北京市地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJF（京）95-2022

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforRingelmannsmokeblackness

monitoringequipment

2022-04-08發(fā)布2022-05-08實(shí)施

北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范用于測(cè)量范圍在（0～5）級(jí)林格曼黑度的林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備計(jì)量性

能的校準(zhǔn)。

2術(shù)語和計(jì)量單位

2.1術(shù)語

2.1.1林格曼煙氣黑度圖（Ringelmannsmokechart）

林格曼煙氣黑度圖由14cm×21cm的不同黑度的圖片組成，除全白與全黑分

別代表林格曼黑度0級(jí)和5級(jí)外，其余4個(gè)級(jí)別分別是根據(jù)黑色條格占整塊面積

的百分?jǐn)?shù)來確定的，黑色條格的面積占20%為1級(jí)，占40%為2級(jí)，占60%為3

級(jí)，占80%為4級(jí)。

2.1.2林格曼黑度級(jí)數(shù)（Ringelmannnumber）

評(píng)價(jià)煙氣黑度的一種數(shù)值，觀測(cè)的煙氣黑度與林格曼煙氣黑度圖對(duì)比得到。

2.2計(jì)量單位Unit

采用的計(jì)量單位為：級(jí)

3概述

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)設(shè)備）按照原理可以分為目視型、

光電型和視頻抓拍型。

目視型設(shè)備一般采用雙目望遠(yuǎn)系統(tǒng)或單目望遠(yuǎn)系統(tǒng)。原理是：把通用的標(biāo)準(zhǔn)

林格曼煙氣黑度圖縮制在一塊玻璃上，從而對(duì)煙氣黑度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將在望遠(yuǎn)鏡目

鏡中看到煙氣黑度與林格曼煙氣黑度圖直接作對(duì)比，即可確定煙氣的黑度等級(jí)。

如圖1。

5

圖1目視型設(shè)備原理

光電型設(shè)備利用光學(xué)傳感器來對(duì)目標(biāo)測(cè)量，采用光電轉(zhuǎn)換及微機(jī)新技術(shù)，用

微電腦模擬林格曼圖，對(duì)比測(cè)量，使煙氣的監(jiān)測(cè)精度得到提高。光電煙氣測(cè)試儀

可對(duì)煙氣黑度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)打印記錄，所有數(shù)據(jù)通過微機(jī)快速處理，正確可靠，

按數(shù)碼管顯示結(jié)果或打印記錄的數(shù)據(jù)即可確定被測(cè)煙氣的林格曼黑度等級(jí)。

視頻抓拍型設(shè)備利用高速攝像機(jī)對(duì)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，利用圖像分析技術(shù)對(duì)

取得的畫面進(jìn)行解析計(jì)算，從而得到被測(cè)煙氣的林格曼黑度等級(jí)。

在此規(guī)范中，我們把目視型設(shè)備歸為A類（以下簡(jiǎn)稱為A類儀器），把光電

型設(shè)備和視頻抓拍型設(shè)備歸為B類（以下簡(jiǎn)稱為B類儀器）。

4計(jì)量特性：

4.1示值誤差：

4.1.1A類儀器：不超過±0.5級(jí)

4.1.2B類儀器：不超過±0.5級(jí)

4.2重復(fù)性：

4.2.1A類儀器：不作要求

4.2.2B類儀器：不超過0.25級(jí)

以上計(jì)量特性要求僅供參考，不作為判定依據(jù)。

5校準(zhǔn)條件

5.1環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（15～30）℃

6

環(huán)境濕度：≤85%RH

環(huán)境照度：（300～85000）lx

無影響正常校準(zhǔn)的外磁場(chǎng)、周圍無強(qiáng)烈振動(dòng)、無高濃度粉塵及腐蝕性物質(zhì)，

應(yīng)避免其他冷、熱源影響。

5.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

校準(zhǔn)用設(shè)備應(yīng)經(jīng)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定或校準(zhǔn)，具有有效的檢定證書或校準(zhǔn)證

書。

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備見表1

表1測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

序號(hào)名稱測(cè)量范圍技術(shù)要求

1鋼卷尺(0~5)mMPE：±(0.03+0.03L)mm

2標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板（0~5）級(jí)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校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目

6.1.1示值誤差

6.1.2重復(fù)性

注：校準(zhǔn)項(xiàng)目根據(jù)被校儀器類型及客戶需要校準(zhǔn)。

6.2校準(zhǔn)方法

6.2.1校準(zhǔn)前檢查

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)完整，不應(yīng)有銹蝕及損傷，各部件齊全連

接可靠，按鍵靈活、定位正確，無影響儀器正常工作的缺陷；顯示部分顯示清晰，

無影響讀數(shù)的缺陷；儀器名稱、型號(hào)、制造年月、編號(hào)、及制造廠名稱應(yīng)齊全。

6.2.2示值誤差

7

調(diào)整光路，將林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備的探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板，適

當(dāng)調(diào)整距離，使設(shè)備成像清晰，A類設(shè)備可直接進(jìn)行測(cè)量，B類設(shè)備需預(yù)熱15

分鐘后開始測(cè)量。

逐次調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板，使設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板的0級(jí)、1級(jí)、2

級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)分別進(jìn)行采樣，并讀取設(shè)備的顯示值，每級(jí)測(cè)量3次，計(jì)

算平均值作為測(cè)量結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板的標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，按公式（1）計(jì)算

示值誤差：

ixix0（1）

式中：x0——林格曼黑度板標(biāo)準(zhǔn)值；

xi——林格曼黑度測(cè)量值平均值；

△i——示值誤差。

6.3.2重復(fù)性

調(diào)整光路，將林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備的探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板，適

