《近紅外分析儀水分參數(shù)校準規(guī)范》

JJF（黑）xx－202xPAGEII黑龍江省地方計量技術規(guī)范JJF（黑）xx-2023近紅外分析儀水分參數(shù)校準規(guī)范CalibrationSpecificationforMoistureParametersofNearInfraredAnalyzer（公示稿）2023-xx-xx發(fā)布2023-xx-xx實施黑龍江省市場監(jiān)督管理局發(fā)布 JJF（黑）XX－2023JJF（黑）XX—JJF（黑）XX—2023校準規(guī)范CalibrationSpecificationforMoistureParametersofNearInfraredAnalyzer歸口單位：黑龍江省市場監(jiān)督管理局起草單位：哈爾濱市計量檢定測試院本規(guī)范由哈爾濱市計量檢定測試院負責解釋本規(guī)范主要起草人：王杰（哈爾濱市計量檢定測試院）楊瑾（哈爾濱市計量檢定測試院）吳月明（哈爾濱市計量檢定測試院）張多利（哈爾濱市計量檢定測試院）鄒亮亮（雞西市檢驗檢測中心）趙志強（哈爾濱市計量檢定測試院）姜文君（哈爾濱市計量檢定測試院）參加起草人：高洪杰（黑龍江農(nóng)業(yè)象嶼物產(chǎn)有限公司）王霞（哈爾濱市計量檢定測試院）侯芝偉（哈爾濱市計量檢定測試院）JJF（黑）XX－2023PAGE7 目錄TOC\o"1-3"\h\uTOC\o"1-2"\h\u23978引言 II225341范圍 1247442引用文件 1222303術語 178074概述 1311265計量特性 1115.1示值誤差 1234755.2校準標準差 164175.3重復性 1165976校準條件 2152906.1環(huán)境條件 2307336.2校準用設備 227456.3校準用樣品 3204097校準項目和校準方法 3199367.1校準項目 3244237.2示值誤差 3277867.3校準標準差 338207.4重復性 4239578校準結果的表達 4221749復校時間間隔 426920附錄A29321近紅外分析儀水分參數(shù)校準原始記錄格式(推薦性) 59624附錄B10305近紅外分析儀水分參數(shù)校準證書(內(nèi)頁)格式 628791附錄C31797近紅外分析儀水分參數(shù)27919示值誤差測量結果不確定度評定示例 723218附錄D7137谷物水分測量范圍 106655附錄E31447谷物樣品的制備方法 1123627附錄F27785谷物樣品含水率的測定方法 13

引言JJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構成校準規(guī)范制定工作的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF（黑）XX—2023PAGEPAGE7近紅外分析儀水分參數(shù)校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于近紅外分析儀水分參數(shù)的校準。規(guī)范所指水分僅限于稻谷、大米、小麥、玉米、大豆的水分。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG891—2019電容法和電阻法谷物水分測定儀檢定規(guī)程GB/T5497—1985糧食、油料檢驗水分測定法GB/T24895—2010糧油檢驗近紅外分析定標模型驗證和網(wǎng)絡管理與維護通用規(guī)則GB/T24900—2010糧油檢驗玉米水分含量測定近紅外法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（包括所有的修訂單）適用于本規(guī)范。3術語校準標準差standarderrorofpredictioncorrectedforbias(SEP)驗證樣品組分的近紅外測定值扣除系統(tǒng)偏差后與其標準值之間的標準差，表示定標模型調(diào)整后的準確度。