中華人民共和國國家計量技術規范JJF1627—2017皂膜流量計法標準漏孔校準規范CalibrationSpecificationforReferenceLeaksbySoapFilmFlowmeter2017-09-26發布2017-12-26實施國家質量監督檢驗檢疫總局發布JJF1627—2017皂膜流量計法標準漏孔校準規范JJF1627—2017CalibrationSpecificationforReferenceLeaksbySoapFilmFlowmeter歸口單位:全國壓力計量技術委員會主要起草單位:上海市計量測試技術研究院參加起草單位:博益(天津)氣動技術研究所有限公司本規范委托全國壓力計量技術委員會負責解釋JJF1627—2017本規范主要起草人:許紅(上海市計量測試技術研究院)張書令(上海市計量測試技術研究院)參加起草人:艾子蔚[博益(天津)氣動技術研究所有限公司]張偉明[博益(天津)氣動技術研究所有限公司]JJF1627—2017目錄引言………………………(Ⅱ)范圍……………………(1)引用文件………………(1)術語和計量單位………………………(1)概述……………………(2)1234結構…………………(2)原理…………………(2)用途…………………(2)4.14.24.3計量特性………………(2)5漏孔漏率……………(2)重復性………………(2)5.15.2校準條件………………(2)6環境條件……………(2)測量標準及其他設備………………(3)6.16.2校準項目和校準方法…………………(3)7外觀檢查……………(3)校準前準備…………(3)校準…………………(4)數據處理……………(4)7.17.27.37.4校準結果表達…………(4)復校時間間隔…………(5)89附錄A校準記錄格式…………………(6)附錄B校準證書(內頁)格式………(7)附錄C標準漏孔漏率測量不確定度評定示例………(8)ⅠJJF1627—2017引言JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》、JJF1001—2011《通用計量術語及—《測量不確定度評定與表示》、GBT3163/—2007《真空技術定義》、JJF1059.12012術語》共同構成本規范制定的基礎性系列規范。本規范參照EN13192:2001《無損檢驗泄漏試驗氣體基準泄漏的校準》(NonDestructiveTesting—LeakTesting—CalibrationofReferenceLeaksforGases)、ASTME908—98(Reapproved2012)氣體基準泄漏量校準標準規程(StandardPracticeforCalibratingGaseousReferenceLeaks)和JJG586—2006《皂膜流量計》進行制定,采用了其中的基本原則。本規范為首次發布。ⅡJJF1627—2017皂膜流量計法標準漏孔校準規范范圍1本規范適用于漏率范圍為//、進氣端壓力在1kPa~1.5MPa、1mLmin~10Lmin出口端為大氣的標準漏孔(以下簡稱漏孔)的校準。引用文件2本規范引用了下列文件:JJG586—2006皂膜流量計GBT3163/—2007EN13192:2001真空技術術語無損檢驗泄漏試驗氣體基準泄漏的校準(NonDestructiveTesting—LeakTesting—CalibrationofReferenceLeaksforGases)ASTME908—98(Reapproved2012)氣體基準泄漏量校準標準規程(StandardPracticeforCalibratingGaseousReferenceLeaks)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規范。術語和計量單位33.1漏孔leak[GBT3163/—2007,定義6.1.1]在壓力或濃度差作用下,使氣體從壁的一側通到另一側的孔洞、孔隙、滲透元件或一個封閉器壁上的其他結構。標準漏孔3.2referenceleak在規定條件下(入口壓力、出口壓力,溫度為23℃±5℃),漏率是已知的一種校準用的漏孔。