T/SSMICSXXXXXXXT/SSMICSXXXXXXXNXX微量氫氣檢測報(bào)警儀校準(zhǔn)方法Calibrationspecificationfortracehydrogendetectionandalarminstrument（征求意見稿）2024微量氫氣檢測報(bào)警儀校準(zhǔn)方法Calibrationspecificationfortracehydrogendetectionandalarminstrument（征求意見稿）2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實(shí)施T/SSMXXX-XXXX濟(jì)南計(jì)量測試學(xué)會(huì)濟(jì)南計(jì)量測試學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布微量氫氣檢測報(bào)警儀校準(zhǔn)方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于測量范圍不大于3000μmol/mol的微量氫氣檢測報(bào)警儀（以下簡稱儀器）的校準(zhǔn)。2引用文件本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件：GB12358作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報(bào)警儀通用技術(shù)要求GB16808可燃?xì)怏w報(bào)警控制器GB/T29126燃料電池電動(dòng)汽車車載氫系統(tǒng)試驗(yàn)方法JJG693-2011可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示DT37/T4073-2020車用加氫站運(yùn)營管理規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3概述儀器主要用于氫能應(yīng)用場景下氫氣濃度檢測，包括儲(chǔ)氫室、氫燃料電池檢測、車載氫系統(tǒng)等對于氫氣檢測靈敏度高，氫氣含量低的場景。通常采用電化學(xué)原理等，電化學(xué)氣體傳感器是通過把測量其他在電極處氧化或還原而測得電流數(shù)值，通過檢測不同狀態(tài)下的電流來檢測氣體濃度，主要可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式。儀器主要由檢測原件、放大電路、報(bào)警系統(tǒng)。顯示裝置等組成。4計(jì)量性能要求4.1示值誤差不超過±5%FS。4.2報(bào)警功能具備報(bào)警功能的儀器，在其測量范圍內(nèi)具備報(bào)警設(shè)定值，當(dāng)儀器示值達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警動(dòng)作偏差不大于20%。4.3響應(yīng)時(shí)間不大于30s。4.4重復(fù)性不大于2%。4.5零點(diǎn)漂移不大于±3%FS。4.6量程漂移不大于±2%FS。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件5.1.1環(huán)境溫度：（0～40）℃；5.1.2相對濕度：≤85％；5.1.3通風(fēng)良好，無被測干擾氣體。5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)備5.2.1氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)氮?dú)庵袣錃怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其相對擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于2.0%，k=2。也可采用標(biāo)準(zhǔn)氣體稀釋裝置稀釋高濃度的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，稀釋裝置的流量不確定度不大于0.5%。5.2.2零點(diǎn)氣體清潔空氣或氮?dú)猓ǖ獨(dú)饧兌炔坏陀?9.99%）。5.2.3流量控制器流量范圍不小于500mL/min，流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級不低于4級。5.2.4秒表分度值不大于0.1s，最大允許誤差MPE：±0.5s/d。5.2.5減壓閥和氣路使用與氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鋼瓶配套的減壓閥；減壓閥、管路材質(zhì)對被測氣體應(yīng)無吸附及化學(xué)反應(yīng)。5.2.6標(biāo)定罩?jǐn)U散式儀器應(yīng)有專用標(biāo)定罩。6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法6.1外觀及功能性檢查6.1.1儀器名稱、型號、制造廠名稱、出廠時(shí)間、編號、測量范圍、防爆標(biāo)識等應(yīng)齊全、清楚。6.1.2儀器應(yīng)連接可靠，各旋鈕或按鍵應(yīng)能正常操作和控制。6.1.3儀器通電后，儀器應(yīng)能正常工作，顯示部分應(yīng)清晰完整。6.2示值誤差儀器通電預(yù)熱穩(wěn)定后，根據(jù)被校儀器的采樣方式選擇合適的流量控制器，對于擴(kuò)散式儀器根據(jù)儀器使用要求控制所需要的流量，對于吸入式儀器保證流量控制器的旁通流量計(jì)有氣體排出。首先通入零點(diǎn)氣體和約為滿量程80%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，校準(zhǔn)儀器的零點(diǎn)和量程。然后通入約為滿量程20%、50%、80%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，記錄儀器穩(wěn)定示值，每點(diǎn)重復(fù)測量三次，按公式（1）計(jì)算每點(diǎn)δ，取絕對值最大的δ為示值誤差。（1）式中：——儀器示值的算數(shù)平均值，μmol/mol；——通入儀器氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度值，μmol/mol；R——儀器滿量程，μmol/mol。6.3報(bào)警功能對于有聲光報(bào)警功能的儀器，通入約為報(bào)警點(diǎn)1.5倍的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，控制好氣體流速，使儀器出現(xiàn)報(bào)警動(dòng)作，觀察儀器的報(bào)警功能是否正常，報(bào)警動(dòng)作值與銘牌或說明書要求是否一致，重復(fù)測量三次，記錄實(shí)測報(bào)警動(dòng)作值，按公式（2）計(jì)算報(bào)警偏差。（2）式中：——第i次測量的報(bào)警動(dòng)作值，μmol/mol；——銘牌或說明書顯示的報(bào)警值，μmol/mol；——報(bào)警動(dòng)作偏差，%。6.4響應(yīng)時(shí)間儀器經(jīng)預(yù)熱穩(wěn)定后，用零點(diǎn)校準(zhǔn)氣校準(zhǔn)儀器零點(diǎn)后，通入濃度約為滿量程50%左右的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，讀取穩(wěn)定數(shù)值后，撤去標(biāo)準(zhǔn)氣，使儀器顯示為零。再通入上述濃度的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同時(shí)用秒表記錄從通入氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)瞬時(shí)起到儀器顯示穩(wěn)定值的90%時(shí)的時(shí)間，即為儀器的響應(yīng)時(shí)間。重復(fù)上述步驟3次，取算數(shù)平均值為儀器的響應(yīng)時(shí)間。6.5重復(fù)性儀器預(yù)熱穩(wěn)定后，通入約為滿量程50%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，記錄儀器穩(wěn)定示值，撤去氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在相同條件下重復(fù)上述操作6次，按公式（4）計(jì)算儀器的相對實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差作為重復(fù)性：（4）式中：——單次測量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；——6次測量的平均值，μmol/mol；——第i次的測量值，μmol/mol；6.6漂移儀器的漂移包括零點(diǎn)漂移和量程漂移。