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深度解析顆粒計數(shù)器計量校準(zhǔn)技術(shù)
更新時間：2015-05-06 瀏覽次數(shù)：2185
顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)屬于新興的邊緣計量學(xué)科，由于顆粒度測試技術(shù)不斷與各種高新技術(shù)的融合，顆粒度測試技術(shù)已趨向成熟，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)、電力、冶金、化工、能源等行業(yè)。為了保證顆粒度測量儀器量值準(zhǔn)確可靠，應(yīng)按期計量進(jìn)行量值溯源，眾多國家普遍采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)構(gòu)成顆粒度的量值傳遞模式，其中油相顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用，我國基本采用油相顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實(shí)施顆粒度量值的傳遞。通過油相顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立不間斷的比較鏈與zui高顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)建立起統(tǒng)一的量值關(guān)系，因此，顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)得到廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。
一、顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)組成
顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是一種以固體顆粒為材質(zhì)、潔凈油液為載體配制的標(biāo)準(zhǔn)顆粒懸浮液，它性能穩(wěn)定，具有量值準(zhǔn)確的定值和測量不確定度。國內(nèi)外顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的基本組成一樣，由基礎(chǔ)載液和標(biāo)準(zhǔn)粉塵組成，隨著顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)發(fā)展，基本組成的成分也隨之發(fā)生變化。
1、基礎(chǔ)載液
上顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的基礎(chǔ)載液選擇通常采用美國*在20世紀(jì)50年代初期研制MIL-H-5606航空液壓油，其基礎(chǔ)油是精制的輕柴油餾分。由于其性能穩(wěn)定，粘度適中，價格不高且易得，因此被國外大多數(shù)機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組織選作液壓系統(tǒng)污染試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)流體，在顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)和污染控制領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。我國的基礎(chǔ)載液選擇采用GJB1177-1991《石油相航空液壓油》規(guī)定的國產(chǎn)YH型航空液壓油，與MIL-H-5606技術(shù)指標(biāo)基本一致。
2、標(biāo)準(zhǔn)粉塵
標(biāo)準(zhǔn)粉塵按照顆粒形狀不同，分為規(guī)則形和不規(guī)則形兩種。規(guī)則形的標(biāo)準(zhǔn)粉塵通常由相同或近似相同粒徑的顆粒組成，一般稱為單分散球形顆粒，通常采用折光系數(shù)約為1.59的聚苯乙烯或交聯(lián)聚苯乙烯單分散球形顆粒粉作為規(guī)則形顆粒標(biāo)準(zhǔn)粉塵，該粉塵通過化學(xué)方法采用氣溶膠顆粒發(fā)生器制備而成，顆粒的圓直徑為顆粒的尺寸，粒徑范圍為1μm —150μm。
二、顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制
顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制過程中，為了保證批與批之間的均勻性、一致性和穩(wěn)定性，必須對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備工藝、均勻性和穩(wěn)定性評定要求、定值方法、不確定度評定方法、包裝方式、檢驗(yàn)規(guī)則等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定和要求。按照J(rèn)JG 1006-1994《一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)規(guī)范》要求，顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制步驟基本有以下四個方面：首先，選擇合理的制備程序、工藝，并防止外來污染及待定特性量的量值變化，采用滿足顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)特殊要求無色透明平底瓶子分裝包裝儲存，便于在校準(zhǔn)過程中隨時觀察標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的用量與狀態(tài)；然后按照隨機(jī)數(shù)表由同批制備的樣品中隨機(jī)抽取樣品，組成檢查樣本，進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)；再則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在規(guī)定的儲存或使用條件下，定期進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)；zui后在均勻性檢驗(yàn)和穩(wěn)定性檢驗(yàn)合格后進(jìn)行定值并評定不確定度。其中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值方法是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制的關(guān)鍵技術(shù)，定值是對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的賦值。在顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值方法研究中，國內(nèi)外顆粒度領(lǐng)域基本采用相同原理的方法，采用測量方法對顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定值。一般通過膜分離技術(shù)，將單位體積的顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的固體顆粒收集在超細(xì)的微孔濾膜上，使用光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡采集微孔濾膜上顆粒的特征圖像，采用軟件統(tǒng)計分析不同顆粒粒徑的數(shù)量及大小，得出zui終定值結(jié)果。
三、顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用
顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于儀器校準(zhǔn)、評價測量方法和給物質(zhì)賦值等領(lǐng)域，目前主要應(yīng)用于液體自動顆粒計數(shù)器計量。液體自動顆粒計數(shù)器在使用過程中，由于電子電路的漂移、老化，光學(xué)元件的位移、磨損等，電氣參數(shù)與光學(xué)參數(shù)是處于不斷變化之中的。因此，為了保證測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，每隔六個月至一年，必須對其進(jìn)行校準(zhǔn)，zui長周期不得超過一年。國內(nèi)外根據(jù)液體自動顆粒計數(shù)器的主要性能參數(shù)，制定其計量項(xiàng)目一般為七個：尺寸校準(zhǔn)、閾值噪聲水平、取樣體積誤差、體積測量變動系數(shù)、重合誤差極限、流速極限和分辨力，顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)油相標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要應(yīng)用于尺寸校準(zhǔn)和分辨力這兩個項(xiàng)目。
尺寸校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確與否，對液體自動顆粒計數(shù)器的測量結(jié)果起著決定性的影響，是整個液體自動顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)的核心，是每次校準(zhǔn)*的項(xiàng)目。分辯力決定了液體自動顆粒計數(shù)器相鄰兩通道所能檢測顆粒尺寸的zui小差值，對不同尺寸的顆粒，分辯力是不同的，顆粒尺寸越大，分辯力越好；顆粒尺寸越小，分辯力越差，分辨力測試是判別儀器的性能優(yōu)劣的*參數(shù)。
分辯力采用單分散標(biāo)準(zhǔn)顆粒校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn)，尺寸校準(zhǔn)的方法有兩種：單分散標(biāo)準(zhǔn)顆粒校準(zhǔn)方法和多分散標(biāo)準(zhǔn)顆粒校準(zhǔn)方法。單分散標(biāo)準(zhǔn)顆粒校準(zhǔn)方法是采用近單分散的標(biāo)準(zhǔn)顆粒應(yīng)用半計數(shù)法或移動窗口半計數(shù)法進(jìn)行校準(zhǔn)的。多分散標(biāo)準(zhǔn)顆粒校準(zhǔn)方法采用多分散不規(guī)則形標(biāo)準(zhǔn)顆粒應(yīng)用顆粒計數(shù)比較法進(jìn)行校準(zhǔn)。
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