JJG 976-2002 透射式烟度计检定规程.pdf

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1、;r;rG 中华人民共和国国家计量检主规程JJ; 976-21Ml 2 透射式烟度计。padmeters2002-11-04发布Z003-0Z-口4实施国家质量监督检验检瘦总局发布J.J G l76Z回Z透射式烟度计检定规程Verifilation Regulation口fOpacimeters i JJG 976-2)(2 i 本规程经国家质量监督检验检疫总局于2002年11月口4日批准，并自2003年)2月04日施行。归口单位:全国光学计量技术委员会起草单位:上海市计量测试技术研究院南海市南华仪器有限公司浙江省质量技术监督检测研究院参加单位:厦门海腾发动机测试设备有限公司本规程委托全国光学

2、计量技术委员会负责解释JJG 976-2制Z本规程主要起草人:鲍国华(上海市计量测试技术研究院)杨耀光(南海市南华仪器有限公司)施建华(浙江省质量技术监督检测研究院)参加起草人:章熙春(厦门海腾发动机测试设备有限公司)屠海文(上海市计量测试技术研究院)严堕(浙江省质量技术监督检测研究院)林勇明(厦门海腾发动机测试设备有限公司)JJG 976-20由Z目录l 范围. . o_ ._. . -_- .-. ,. . . . (1) Z 引用文献. .-.,- . .-._-. _-_ .-.-. .-. . . ( 1 ) 3 术语和计量单位. .,-. . - .-.-. _-_ .-._._.

3、 . ., (1 ) 3.1 光透射比-.-_ . _- . .-._. _-. .,. . (1) 3.2 光吸收比N. .-.-. .-. . o_ . . -. . -. -( 1 ) 3.3 光通道有效长度L.-. o_._ . E . .-. . . . . . . . . . ( 1 ) 3.4 光吸收系数k. . 0-. ._. .-.-. ( 1 ) 3.5 光通道标准有效长度La-E-EE.-. . .-_. . .(1) 4 概述. . -. ._. . ., ._ ,-. (2) 5 计量性能要求. . -.-. .-_ .-.-.-.-. . . (2) 5.1 光吸收

4、比N.-_ . .-.-. . (2) 5.2 光吸收系数k_., _._o ._. . o_ _._. . .-. . _- (2) 5.3 姻度计测量电路的响应时间_.0_._. _o .,_- .-. . _- (2) 5 .4 烟度计显示的被测烟气温度.-_- .-_ . . . . (2) 5.5 烟度计油温测量-. -.-.-. .-_.,-_ .-.-,- (2) 5.6 烟度计转速测量.-.-_- .-_ .-.- .-. ., _-_. (2) 日通用技术要求. o_ ,.-. .-. . (3 ) 6 1 外观-.-.-., . . . . . . ., . . (3 )

5、6.2 在配置计算机控制系统的机动车辆检测站中的烟度计.-. . -. -. . . . (3) 7 计量器具控制. .-. ., . . . (3) 7.1 检定条件. . . . . .-. (3) 7.2检定项目，.，.-. . . . . (3) 7.3 检定方法. - _. - _. - _. -. . . . . . . (3) 7.4 检定结果处理. ._. ., ., . . .(的7.5 检定周期. . . . . . (6) 附录A透射式烟度计检定记录. . . . . . (7) 附录E检定烟度计示值误差测量结果的不确定度评定. (8) JJ; on-21Hl2 置射式烟

6、度计检定规程1 范围本规程适用于透射式烟度计(以下简称烟度计)的首次检、后续检定和使用中的检验口定型鉴定、样机试验中的主要计量性能的检测，可参照本规程执行口Z 引用艾献刀F1059-1999 测量不确定度评定与表示15011614 往复压燃式内燃机测量光吸收t和测定排气光吸收系数的仪器GB 3日47(压燃式发动机和装有压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法使用本规程时，应注意使用上述弓|用文献的现行有效版本。3 术语和计量单位3.1 光透射比从光源发出的光通过充满烟气的暗通遭到达仪器光接收器的传输百分比。r=txm ) 1 ( 式中:一一测量区充满排放烟气时光接收器上接收到的光通量;面