通入零點(diǎn)氣體至儀器示值穩(wěn)定后，記錄儀器顯示值，然后通入濃度約為滿量程50%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，待讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄儀器示值S0，撤去標(biāo)準(zhǔn)氣體，便攜式儀器連續(xù)運(yùn)行1h，每間隔10min重復(fù)上述步驟一次。固定式儀器連續(xù)運(yùn)行6h，每間隔1h重復(fù)上述步驟一次，同時(shí)記錄儀器顯示值及（i=1，2，3，4，5，6），按式（5）計(jì)算零點(diǎn)漂移。（5）取絕對值最大的，作為儀器的零點(diǎn)漂移。按式（6）計(jì)算量程漂移：（6）取絕對值最大的，作為儀器的量程漂移。7校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映，校準(zhǔn)證書應(yīng)至少應(yīng)包括以下信息：a)標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”；b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的地址不同）；d)證書的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址； f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期；h)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；i)校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；j)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；l)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；m)校準(zhǔn)證書或者校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；o)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書的聲明。8復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔不超過12個(gè)月。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。附錄A(資料性附錄)微量氫氣檢測報(bào)警儀測量結(jié)果的不確定度評定示例A.1概述A.1.1校準(zhǔn)方法：按照本標(biāo)準(zhǔn)方法對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。A.1.2環(huán)境條件：符合本標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的環(huán)境條件。A.1.3測量標(biāo)準(zhǔn)：氮中氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其相對擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于2%，k=2。A.1.4被校儀器：低濃度氫氣檢測儀，測量范圍：（0~2000）μmol/mol。A.1.5測量方法：按照儀器使用說明書中要求的流量，分別通入零點(diǎn)氣體和滿量程80%左右的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，校準(zhǔn)儀器的零點(diǎn)和量程。再分別通入濃度約為測量上限20%、50%、80%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，待儀器示值穩(wěn)定后，記錄儀器示值，重復(fù)測量3次，3次的算數(shù)平均值與氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值的差值為該儀器的示值誤差。A.2測量模型（A-1）式中：——儀器示值的算數(shù)平均值，μmol/mol；——通入儀器氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度值，μmol/mol；R——儀器滿量程，μmol/mol。A.3不確定度來源A.3.1氮中氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值不確定度。A.3.2測量重復(fù)性引入的不確定度。A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定A.4.1氮中氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值不確定度的評定采用的氮中氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其定值相對擴(kuò)展不確定度為2%，k=2。則氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值不確定度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：（A-2）校準(zhǔn)點(diǎn)403μmol/mol：μmol/mol校準(zhǔn)點(diǎn)1020μmol/mol：μmol/mol校準(zhǔn)點(diǎn)1619μmol/mol：μmol/molA.4.2測量重復(fù)性引入的不確定度儀器依次通入濃度為403μmol/mol、1020μmol/mol、1619μmol/mol的氮中氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，各校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測量10次，具體測量數(shù)據(jù)列入表A.1。表A.1各校準(zhǔn)點(diǎn)測量數(shù)據(jù)μmol/mol標(biāo)準(zhǔn)值123456789104034054074084044074064074054074031020102410271024102310271024102210251027102516191622162516251621161816221625162416211619各校準(zhǔn)點(diǎn)分別按式（A-3）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，本規(guī)范規(guī)定每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測量3次，取算數(shù)平均值作為儀器示值，故n=3，相應(yīng)各校準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按式（A-4）計(jì)算。（A-3）（A-4）各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s與標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算結(jié)果見表A.2。表A.2各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s與標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算結(jié)果μmol/mol標(biāo)準(zhǔn)值平均值s403405.91.61.010201024.81.81.116191622.22.61.5A.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定A.5.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總于表A.3。表A.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表μmol/mol標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量符號不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值403氮中氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度4.03102010.2161916.19403測量重復(fù)性引入的不確定度1.010201.116191.5A.5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算由于與互不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以按式（A-5）計(jì)算。（A-5）各校準(zhǔn)點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（A-5）計(jì)算結(jié)果如下：校準(zhǔn)點(diǎn)403μmol/mol，μmol/mol校準(zhǔn)點(diǎn)1020μmol/mol