3.3leakrates(符號:)[/—,定義]漏率QGBT316320076.1.9V在規定條件下,一種特定氣體通過漏孔的流量,計量單位為/或/。mLminLmin黏滯流viscousflow[GBT3163/—2007,定義2.26]氣體分子平均自由程遠小于導管最小截面尺寸時氣體通過導管的流動,流動取決于氣體的黏滯性。流動可以是層流或湍流。3.4皂膜流量計soapfilmflowmeter[JJG586—2006,定義3.1]測量微小氣體流量的流量計。由一根帶有刻度的皂膜管,通過計算皂膜經過皂膜管上下刻度的時間和皂膜管兩刻度間的容積來計算流過流量計的瞬時流量。3.5電子皂膜流量計electronicsoapfilmflowmeter[JJG586—2006,定義3.1]在皂膜管上安裝一對電子傳感器,并能夠由顯示儀表直接顯示出瞬間流量的皂膜流量計。3.61JJF1627—2017概述4結構4.1漏孔的兩端分別是進氣端和出口端,以內(外)螺紋連接,內部為節流元件,節流元件有玻璃毛細管、金屬毛細管等類型,依據節流元件直徑的大小來獲得相應的漏率值。結構見圖1。圖1漏孔結構示意圖原理4.2根據漏孔兩端壓力或濃度差的不同,使氣體從節流元件的進氣端向出口端流動,在節流元件的作用下產生漏率。漏率的影響因素包括氣體類型、氣源壓力、出口端壓力以及氣體的溫度。本規范中的漏孔氣體流動類型為黏滯流。用途4.3漏孔作為校驗器具,用于校驗氣密檢漏儀等相關設備。計量特性5漏孔漏率重復性5.15.2校準條件6環境條件6.12JJF1627—2017溫度為(23±5)℃,校準過程中溫度波動不超過1℃。6.1.16.1.26.1.36.1.4濕度不大于85%RH。大氣壓力:(80~106)kPa。校準設備周圍應無熱源、震動等外界干擾。測量標準及其他設備6.2測量標準裝置壓力標準器6.2.16.2.1.1選用相應量程和準確度等級的壓力標準器使測量前端氣源壓力值的最大允許誤差不超過氣源壓力值的±1%。流量標準器6.2.1.2選用相對擴展不確定度優于1.5%的電子皂膜流量計。氣源壓力控制裝置6.2.1.3氣源由鋼瓶氣提供,校準用壓縮空氣露點低于-25℃,干凈、清潔;氮氣純度不低于99.9%,其他氣體可參照此要求。鋼瓶氣通過減壓閥、儲氣罐、二級或三級壓力調節裝置應能提供所需氣源壓力值的氣源,穩定后的氣源壓力波動在校準過程中不超過氣源壓力的±1%。由以上設備組成的測量裝置相對擴展不確定度Urel(k=2)不大于3%。6.2.1.46.2.2其他設備6.2.2.16.2.2.2大氣壓力計:測量范圍(80~110)kPa,最大允許誤差±0.2kPa。溫濕度計:溫度范圍:(0~50)℃,最大允許誤差±0.2℃;濕度范圍:(0~100)%RH,最大允許誤差±3%RH。校準項目和校準方法7外觀檢查7.1漏孔應無裂縫等缺陷,螺紋光滑無毛刺。7.1.1漏孔應有型號、編號、制造廠商名稱、氣源類型、氣源壓力值、標稱漏率值等7.1.2信息。漏孔應有進氣端、出口端標志或有明確的氣流方向標志。7.1.3校準前準備7.2安裝7.2.1被校漏孔需在實驗室放置2h以上才可以進行校驗,根據進氣端和出口端的接口形式采用不同的密封連接件接至氣源壓力控制裝置和電子皂膜流量計,見圖2。被校漏孔與電子皂膜流量計之間的連接管應盡可能地短,以使其產生的氣阻盡量地小。3JJF1627—2017圖2漏孔校準裝置示意圖密封性測試7.2.2被校漏孔接至系統后在接口處采用噴泡等方式進行密封性測試。校準7.3被校漏孔接入圖2中給出的校準裝置,打開氣源壓力控制裝置前的減壓閥,緩慢提升管道、儀器中的壓力直至達到被校漏孔銘牌上所需要的氣源壓力值,在氣源壓力符合第6.2.1.3要求后開始連續重復測量6次,依次記錄氣源壓力值和漏孔漏率值。在測量期間同時觀察大氣壓力,在大氣壓力發生明顯變化時,應中斷測量,卸壓后重新調整前端進氣端氣源壓力值,以保證6次連續測量的重復性要求。測量完畢后關閉鋼瓶氣源閥門,打開放氣閥門,氣源壓力控制裝置卸壓,拆下被校漏孔。取被校漏孔6次測量的平均值作為被校漏孔的實測漏率值。數據處理7.4被校漏孔漏率平均值QV的計算公式:7.4.161()1QV=6∑QVii=1被校漏孔漏率重復性s(Qi)的計算公式:7.4.2Qmax-Qmin()sQ()2=×100%iC·QV式中:()———被校漏孔漏率的重復性;sQiQmax———重復測量列中的最大值,mLmin/;Qmin———重復測量列中的最小值,mLmin/;C———極差系數(C=2.53)。