7、。-二测量区充满干净空气时光接收器上接收到的光通量。3.2 光吸收比11面从光源、发出的光通过充满烟气的暗通道到达仪器光接收器的吸收百分比。11 = 1 - T (2) 3.3 光通道有效长度L从光源发出的光到达仪器光接收器所通过充满烟气的暗通道长度，按其结构形式分为单通道和反射来回计程的光通道有效长度。单位为m，3.4 光吸收系数k由比尔一郎伯定律(Beer-Lamh ert)确定的系数口单位为m-1。k=-txIn()=-lxln(IJ) (3) 3.5 光通道标准有放长度L叉称不透光度1.、不透光度计、不进光烟度计、进光式烟度i十等。又称不透先度I JJG 971-2刷Z为保证烟气测量时

8、各种烟度计测量结果的可比性，不同光通道有效长度的烟度计统把口430m作为光通道标准有效长度进行修正D口N圄=1 _ e(U .41)(L) Kl,I- N) (4 ) 4概述烟度计是用来测量压燃式发动机或装有压燃式发动机汽车排放可见污染物的仪器。它是使定光通量的人射光透过一段特定长度的被测烟柱，用光接收器上所接受到的透射光的强弱评定排放可见污染物的程度口E 计量性能要求5.1 光吸收比N5. 1. 1 测量范围:至少应满足(口-9B.61%白。5.1.2分辨力:0.1%囚。5. 1. 3 示值误差:!:2.0%囚口5.1.4 零位漂移:在1h中，仪器的零位漂移不超过士1.0%曲。雪1.5烟度汁

9、的稳定性要求:在连续12次测量柴油车自由加速排放烟气后，光吸收比零位值变化不超过土1.0%飞5.2 光吸收系数k5.2.1 测量范围:至少应满足口-9.99 m-I口5.2.2分辨力:0.01 m-I 0 5.2.3 示值的不致性.指仪器的光吸收系数k的示值与按仪器的光吸收比N的示值用公式(3)计算得到的光吸收系数值之间的差值口不得大于0.05m -10 5.2.4 零位漂移:在1h中，仪器的零位漂移不超过士日.OBm-1D5.2.5 1烟度计的稳定性要求=在连续12次测量柴油车自由加速排放烟气后，光吸收系数零位值变化不超过:!:0_08 m-I D 5.3 烟度计测量电路的响应时间烟度计测量

10、电路的响应时间，即插入遮光片使光接收器全被遮住时，显示仪表指针或数显值从满量程的1日%到满量程的90%时所需的时间应为(1日土日1)5口5 -4 烟度计显示的被测烟气温度回烟度计的被测烟气温度显示值误差不超过:!:5吧。1当烟度计油温测量对带有油温测量功能的烟度汁，其油温测量示值误差不超过:!:51:05.6 烟度计转速测量Z 光通道有盖世JtL的烟度计在测量烟气时，其显示的光吸收比N.统接口430m作为光通道标准有敢长度按公式(4)进行静正后的光咀性Jl值N.作为植测烟气的光咀性比。均为绝对量口应注意不能与烟室管壁温度显示值理睛。JJ; 976-2002 转速测量示值误差在转速为5)( -

11、1 )(J r/ min时不超过土20r/min;在其他范围不超过土51rlmin, 6 通用技术要求自1外观自1.1烟度计的显示仪表应具有二种计量参数:光吸收比N和光吸收系数L二种计量参数的量穗，均以光通过充满于净空气的测量区时为日，以光通过测量区被全遮挡时为满量程巴5. 1. 2 烟度计应有清晰的铭牌，标明名称、型号、生产单位、出厂编号、计量器具制造许可证标志和1制造日期口并应标明光通道有效长度。5.1.3 仪器外表面涂层应色泽均匀，无明显的剥落、擦伤、凹陷、起泡、裂纹等缺陷口5.1.4 仪表显示应清晰，元缺损现象口5. 1. 5 各种调节旋钮、按钮应转动灵活、平稳、锁定可靠，不应有影响使

12、用的缺陷口6.2 在配置计算机控制系统的机动车辆检测站中的烟度计对配置在具有计算机控制系统的机动车辆检测站中的烟度计，计算机显示值或其打印值应与烟度计示值致;对于模拟信号输出的烟度计应满足计算机显示值或其打印值与仪表示值均应符合示值误差要求，而且它们的差值绝对值不得超过示值误差要求的绝对值口7 计量器具控制7.1 检定条件7. 1. 1 检定用设备7. 1.1. 1 标准中性滤光片五片(其几何尺寸应按被检仪器规定)口其在555nm波长时的透射比分别约为71%，51g毛，34%，27%，20%(对于光通道有效长度为反射来回计程的烟度计，应约为自4%，71 %，到9岛，523品，45%);其透射比