當(dāng)調(diào)整距離，使設(shè)備成像清晰，預(yù)熱15分鐘后開始測(cè)量。調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度

板，使設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板的3級(jí)進(jìn)行采樣，使用林格曼黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行

連續(xù)6次測(cè)量，按公式（2）計(jì)算儀器的重復(fù)性。

6

(xx)2

i

Sn1（2）

An1

式中：SA——重復(fù)性；

xi——第i次測(cè)量值；

x——n次測(cè)量平均值；

n——測(cè)量次數(shù)，n=6。

7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告上反映，校準(zhǔn)證書校準(zhǔn)原始記錄格式見附

錄B，校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)推薦格式見附錄C。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：

a)標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報(bào)告”；

8

b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；

c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)；

d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào))，每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；

e)送校單位的名稱和地址；

f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；

g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對(duì)象

的接收日期；

h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)抽樣程序進(jìn)行說明；

i)對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；

j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；

k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；

l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明；

m)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)，以及簽發(fā)日期；

n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；

o)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。

8復(fù)校時(shí)間間隔

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備的復(fù)校時(shí)間間隔根據(jù)實(shí)際使用的具體情況確定，建

議一般不超過1年。

9

附錄A

林格曼煙氣黑度圖

標(biāo)準(zhǔn)的林格曼煙氣黑度圖由5張不同黑度的圖片組成，可以通過在白色背景

上確定寬度的黑色線條和間隔的矩形網(wǎng)格來準(zhǔn)確印制。除全白與全黑分別代表林

格曼黑度0級(jí)和5級(jí)外，其余4個(gè)級(jí)別是根據(jù)黑色條格占整塊面積的百分?jǐn)?shù)來確定

的：每張圖片中，網(wǎng)格所占的面積是14cm×21cm，每個(gè)小格長(zhǎng)10mm，寬10mm。每

張圖片上的網(wǎng)格由294個(gè)小格組成。

圖片0（林格曼黑度0級(jí)）全白（反射率≥80%）

圖片1（林格曼黑度1級(jí)）每個(gè)小格長(zhǎng)、寬均為10mm，黑色線條寬1mm，余下9mm×9mm

平方的空白（黑色條格的面積占20%）。

圖片2（林格曼黑度2級(jí)）每個(gè)小格長(zhǎng)、寬均為10mm，黑色線條寬2.3mm，余下

7.7mm×7.7mm平方的空白（黑色條格的面積占40%）

圖片3（林格曼黑度3級(jí)）每個(gè)小格長(zhǎng)、寬均為10mm，黑色線條寬3.7mm，余下

6.3mm×6.3mm平方的空白（黑色條格的面積占60%）

圖片4（林格曼黑度4級(jí)）每個(gè)小格長(zhǎng)、寬均為10mm，黑色線條寬5.5mm，余下

4.5mm×4.5mm平方的空白（黑色條格的面積占80%）

圖片5（林格曼黑度5級(jí)）全黑（反射率≤2%）

10

圖A.1林格曼黑度1級(jí)（黑色線條面積占總面積的20%）

11

圖A.2林格曼黑度2級(jí)（黑色線條面積占總面積的40%）

12

圖A.3林格曼黑度3級(jí)（黑色線條面積占總面積的60%）

13

圖A.4林格曼黑度4級(jí)（黑色線條面積占總面積的80%）

14

附錄B

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)記錄參考格式

送檢單位證書編號(hào)

客戶地址：校準(zhǔn)地點(diǎn)：

儀器名稱儀器型號(hào)出廠編號(hào)

制造廠

溫度：℃濕度：%RH照度lx

標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號(hào)規(guī)格編號(hào)準(zhǔn)確度備注

校準(zhǔn)依據(jù)

1示值誤差

林格曼黑度

x1x2x3平均值示值誤差

等級(jí)

0

1

2

3

4

5

2重復(fù)性

測(cè)量次數(shù)x1x2x3x4x5x6重復(fù)性

測(cè)量值

校準(zhǔn)員核驗(yàn)員年月日

15

附錄C

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果參考格式

校準(zhǔn)結(jié)果

1示值誤差：

林格曼黑度等級(jí)儀器測(cè)量值示值誤差

0

1

2

3

4

5

2重復(fù)性：

示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U=，k=2

（以下空白）

16

附錄D

林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備

示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果不確定度分析

D1概述

使用標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板對(duì)林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，讀取設(shè)備的顯

示值，每級(jí)測(cè)量3次，計(jì)算平均值作為測(cè)量結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板的標(biāo)準(zhǔn)值

對(duì)比計(jì)算示值誤差。以林格曼黑度3級(jí)測(cè)量為例進(jìn)行不確定度分析。

D2數(shù)學(xué)模型

xix0

式中：Δ——示值誤差

xi——3次測(cè)量結(jié)果的平均值

x0——標(biāo)準(zhǔn)值

方差和傳播系數(shù)：

22222

ucc1u(xi)c2u(x0)

c1=1c2=-1

222

因此得到：ucu(xi)u(x0)

D3輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

D3.1儀器重復(fù)性引入的不確定度u1

輸入量xi的不確定度來源，主要是林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備的測(cè)量重復(fù)性，

可采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。按貝塞爾公式計(jì)算：

6

(xx)2

i

Sn1

An1

使用同一標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板對(duì)一臺(tái)林格曼煙氣黑度監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行10次重復(fù)

測(cè)量，得到一組數(shù)據(jù)，如下：

測(cè)量

12345678910

次數(shù)

測(cè)量

3.23.23.23.33.33.23.23.23.23.2

結(jié)果

平均

3.22

值

標(biāo)準(zhǔn)偏差SA＝0.042。

校準(zhǔn)時(shí)重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為測(cè)量值，則有：

SA

u1(xi)0.025

3