4概述近紅外分析儀水分參數(shù)（以下簡稱近紅外分析儀）是一種常用的谷物水分分析設備，通常由光源、金屬膜反射鏡、樣品池、進光口、固定式光柵、二極管陣列等部件構成，其原理是利用水分子中C-H、N-H、O-H、C-O等化學鍵的泛頻振動或轉動對近紅外光的吸收特性，用化學計量學方法建立谷物近紅外光譜與其水分含量之間的相關關系，計算谷物樣品的水分含量。5計量特性5.1示值誤差5.2校準標準差5.3重復性計量特性技術指標見表1表1計量特性技術指標谷物種類技術指標校準標準差/%重復性/%稻谷0.200.072大米0.200.072玉米0.250.11小麥0.200.072大豆0.250.11注：以上指標不作為合格判定依據(jù)，僅供參考。6校準條件6.1環(huán)境條件6.1.1校準時環(huán)境溫度：(5～30)℃。6.1.2相對濕度：≤80%。6.2校準用設備校準用設備見表2。表2校準用設備名稱要求電子天平級，最大秤量滿足實驗要求，實際分度值不大于0.1mg電熱恒溫干燥箱在105℃時，溫度偏差不超過±2.0℃，溫度波動度不超過±0.5℃，烘干工作區(qū)域溫度均勻度不超過2.0℃電容法和電阻法谷物水分測定儀1級及以上圓孔試驗篩孔徑為1.5mm和2.0mm實驗室用電動粉碎機磨膛材料不吸水，密閉，無死角，便于清理，能迅速而均勻粉碎30g試樣，達到所需粒度要求，粉碎時不發(fā)熱干燥皿備有變色硅膠鋁盒內(nèi)徑約4.5cm，高約2.0cm及內(nèi)徑約15cm，高約2cm，帶密封蓋計時器最大計時時長大于3h密封袋或密封盒/冷藏箱/6.3校準用樣品按附錄A給出的各谷物水分范圍均勻取2個含水率制備谷物樣品，制備出的2個大豆樣品含水率相差不小于2%，其他谷物的2個樣品含水率相差不小于5%。7校準項目和校準方法7.1校準項目表3校準項目一覽表序號校準項目計量特性條款校準方法條款1示值誤差5.17.22校準標準差5.27.33重復性5.37.47.2示值誤差按照近紅外分析儀說明書操作，每個校準點的校準過程為：先將密封袋或密封盒中的谷物樣品充分搖勻，然后將谷物樣品倒入近紅外分析儀樣品池中測量該樣品，測量后未被破壞的樣品應放回原密封袋和密封盒中，充分混合后再次取出做下一次測量。每個校準點測量六次，得到測量值，取6次測得值的算術平均值作為測量結果，測量結果的示值誤差按式（1）計算：（1）式中：——測量結果的示值誤差，%；——6次測量值的平均值，%；——谷物樣品水分標準值，%。7.3校準標準差取7.2中各校準點的6次測量值，按式（2）計算校準標準差。（2）式中：——近紅外分析儀各校準點的校準標準差，%；——第次測量的測量值，%；——測量次數(shù)，取。7.4重復性取7.2中各校準點的6次測量值，按式（3）計算各校準點的重復性。（3）式中：——各校準點重復性，%。8校準結果的表達經(jīng)校準后的近紅外分析儀出具校準證書。校準證書應給出校準結果及校準不確定度。校準原始記錄格式（推薦性）見附錄E，校準證書內(nèi)頁的信息（推薦性）見附錄F。9復校時間間隔由于復校時間間隔的長短是由近紅外分析儀的使用情況﹑使用者﹑儀器質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。建議復校時間間隔不超過1年。附錄A近紅外分析儀水分參數(shù)校準原始記錄格式（推薦性）委托單位證書編號制造廠校準日期型號規(guī)格校準地點出廠編號溫度技術依據(jù)相對濕度校準人員核驗人員儀器類別備注校準使用的計量標準器具標準器名稱型號/規(guī)格不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號及有效期計量特性校準數(shù)據(jù)：谷物種類：校準點/%測量次數(shù)測量值/%/%示值誤差/%校準標準差/%重復性/%123456123456附錄B近紅外分析儀水分參數(shù)校準證書（內(nèi)頁）格式校準結果谷物種類校準點/%示值誤差/%校準標準差/%重復性/%示值誤差測量結果的不確定度：附錄C近紅外分析儀水分參數(shù)示值誤差測量結果不確定度評定示例C.1概述C.1.1被校儀器：近紅外分析儀C.1.2測量標準：測量標準為電子天平，級，實際分度值為0.1mg。