13、的相对合成标准不确定度应不大于0.3%。7.1. 1. 2 通用计数器。时间测量范围I口ns-1口气，内部晶振频率准确度10-1日飞7. 1.1.3 软线热电偶口测量范围1日-15日C;1级。7. 1. 1.4 油恒温槽口温差0.5C。7. 1.1.5 数显温度计(铅电阻传感器)口测量范围1日-15日C;分辨力日.1c口7. 1.1. 6 转速表。0.1级。7. 1. 2 检定环境条件7. 1. 2 1 相对湿度:; 859毛口7. 1. 2.2 温度:0 -4日口7. 1. 2 , 3 电源电压:A巳(220j: 22 )V 0 7. 1. 2.4 检定应在周围元影响测量的污染、振动、噪音和

14、电磁干扰的环境下进行口7.2检定项目检定项目见表1。3 JJG 976-21102 表1检定项目一览表检定项目外1见光吸收比光吸收系数计算机示值与仪表示值致性烟度计测量电路的响应卜一-一一卡一一一-一一一一烟度计显示的被测烟气温度+ 烟度计j由温测量+ -烟度计转速测量+ 一-一二-一一二二|十+7.3 检定方法7.3.1 外观检查通过日测和于感，按6.1规定的各项内容进行检查，并记录检查结果7.3.2 光吸收比N和光吸收系数k的检定7.3.2.1 按仪器使用说明书规定开机预热口7.3.2.2 零位漂移的检定仪器稳定后，记录零位值。每过20min观察零位值，连续3次。1h内，四次零位值立间的最

15、大间差(包括首次)即为检定值。光吸收H:和光吸收系数的零位值分别记录、计算，均应满足5.1.4和5.2.4的要求。7.3.2.3 光吸收比N的示值误差的检定仪器稳定后，复零口用五片透射比分别约为71%. 5日t元.34% , 279毛，2日%(对于光通道有效长度为反射来国计程的烟度计，应约为84%，71%，58%，52%.45%)的标准中性滤光片，分别插入仪器规定的校准滤光片插入位置咀，读取仪器相应光吸收比N的示值口重复3次，分别取3次示值平均值作为检定值口按公式(5)计算示值误差，均应满足5.1.3的要求口, N N, - A, (5) 式中:LlNi-第z测量点时，光吸收比示值误差;Ni一

16、一第i测量点时，仪器相应光吸收比3次示值的平均值;A, 第z测量点时，标准中性滤光片相对应的光吸收比值(对非标准光通道有效长度的烟度计应按公式(4)进行修正)口7.3.2.4 光吸收系数k示值不一致性的检定4 在7.3.2.3光吸收比N的示值误差的检定的同时进行根据不同测量点时的光吸对于光通道有究生长度为反射来回计程的烟度计，应注意校准滤光片插入时，必项使其透射面与光_:_i草光姑坪持不垂直度3_ 50. JJG 976-2002 收比N和光吸收系数k示值，按公式(6)计算其不致性，应满足5.2.3的要求。 , =k-oxln(I-Ni)J1 I日43日i式中:,:j ki一-第t测量点时，光

17、l吸收系数k示值的不一致性(取绝对量)，mi; k, 第E测量点时，烟度计光吸收系数k3次示值的平均值，mU 几;一二第ii测量点时，烟度计光吸收ttN 3次示值的平均值。7.3.2.5 烟度计的稳定性检定仪器稳定后，复零。烟度计调零后c对柴油车进行12次连续测量(柴油车自由加速，每次需达到额定转速，且每次自由加速之间的怠速时间应较短)，观察烟度计的零位值的变化不得超过5.1.5和5.2.5的妻求(12次连续测量过程中不得调零) 7.3.3 烟度计的测量电路响应时间的检定将被检烟)主汁的光吸收比几l输U_II信号通过专用比较电路接人通用计数器。专用比较电路的作用在于按被检烟度计的输出信号选择相

