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JJF1072-2010《阻容法露点湿度计校准规范》解读

嘉峪检测网        2018-07-02 18:20

本文从标准的制定的背景及目的,制定的主要内容解读和执行应注意的问题来解读JJF1072-2010《阻容法露点湿度计校准规范》。

一、校准规范制定的背景及目的

气体中湿度的测量和控制广泛应用于各个领域,它不仅关系到产品的产量和质量,而且对安全生产﹑节能等都有很重要的意义。阻容法露点湿度计一般用于低湿范围的测量,其标称的测量范围最多为露(霜)点-80℃~+20℃,最大量程可以达到露(霜)点-110℃~+80℃,广泛用于石化、电子、电力、冶金、高纯气体生产等领域,进行气体湿度的检测,包括间断测量及在线测量。

阻容法露点湿度计体积小、便于携带、方便现场使用,对于一些具有特殊安全要求的场合,又可以设计成防爆类型,所以一直占据着湿度测量仪表的大部分市场份额。另一方面,阻容法露点湿度计又存在着明显的不足,主要表现为准确度低、长期稳定性差、在测量下限灵敏度低等。对于某些新的仪器,根据厂家提供的主要技术指标——最大允许误差一般为±2℃~±3℃(露点),但实际上有很多湿度计无法满足这一指标。对于使用中的仪器,露点示值误差在±10℃~±20℃经常可见。此外,一些人为因素、测量条件、仪器操作方法以及参数设置等也会影响仪器的校准结果,校准过程中的平衡等待时间、气体管路的选择、仪器的校准周期等都需要有技术文件加以规范。

JJF1072-2010《阻容法露点湿度计校准规范》由国家质检总局于2011年1月21发布,并于2011年4月21日实施,旨在保证湿度量值的准确传递及统一,使不同实验室之间的校准数据具有可比性。

二、校准规范制定的主要内容解读

1.校准规范的适用范围

JJF1072-2010适用于以高分子湿敏电容或湿敏电阻、氧化铝薄膜等为感湿元件,测量气体湿度的露点仪、露点传感器或变送器等,统称为阻容法露点湿度计,其显示的单位大多为露点值,也可以是体积比、重量比或绝对湿度等。如果是露点传感器或变送器,其输出信号可能是电流、电压或其他电信号值。

目前还有很小部分其他工作原理的露点湿度计在使用,如晶振频率、光学吸收等,这些仪器的校准也可以依据JJF1072-2010执行。对于半导体致冷、冷镜式原理的露点仪和电解法原理的微量水分分析仪,都有相应现行有效的检定规程,和JJF1072-2010没有关联。

2.被校准仪器的计量特性

对于阻容法露点湿度计,最主要的技术指标是示值误差,确定仪器的误差值或修正值是校准过程的主要内容。对于不能直接显示露点值的露点传感器和变送器,给出露点标准值和电信号的对应关系即可。

阻容法露点湿度计的稳定性是指仪器的长期稳定性(或漂移),一般分为一个月、三个月、半年或一年的稳定性考察,校准实验室可以根据客户的要求选做。

3.湿度标准仪器(精密露点仪)

在阻容法露点湿度计校准的过程中,冷镜式精密露点仪是必备的关键设备,是湿度量值传递以及比对通常使用的标准。它是利用半导体制冷原理冷却露点传感器的镜面,使气体中的水蒸气在镜面上冷凝为露或霜,光电检测系统自动控制平衡,使镜面上的露或霜与气体中的水蒸气呈平衡状态,用铂电阻温度计准确测量镜面上露层或霜层的温度,即气体的露(霜)点温度。这是目前湿度测量中准确度最高、可靠性最好的方法。

在JJF1072-2010中,规定精密露点仪的测量范围(低湿端)至少要达到露(霜)点-50℃,在露(霜)点≤-50℃时,仪器的最大允许误差为±0.3℃,在露(霜)点>-50℃时,最大允许误差为±0.2℃,这与JJG499-2004《精密露点仪》检定规程是一致的。

4.湿度发生器

湿度发生器可以理解为是一种湿度标准源,可以产生一股湿度恒定﹑量值已知并且连续可调的气体(载气一般为氮气或空气),或者提供一个恒湿的环境(测试腔)。根据其工作原理,湿度发生器可以单独作为湿度传递标准,或作为配套设备与精密露点仪一起使用。湿度发生器分为双压法、双温法、分流法(混合法)、渗透法等几大类型,它们所提供的湿度量值范围和不确定度均有所不同。

JJF1072-2010规定湿度发生器的工作范围(在低湿端)至少要达到露(霜)点-50℃,波动性不大于±0.2℃(30min)。

当湿度发生器单独作为湿度传递标准时,除了对波动性的要求,对其最大允许误差也有具体的规定。在露(霜)点≤-50℃时,发生器的最大允许误差为±0.3℃,在露(霜)点>-50℃时,最大允许误差为±0.2℃。

为了保证仪器校准的顺利进行,提高工作效率,湿度发生器输出的载气流量应该不低于2L/min。同时为保证校准结果的准确可靠,一般不建议单独使用湿度发生器作为湿度标准,最好和精密露点仪配套使用。

三、校准规范执行中应注意的问题

1.校准系统的干燥时间

对于测量微量水的阻容法露点湿度计,管路中残余的水蒸气会比较明显的影响测量结果,气体管路的充分吹洗和干燥是校准过程的重要步骤。考虑到有些计量实验室在夜里不允许设备运行,JJF1072-2010规定校准系统的干燥时间不能少于3h。为了提高干燥效率,可以适当增加干燥载气的流量。

2.被校准仪器的参数设置

对于被校准的阻容法露点湿度计,明显影响其测量结果的是压力的设置。有些客户使用仪器是在高压的环境中,而在实验室的校准过程是在常压下进行,因此必须注意将被校准仪器的压力参数设置为与实验室环境一致的压力条件。有些仪器安装了载气种类的选择设置,应该选择与校准时相应的气体种类。

3.仪器在低湿测量点灵敏度的检查

目前,有些型号的阻容法露点湿度计在低湿范围内测量灵敏度比较低,就是当被测气体中的湿度已经发生较大变化时,仪器的测量值变化很小甚至不变。为了准确评价仪器的计量特性,规范要求在低湿范围内校准露点仪时(一般指露点或霜点范围在-80℃~-30℃),相领的两个校准点间隔不要超过10℃,仪器总的校准点不能少于3个。

4.校准结果的不确定度

对于可以直接显示湿度量值(如露点、霜点、体积比或重量比等)的阻容法露点湿度计,在校准证书中要逐点的给出每个校准结果(被校准仪器的示值误差或修正值)的不确定度。对于不能显示湿度量值、只显示电信号值(如电流、电压、电容值等)的露点传感器和变送器,首先将电信号转换成相应的湿度量值,然后计算被校准仪器的示值误差或修正值,并给出校准结果的不确定度。对于没有电信号和露点之间换算关系的仪器,只需给出露点标准值的不确定度即可。

JJF1072-2010建议阻容法露点湿度计的复校时间间隔由客户根据使用情况自主决定,如果更换传感器或湿敏元件,或者仪器的工作曲线、零度和满度进行了调整,仪器应该重新进行校准。鉴于这一类露点湿度计都存在漂移的特性,建议仪器的校准周期最好不超过12个月。

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来源:AnyTesting