计前压力 3 不超过泵的负载能力,流量都是相同的。 为了明确数显式仪器和指示式仪器的区别,选取了不同厂家不同的型号的多台数显式大气采样器进行实验,实验选用的流量标准器为电子皂膜流量计。 实验思路是首先测量空载状态下的流量作为起始值,然后在不同负载压力下, 分别测量负载调节装置入口和出口的流量。 图1 流量测量连接示意图图2 模拟转子流量计连接示意图实验过程如下: a)按图1 连接好电子皂膜流量计、负载调节装置、压力表和数字显示式大气采样器; b)测量并记录空载状态下的流量值; c)加负载2 kPa 左右,测定并记录流量,不调节负载调节装置阻力,按图 2 重新连接仪器,再次测定并记录流量值; d)分别加负载5 kPa 和8 kPa 左右,重复第3 步。 不同型号的电子大气采样器的测量结果基本相同,选取一台仪器0.5 L/min 流量下的数据,见表1: 4 表1 负载调节装置入口和出口流量负载状态入口流量(L/min) 出口流量(L/min) 空载流量 0.496 0.496 负载2.1 kPa 0.498 0.510 负载5.0 kPa 0.496 0.524 负载8.7 kPa 0.494 0.546 从数据中可以看出:负载调节装置的入口流量从空载到负载8.7 kPa,流量变化在(0.494~0.498) L/min 之间,基本保持稳定;其出口流量随着负载的升高, 从0.496 L/min 升高到0.546 L/min。 该实验中,按图2 的方式连接仪器后,电子皂膜流量计就相当于转子流量计式大气采样器中转子流量计的位置,测量的是大气采样器的入口流量。由于转子流量计的刻度不会随负载的变化而变化,所以负载调节装置的出口流量保持稳定,那么其入口流量会因负载的升高而逐渐降低,所以需要考虑负载对入口流量进行修正。 实验结果表明:数显式大气采样器与样品采集器可以看作一个整体,它显示的是整个采样系统的入口流量;指示式大气采样器不能与样品采集器看作一个整体,它测量的是大气采样器本身的入口流量。 综上所述,指示式大气采样器需考虑负载进行流量换算,再进行流量示值误差计算。数显式大气采样器,无论空载还是负载状态下,显示的都是样品采集器(负载调节装置)的入口流量,与标准流量计所处状态相同,可以直接进行计算。 3、标准流量计增加了质量流量计和腰轮流量计常见的气体流量计主要有三种:容积式流量计、差压式流量计和质量流量计。容积式流量计有皂膜流量计、皮膜流量计和腰轮流量计等。差压式流量计有孔板流量计、喷嘴流量计和文丘里管流量计等。质量流量计一般为科里奥利质量流量计。 流量计都连接在仪器的入口,测量工况下大气采样器的入口流量,而且还 5 需要测量空载和负载两种状态下的流量,这就要考虑到流量计的压损问题。如果流量计压损太大,首先反映在数字显示式大气采样器上就是负载太大,空载状态无法测量,其次数字显示式大气采样器的入口压力与流量计的入口压力不同,对于指示式仪器可能需要更复杂的换算才能进行比较。 在0.4 L/min 流量下,各流量计的压损见表2。 表2 不同流量计在0.4 L/min 流量下的压损流量计压损皂膜流量计 -1 Pa 皮膜流量计 (0~-171) Pa 腰轮流量计 -2 Pa 差压流量计 -90 Pa 质量流量计 -25 Pa 由表2 中数据可以看出:差压式流量计压损较大,皮膜流量计启动后压力波动较大。这两种流量计都不适合作为测量数字显示式大气采样器流量的计量器具。 差压式流量计都有节流效果,这就决定了它的压损较大。更进一步的试验表明:当流量为0.8 L/min 时,其压损为-387 Pa;当流量为1.2 L/min 时,其压损为-800 Pa。-800 Pa 的压损比A 类承载的负压都要高,不适合作为测量指示式大气采样器空载流量的计量器具。 