18、应的1日%满量程和9日%满量程时开启和停止通用计数器的计数。在烟度计规定位置插入全遮光片时电记录从1日%满量程到9日%满量程间通用I1数器的示数。按公式(7)计算测量电路响应时13Jc (6) t = n(拥-) I f (7) 式中:厄四川)一一被检烟度计的光吸收比N相应的10%满量程到909毛满量程间通用计数器的示数;f一一通用计数器计数时的基准频率口也可以接被检烟度计提供的通讯协议，编制计算机程序按每20ms间隔取测量点)，将烟度计输出信号直接在计算机上显示、记录和打印测量结果。测量电路响应时间应满足5.3的要求。7.3.4 烟度计显示的被测烟气温度值的检定当烟室充f荫被测;烟气时，在烟

19、室的进气口附近用软线热电偶对被视j烟气温度显示值进行检定。通过改变柴油车速度，使其排放烟气在约10日和约150C二个点用软线热电偶测量得实际温度，按公式(8 )计算示值误差，J主满足5.4的要求。Ti = Y-YIl Ti ) H ( 式中，.1第z测量点时烟度计显示的被归l烟气温度的示值误差，屯;Y1i一一第t测量点时烟度计显示的被测烟气温度，CC j YUTi一一第1测量点时软线热电偶测量得实际温度值，C口7.3.5 烟度计油温测量的检定油温测量示值误差用油恒温槽和数显温度计(锦电阻传感器)进行检定口将烟度计油温测量传感器和数显温度计的锦电阻传感器一起放在油恒温槽中，通过油恒温槽的加温在7

20、日C，9日:二个点检定。烟度计油l测量示值误差按公式(9 )进行计算。应满足5.5的要求。.ll = Y1, - Y Dli 式中，Ll，-一第ilJiW量点时炯度计油温测量示值误差.c:c ; ( 9 ) 5 JJ G 976-21Hl2 Y，i一一第z测量点时烟度计油温测量传感器显示值，t: j YOj -第z测量点时数显温度计(锦电阻传感器)温度显示值，C。7 3.5 烟度计转速测量检定将被检烟度计转速测量传感器，按其要求固定在柴油车的规定位置。在柴油车发动机的外露轴上贴反光靶，用转速表对准反光靶口启动柴油车分别达到约8rlmin和约3 000 rl mn1J!iJ量点时，读取转速表和被

21、检烟度计的转速示值。按公式(1日)计算烟度计各次转速测量的示值误差。应满足5.5的要求。.m- = nj - nOi ) H l ( 式中:d，-第z测量点时烟度计转速测量示值误差，r/min; 凡E一一第z测量点时烟度计转速测量传感器显示值r/min; nOi一一第测量点时转速表显示值r/min 0 7.3.7 在配置计算机控制系统的机动车辆检测站中的烟度计在进行光吸收比和光吸收系数示值误差检定时，观察记录计算机显示值或其打印值与烟度计仪表示值，应满足5.2要求。7.4 检定结果处理经检定符合本规程要求的烟度计发给检定证书;不符合本规程要求的烟度计发检定结果通知书，并列出不合格项目名称及数据

22、口7.5 检定周期烟度计检定周期般不超过1年口6 JJG 976-2阅Z附录A透射式烟度计检定记录仪器型号生产单位制造日期出厂编号光通道长度光吸收比量程f分辨力光吸收系数量程/分辨力送检单位检定日期检定温度检定湿度校准器检定员核验员证书号清晰的铭牌，标明名称、型号、生产单位等，并应标明光通道有效长度仪器外表面涂层应色泽均匀，无明显剥落、擦伤、凹陷、起泡、裂纹外仪表显示应清晰，无缺损现象现各种调节旋钮、按钮应转动灵活、平稳、锁定可靠配有计算机控制的仪表示值与计算机示值(或打印值)应满足要求仪器示值日20 min 40 min 回nun最大漂移零位光吸收比N漂移光吸收系数k标准透射仪表币值示值误差

23、比相应值Z 1 平均值光司飞;吸值收误比差及致光吸收系数klJ值光吸收比N7i1值由N换算得相应光吸收系数k值不致性差性光检定吸收系数烟度计稳2 3 4 5 6 7 E 自1日11 12 最大差定性检定检定内容示值标准值示值标准值最大示值误差测量电路响应时间烟室温度显示值油温测量转速测量检定结果7 JJ日976-2002附录B检定烟度计示值误差现tl量结果的不确定度评定B.1 建立数学模型，列不确定度式1贫定烟度it光吸收H:N示值误差时，标准中性滤光片为标准器。当标准中性滤光g为某标准透射比时.卖取烟度H相应的光l吸收眈N示值，按公式(B1 )计算烟度计示值误差(烟度it光吸收tt示值N、标

