维普资讯 http://www.cqvip.com 第３６卷ｌｌ ３６ 第５期 Ｏ．５ 光散射式数字粉尘测试仪的标定及测量结果分析 王兴东 （陕西省计量科学研究院，陕西西安７１００４８） 摘要：给出了光散射式数字粉尘测试仪浓度转换系数的具体标定步骤和计算公式，分析了测量结果误 差的来源．并给出了误差分析的步骤和结果。结合光散射式数字粉尘测试仪的实际应用，总结了使用过程中应 注意的事项。 关键词：光散射；粉尘测试仪；标定；结果分析 中图分类号：ＴＨ７６５．８２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—９１７８（２００８）０５—００２５—０２ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｕｓｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ．Ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｈｅ ｔｓｔｅｐｓ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｒｅ ｓｈｏｗｎ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｄｉｉｇｔｌ ａｄｕｓｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉｌｓ ｔａｈａｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｃｅｍｅｄ ｗｉｈ ｔｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｉｈｔｇ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ；Ｄｕｓｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；Ｒｅｓｕｌｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ０ 引言 作业环境空气中的悬浮粉尘对人体健康的危害 很大，国家将粉尘测量仪列入强制检定计量器具来 流量调节在１５～２０ Ｌ／ｍｉｎ，采样时问１５～２０ ｍｉｎ。采 样器测得的粉尘浓度ｃ按式（１）计算： ｃ＝ ×１ ０００ 管理，以保证人体的健康环境。光散射式测尘仪是一 种快速准确的测尘仪，由于它的性能稳定、灵敏度 式中： 卜粉尘浓度ｍｇ／ｍ ： 高，测量方便，得到广泛应用。光散射式数字粉尘仪 的相对误差是用校正粒子来检定的。测量结果是粉 尘的相对浓度。在实际中要将相对浓度转化为质量 ｍ 滤膜的自重ｍｇ； ｍ——滤膜的增重ｍｇ； （）——采气量Ｌ／ｍｉｎ； ｆ——采样时问Ｓ。 浓度，才能得到粉尘的实际浓度。 １浓度转换系数的测定 按照ＪＪＧ ８４６—１９９３《光散射式数字粉尘测试 仪》的规定，该仪器用校正粒子检定合格后就可以使 用。在实际使用中还要知道浓度转换系数才能得到 实际的粉尘浓度。质量浓度转换系数的测定是光散 光散射式数字粉尘测试仪直接测量是粉尘的相 对浓度尺。根据式（２）就可以求得浓度转换系数Ｋ。 ，１ ＝昔 』 （２） 式中： ——浓度转换系数（ｍｇ／ｍ ）／ＣＰＭ： 射式数字粉尘测试仪使用的关键。很难从理论上直 接得到 值．一般要在实验室或现场用实际的粉尘 来测得。 Ｃ——粉尘浓度ｍｇ／ｍ ： 尺——相对浓度ＣＰＭ。 在实际中一般对实际粉尘 值要作５～１０次． 得到各次 值后．用Ｋ＝ｎ＂ｖ／—ＫＩ＋Ｋ２＋Ｋ—３．．＂Ｋ求得几何 平均值．作为该粉尘的质量浓度转换系数。也可根据 采样器测得的粉尘浓度和光散射式数字粉尘测试仪 测得的值按线性回归法进行回归，求出回归方程。该 回归方程就可进行质量浓度与相对浓度的转化。 ・浓度转换系数 标定方法是将光散射式数字 粉尘测试仪与滤膜采样器吸引口放置于同一位置、 同一高度、同一方向、同一时问作同步采样。采样的 收稿日期：２００７—１２—０５ 作者简介：王兴东．高级＿Ｔ程师 ２５・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 计量工作 １ｉ２ ２测量结果的不确定度分析 光散射式数字粉尘测试仪测量是一个相对浓度 值。该仪器检定时使用校正粒子检定．所以在实际使 用中要转换成质量浓度，从相对浓度转换成质量浓 度将带来误差。 （１）用校正粒子引入的标准不确定度。根据检 定规程可知，光散射式数字粉尘测试仪用０．５ ｍｇ／ｍ３、 １ ｍｇ／ｍ３ ２ ｍｇ／ｍ３ ３ ｍｇ／ｍ 不同浓度校正粒子检定时 该仪器的相对误差为±１０％，ｋ＝２．５８．其标准不确定 度“－＝ ＿３．９％。 经分析计算，带来的误差为１０％，该误差为均 匀分布。其标准不确定度 ：５．８％。 、／３ （４）合成标准不确定度“ ＝、／“ “ “ ７．１％。 （５）扩展不确定度Ｕ＝ｋｕ ＝１４．２％，ｋ＝２。经分析 和实际测量，光散射式数字粉尘测试仪测量实际粉 尘的误差小于１５％ （２）光散射式数字粉尘测试仪灵敏度用正粒子 检定，其相对误差为±２％．均匀分布，其标准不确定 度 ，： ：１．２％。 、／３ ３在实验室或现场测量浓度转换系数时的 注意事项 （１）平行测量位置不易离尘源过近，应尽量选 择在浓度相对稳定的地点。条件时间应避开浓度过 高或过低的时段，并且环境风速不应高于１ ｍ／ｓ，环 境湿度不易过大（＜８０％ＲＨ）。 （２）在测量中，粉尘粒度的影响最大，特别对较 小粒子极为敏感。对于大粒子的粉尘转换系数较大． 而对小粒子的粉尘转换系数较小。由于对小粒子的 （３）浓度转换系数Ｋ值带来的误差。光散射式 数字粉尘测试仪与粉尘采样器在相同的条件下对某 一粉尘进行测量。由于粉尘采样的采样时间、吸气流 量、称量等都会带来误差，对式（１）进行微分。用重量 法测量粉尘浓度的总绝对误差△ｃ为： △ｃ＝［（ａｃ ）‘Ａｍ。＋（ａｃ （ Ｏｅ ） Ａｔ Ａｔ ］１ ） △ｍ （ａｃ Ｑ） △Ｑ。＋ （３） （４） （５） （６） 灵敏度高，在使用光散射式数字粉尘测试仪时，应尽 量避免在含有烟雾、水汽的条件下进行测量，特别应 避免吸烟的烟尘影响 其灵敏系数为： ｏｅ／Ｏｍ＝ｌｌ（Ｑｔ） Ｏｃ／ＯＱ＝－（ｍ—ｍ ）／（Ｑ ｔ） ０ｃ／０ｔ＝一（ｍ—ｍｏ）／（Ｑｔ） （３）尽可能采用双过滤法取样。采样滤膜应达 到质量好、吸湿性小，在采样前后应进行干燥处理。 （４）采样时间和流量应保证滤膜增重１ ｍｇ以 上，并采用精度优于０．１ ｍｇ的天平进行称重。 （５）定期对光散射式数字粉尘测试仪进行检定。 参考文献： ［１］土兴东，张磊．光散式数字粉尘测试仪［ｓ］ 国家技术监督局，１９９３ ［２］田贻丽，谢利利，徐如蝓．粉尘浓度测量的研究［Ｊ１．重庆大学学报： 自然科学版．２００３，２６（６）：３０—３１． 经过相应的变换，将偏导数式（４）、（５）、（６）代人 式（３）中，可得出根据各分量的测量误差计算绝对值 △ｃ及相对误差Ａｃ／ｃ的方程式： ＋（ｍ—ｍ２） （ＡＱ ／Ｑ ＋Ａｔ ／ｔ ）］“ ／Ｑｔ Ａｃ＝＋【△ｍ２＋△ｍ２。（７） ［３］唐敏然 一种新型粉尘浓度测定仪的测量原理与校准方法［Ｊ］．广 东科技．２００４（１１）：５３—５３ （上接第１２页） ３．２．４综合分析 综合上述２种方案对比分析计算结果，方案Ｂ 的车辆寿命预计达到６００万ｋｍ（重车）以上，满足２５ 结构连接强度低是造成连接板焊缝裂纹的主要原 因。其中，垂向载荷和侧滚（扭转）、振动是连接板和 中梁问纵向焊缝裂纹的力来源，纵向力、单端冲击、 端压力是产生连接板和端板问横向焊缝裂纹的力主 要来源。 ａ设计寿命要求。此时，车辆自重将增加约３４ ｋｇ。 ４结语 （１）Ｃ８０Ｂ敞车端墙与中梁连接节点刚度突变、 ・（２）新造货车采用增加端梁和变断面端柱结 构，既有货车采用增加连接角件和补强端柱结构．改 进后结构的疲劳寿命能满足２５ ａ的运用要求。 ２６・