C.1.3環(huán)境條件：溫度：（5～30）℃，濕度：≤80%RH。C.1.4測量方法：依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定。C.2測量模型式中：——測量結果的示值誤差，%；——6次測量值的平均值，%；——谷物樣品水分標準值，%。C.3輸入量的標準不確定度評定C.3.1輸入量的標準不確定度的評定輸入量的標準不確定度來自近紅外分析儀示值重復性，采用A類評定方法進行評定。用本規(guī)范附錄E和附錄F方法制備并測定出的含水率為22.8%的玉米標準樣品，用近紅外分析儀測量6次，得到的測量列如表（C.1）所示。表（C.1）水分測定儀測量所得到的測量列測量次數(shù)玉米樣品標準值/%測量值/%示值誤差/%122.823.20.45223.2323.4423.2523.3623.2由單次實驗標準差公式可得該樣本的單次實驗標準差為：。實際測量中是在重復性條件下，取連續(xù)6次測量結果的算術平均值作為值，因此測量重復性引入的標準不確定度為。C.3.2輸入量的標準不確定度的評定輸入量的標準不確定度主要來源于玉米樣品含水率標準值的測定、電子天平的最大允許誤差、烘干恒重判定依據(jù)。C.3.2.1玉米樣品含水率標準值測定時引入的測量不確定度的評定因為在玉米樣品測定時要求任意兩份試樣的含水率之差不得超過0.2%，則可認為該玉米樣品兩次測量結果最大差值為0.2%，用極差法計算其實驗標準偏差。實際測量中，在重復性條件下取連續(xù)2次測量結果的算術平均值作為玉米樣品含水率標準值，因此由玉米樣品含水率標準值測定的標準不確定度為C.3.2.2電子天平最大允許誤差引入的標準不確定度分量本試驗中電子天平在（0～50）g范圍的最大允許誤差為±0.5mg，可認為區(qū)間半寬，為均勻分布，包含因子，一般所取試樣3g左右，其引入的標準不確定度分量為C.3.2.3烘干恒重判定依據(jù)引入的標準不確定度分量因樣品烘干稱重以前后兩次質量差不超過0.005g為判定依據(jù)，可認為前后兩次稱量服從均勻分布，包含因子，一般所取試樣3g左右，其相對不確定度為C.3.2.4輸入量的標準不確定度的計算電子天平最大允許誤差引入的標準不確定度分量遠小于玉米樣品含水率標準值測定時引入的測量不確定度、可忽略不計，與烘干恒重判定依據(jù)引入的標準不確定度分量C.4合成標準不確定度的評定C.4.1靈敏系數(shù)對求偏導，得靈敏系數(shù)；C.4.2合成標準不確定度的計算輸入量和互不相關，則合成標準不確定度為C.5擴展不確定度的評定取包含因子，則擴展不確定度。附錄D谷物水分測量范圍谷物種類測量范圍稻谷（9～20）%大米（10～20）%玉米（9～33）%小麥（8～20）%大豆（9～13）%

附錄E谷物樣品的制備方法E.1范圍本方法適用于谷物樣品的制備。E.2環(huán)境條件環(huán)境溫度：（20±5）℃，相對濕度：≤70%。E.3主要設備電子天平：級，最大秤量滿足實驗要求，實際分度值不大于0.1mg。1級及以上電容法或電阻法谷物水分測定儀。冷藏箱。E.4樣品準備選擇品種單一，籽粒均勻，無霉變、破碎粒及雜質的谷物，將精選出的樣品攤鋪于托盤中，上面覆蓋防塵布及防塵紙，在實驗室中放置足夠長的時間，使樣品中的水分與實驗室環(huán)境條件達到平衡。然后將樣品放入較大的塑料容器中，蓋緊后搖晃樣品使其混合均勻。用電容法或電阻法谷物水分測定儀對谷物樣品含水率進行粗測，然后用附錄F的方法精確測定其含水率。原始樣品的含水率可作為一個校準點使用，將以上樣品分成4份放入密封袋中備用，每份質量為30g。E.5樣品調(diào)濕如果原始樣品的含水率低于所需值，則通過將樣品放置在底部盛水的密封容器中（樣品不能接觸到水）逐漸增濕，使其達到預定含水率。