24、准中性滤光片标准透射I:tr为输人量，烟度计示使误差4为输出量的数学模型)。. =N-(I-r) 式中4一烟度汁的光吸收比N示值误差;11烟度计的光吸收忧示值，标准申n滤光片的标准透射lt值因为各分量N咽E不相关咱出不确定度传播律:, ( . )工(I U I之(N)十t211LZZ()王:中:CJ = )!1/rJN= 1; rI = (J，r)/a= 1 0 故不确定度式为旷(. ) = U, 2 ( N) + U,2 () 自2输入量的不确定度来源B.2.1 被检烟度ilN示值(测量不重复性)叫，(凡1)= u, B.2.2 被检烟度计N示值(数显量化误差)u,(N)=u, B.2.3

25、标准透射比值U2 () = . 目1揄人量的标准不确定度评定H.3.1 被检烟度i十几r示值估计值(测量不重复性)的标准不确定度评定(B 1) ( B2) (日3)被检烟度计N示值估计值的不确定度主要来惊于烟度计N的测量不重复性及数显仪器的示值量化误差D测量不重复性可以通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定。等精度重复测量10次，测量数据经处理得单次测量实验标准差s( N) : s( N) = 工(N，-N均)/( n一l)lJZ=口15%实际测量时，在重复条件下连续测量3次，以3次测量的算术平均值作为测量结果，则可得标准不确定度为-自由度th(N)=J(N)/31/2=止09%t二I

26、山1= 9 B .3.2 被检:l!度计N示值估计值(数显量化误差)的标准不确定度评定H JJ日976-2002烟度计N示值的分辨力为日_1%，其量化误差以等概率分布(矩形分布)落在宽度为0_1 9毛12=日，日5S毛的区间内。考虑其引人的标准不确定度为-, (N) = (口口5% )/3= D_029% 自由度:1一斗.=H _3_3 标准透射比值r估计值的标准不确定度评定标准中性滤光片送上级计量部门检定，其标准透射:值的合成标准不确定度为自_3%(相对误差)，则u() =口3%x 71呢=口21%也估计i亥标准不确定度的可靠程度90%，则自由度1，=l2x6，() / u ()J -, =

27、 5日日_4输出量的标准不确定度分量-览表日5合成标准不确定度的评定由于各标准不确定度分量相互无关，故合成标准不确定度为:有效自由度:日6扩展不确定度的评定, 1句、li2U L = u - + IL I - + U2.-) = (0 _ 09 + 0 _ 0292 +口21)/2= 0_37% u:(N) PH=EIE7王1. 37 日日9/9+ 0_0294/ , +0_214/50 =4日5按置信概率p=日9545，有效自由度.err: 4凹，查1分布表，得到IJk=2_00。古生扩展不确定度应为-上级计量部门椅定给出的是合成标准不确定度相对置。3%.tl(本规程规定的标准中性煮吃片的最

28、大连射比r=71%考虑其地对影响量，口3o/rxO.71呢=D.2L% 9 JJG 976-2倒ZU= ku , =2.00 x 0.37% = 0.741毛B.7 测量不确定度的报告上述分析及计算按JJF1日59-1999测量不确定度评定与表示进行口得到检定烟度计示值误差测量结果的扩展不确定度为:U=口74g毛(置信概率p=日.9545;包含因子k二2.00)所以经上述不确定度评定，检定能满足量值传递要求曰1日NZNEhf因巳中华人民共和国国家计量检定规程遗射式姻度计JJG I)7fi-2例Z国家质量监督检验险症总局发布 中国计量出版社出版北直相平里面面甲2号邮政植圄1酬口电话UIOJt4 27536( E-mall jlfxb 由阻.m北京市迪鑫印刷f印刷新华甘店北京发行所发行随扭所有不得自印善且m皿xJ2J(Imm 16 :IF4 fjJ张1宁黠14r宇Z刷3年2J1第1版Z曲3年Z月第1/1.:印刷印数I-ISOO定价14阑元统扭号15到26-1曲4