皮膜流量计皮膜或活塞的质量较大,导致每次开始测量时,会产生较大的压损,结束测量时,压损陡然下降,压力波动较大。皮膜流量计不适合作为测量大气采样器流量的计量器具。 综上所述,测量数字显示式大气采样器流量可选的标准计量器具为:皂膜流量计、腰轮流量计和质量流量计。 4、气密性检查变化不同厂家生产的泵的负载能力以及流量计的跟踪速率都不尽相同,流量太 6 大时进行操作,泵的功率太大,突然封住进气口有可能损坏采样泵,即使不会损坏采样泵,泵的功率过大,使显示流量降到零也是很困难的;流量太小则不容易分辨仪器是否漏气。经过试验确定为0.5 L/min 采样流量,在仪器运转状态下,将仪器入口密封,采样器显示流量应能下降到零。部分型号采样器虽然流量不能下降到零,但仪器停止工作,也满足要求。对于只有一个固定流量的采样器,只能在该流量进行检定。增加流量设置,使检定过程更加统一。 用18 台采样器进行验证,17 台气密性合格,1 台气密性不合格。经检查, 不合格原因是仪器内的气容有裂缝,导致气密性不合格。 5、增加了环境温度、流量计前温度、大气压和流量计前压力的要求不同厂家的仪器内部流量计算公式不同,这四个参数都有可能参与到差压式流量计和质量流量计内部流量的换算,为了进一步保障仪器准确度,增加了这四个参数的检定。由于仪器启动之后会发热,可能导致仪器显示的环境温度和流量计前温度升高,所以尽量开机之后先进行环境温度和流量计前温度的检定。 选择可以显示和标定这四个参数的仪器,通过单一变量实验,分别得到四个参数对流量的影响。选取部分实验数据如下: 表3 环境温度偏差对大气采样器流量的影响环境温度偏差(°C) 实测流量(L/min) 流量偏差 10.0 0.982 -2.5% 6.0 0.991 -1.6% 1.0 1.007 0.0% 0.0 1.007(参考流量) / -5.0 1.027 2.0% -10.0 1.040 3.3% 表4 流量计前温度偏差对流量的影响 7 流量计前温度偏差(°C) 实测流量(L/min) 流量偏差 70.0 1.082 12.2% 50.0 1.049 8.8% 30.0 1.016 5.4% 10.0 0.984 2.1% 0.0 0.964(参考流量) / -10.0 0.944 -2.1% -20.0 0.928 -3.7% 表5 大气压偏差对流量的影响大气压偏差(kPa) 实测流量(L/min) 流量偏差 9.99 1.050 4.1% 5.00 1.029 2.0% 0 1.009(参考流量) / -5.01 0.986 -2.3% -10.00 0.964 -4.5% 表6 流量计前压力偏差对流量的影响流量计前压力偏差(kPa) 实测流量(L/min) 流量偏差 14.3 0.940 -6.6% 9.3 0.961 -4.5% 4.3 0.983 -2.3% 0.0 1.006(参考流量) / -6.6 1.040 3.4% -11.6 1.067 6.1% 根据实验数据,环境温度和流量计前温度偏差在±25 °C左右时,流量偏差在±5%左右;大气压和流量计前压力偏差在±10 kPa 左右时,流量偏差在±5%左右。将环境温度和流量计前温度最大允许误差定为±3 °C,大气压和流量计前压力最大允许误差定为±1 kPa,既可以使流量不会偏差太大,又可以选择更多的计量标准器具。 当仪器不能测量并显示环境温度和大气压时,需注意是否需要手动输入该 8 参数。 流量计前压力的检定方法参考JJG 1169-2019《烟气采样器》。 6、计时误差计量性能的变化 HJ/T 375-2007《环境空气采样器技术要求及检测方法》及HJ/T 376-2007《24 小时恒温自动连续环境空气采样器技术要求及检测方法》中的计时误差均要求不超过±0.1%,电子秒表1 h 最大允许误差为±0.10 s,