被校漏孔氣源壓力平均值p的計算公式:7.4.361∑pi(kPa)(3)p=6i=1校準結果表達8校準記錄格式見附錄A。8.1校準完成后,按照本規范給出校準結果,開具相應的校準證書,校準證書內頁格8.24JJF1627—2017式見附錄B。復校時間間隔9復校時間間隔建議為1年。由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定,因此,送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。5JJF1627—2017附錄A校準記錄格式證書單位:器具名稱:出廠編號:環境溫度:大氣壓力:校準地點:標準器:型號規格:生產廠商:環境濕度:校準日期:氣源:標稱漏率:外觀檢查:校準結果:測量次數氣源壓力值()實測漏率值()123456氣源壓力平均值實測漏率平均值重復性/%本次測量的相對擴展不確定度Urel=(k=2)6JJF1627—2017附錄B校準證書(內頁)格式環境溫度:校準地點:校準結果:環境濕度:實測漏率值:氣源壓力值:氣源:標稱漏率:大氣壓力:本次測量相對擴展不確定度:Urel=(k=2)。7JJF1627—2017附錄C標準漏孔漏率測量不確定度評定示例測量模型C.1Q=Q·k(C.1)式中:Q———實測漏率,mLmin/;Q———實測漏率的平均值,mLmin/;k———由于校準方法或條件引起的系數(通常為1)。不確定度評定C.2標準漏孔漏率測量結果的不確定度表述為相對標準不確定度ur(Q),按(C.2)計算:()ur(Q)=ur2(Q)+ur2k(C.2)式中:ur(Q)———漏率測量結果的相對標準不確定度;ur(Q)———重復測量引入的相對標準不確定度;ur()———k由于校準方法或條件引起的系數的相對標準不確定度。C.2.1ur(Q)重復測量引入的相對標準不確定度依據JJF1059.1—2012在測量次數較少時采用極差法計算相對標準不確定度,該項相對標準不確定度按(C.3)計算:()sQiQmax-Qmin×100%66·C·Q(C.3)ur(Q)==式中:()———被校漏孔漏率的重復性;sQiQmax———重復測量列中的最大值,mLmin/;Qmin———重復測量列中的最小值,mLmin/;C———極差系數(C=2.53)。C.2.2ur()k由于校準方法或條件引起的系數的相對標準不確定度該系數主要包含皂膜流量計、溫度波動、前級氣源壓力波動、壓力測量及大氣壓力波動等因素,k由(C.4)表示:k=k1·kT·kp1·kp2·kp3(C.4)式中:k1———皂膜流量計對測量結果的影響;kT———溫度波動對測量結果的影響;kp1———前級氣源壓力波動對測量結果的影響;kp2———前級壓力測量誤差引入的對測量結果的影響;8JJF1627—2017kp3———大氣壓力波動對測量結果的影響。ur()k按(C.5)計算:()ur(k)=uk+uk+uk()222()2()2()(C.5)+uk+ukrp3r1rTrp1rp2式中:()———皂膜流量計引入的相對標準不確定度;urururururk1()———溫度波動引入的相對標準不確定度;kT()———前級氣源壓力波動引入的相對標準不確定度;kp1()———壓力測量引入的相對標準不確定度;kp2()———大氣壓力波動引入的相對標準不確定度。kp3C.2.2.1ur()皂膜流量計引入的相對標準不確定度k1依據電子皂膜流量計校準證書直接引入,此處按6.2.1.2引入,則此項引入的相對標準不確定度為:1.5%2()uk==0.75%r1C.2.2.2ur()溫度波動引入的相對標準不確定度kT由于單次測量時間短,由溫度波動引入的不確定度分量較小,此項可忽略。C.2.2.3ur()前級氣源壓力波動引入的相對標準不確定度kp1由于前級氣源壓力波動對測量結果的影響需依據各漏孔的具體結構由不同的計算公式進行計算[詳情請參閱達道安主編的《真空設計手冊》(第三版)],計算復雜,故在此通過實驗數據進行簡化,在滿足第6.2.1.3規定條件下,由此項引入的相對標準不確定度為:()urk=1%p1C.2