也可采用直接向樣品中均勻注入一定量蒸餾水的方式使其達到預定含水率，在注水操作后的前4天必須每天反復振搖樣品2次，每次持續(xù)1min左右，使水分分布均勻，所需注入的蒸餾水質量由式（E.1）計算得到。（E.1）式中：——所需注入的蒸餾水質量，g；——原始樣品的質量，g；——原始樣品的含水率，%；——調(diào)濕后樣品的含水率，%。E.6樣品調(diào)干如果原始樣品的含水率高于所需值，則通過烘干或將樣品放置于干燥皿中干燥的方式去除其多余的水分，烘干溫度一般不應超過40℃。所需去除水分的質量由式（E.2）計算得到：（E.2）式中：——所需去除水分的質量，g。E.7制備好的谷物樣品放置于密封袋中，保存在5℃冷藏箱中，若使用次數(shù)超過100次或出現(xiàn)生蟲、被污染情況，則需要重新制備。附錄F谷物樣品含水率的測定方法F.1范圍本方法適用于對谷物樣品含水率的定值。F.2環(huán)境條件環(huán)境溫度：（20±5）℃，相對濕度：≤70%。F.3主要設備電子天平：級，最大秤量滿足實驗要求，實際分度值不大于0.1mg。電熱恒溫干燥箱：在105℃時，溫度偏差不超過±2.0℃，溫度波動度不超過±0.5℃，烘干工作區(qū)域溫度均勻度不超過2.0℃。圓孔試驗篩：孔徑為1.5mm和2.0mm。實驗室用電動粉碎機：磨膛材料不吸水，密閉，無死角，便于清理，能迅速而均勻粉碎30g試樣，達到所需粒度要求，粉碎時不發(fā)熱。干燥皿：備有變色硅膠。鋁盒：內(nèi)徑約4.5cm，高約2.0cm及內(nèi)徑約15cm，高約2cm，帶密封蓋。F.4含水率18%以下谷物樣品的測定F.4.1操作方法F.4.1.1鋁盒稱重取足夠數(shù)量的空鋁盒，清洗烘干后，放置于干燥皿中備用，干燥劑與鋁盒不能直接接觸。從干燥皿中取出2個潔凈空鋁盒，用干燥潔凈空氣吹掃其內(nèi)外表面，將盒蓋取下后和盒體一起放置于潔凈搪瓷托盤中，然后放在105℃電熱恒溫干燥箱中烘1h，取出后立即趁熱蓋上盒蓋，再放入干燥皿中冷卻至室溫（冷卻時間約5min）后，用天平分別稱出其質量。然后再烘30min后再稱重，直至前后兩次質量差不超過0.005g，即為恒重，于是得到鋁盒質量。如果鋁盒為多次重復使用的，則第二次及以后使用時，鋁盒從干燥皿中取出后先稱重，只要稱得質量與前次質量之差不超過0.005g就無須烘干，直接以此質量為鋁盒質量。F.4.1.2樣品稱重和烘干將30g待測谷物樣品用粉碎機粉碎（大豆粉碎細度通過2.0mm圓孔篩的不少于90%，其他谷物粉碎細度通過1.5mm圓孔篩的不少于90%)，對于直徑小于1.5mm的顆粒則不必粉碎。在已粉碎的樣品中取出2份3g左右的小樣，分別放入2個已知質量的空鋁盒中，均勻攤鋪于盒底，蓋緊盒蓋，并立即稱出各自的質量。將已稱質量的2個樣品的盒蓋擰下，與樣品盒均勻放置于搪瓷托盤中，再將該托盤放置在電熱恒溫干燥箱中。電熱恒溫干燥箱內(nèi)溫度調(diào)定在105℃，樣品烘3h（不包括電熱恒溫干燥箱升溫時間）后取出樣品盒并蓋緊，將其放入干燥皿中冷卻至室溫后稱重。記錄其烘干后質量后再按以上方法進行復烘，每隔30min取出冷卻后稱重一次，直至前后兩次質量差不超過0.005g為止，得到兩個樣品烘干后質量。如果后一次質量高于前一次質量，以前一次質量計算。F.4.2樣品含水率計算樣品含水率由式（F.1）計算得到：（F.1）式中：——第份谷物樣品的含水率，%；——烘干前樣品與鋁盒的總質量，g；——烘干后樣品與鋁盒的總質量，g；——鋁盒質量，g。F.5含水率18%以上谷物樣品的測定F.5.1操作方法含水率為18%以上的樣品采用二次烘干法測定。第一次烘干：取潔凈鋁盒一只，按F.4.1.1的方法確定其質量。取整粒待測樣品約30g放入準備好的鋁盒中攤平，稱取其質量，然后在105℃電熱恒溫干燥箱中烘30min后取出，自然冷卻至室溫，然后稱出其質量。第二次烘干：將第一次烘干處理后的樣品按F.4.1.1的方法操作。F.5.2樣品含水率計算第一次烘干去除的樣品水分含量由式（F.2）計算得到：（F.2）式中：——第一次烘干去除的樣品水分含量，%；——第一次烘干前樣品與鋁盒的總質量，g；——第一次烘干后樣品與鋁盒的總質量，g；——第一次烘干時鋁盒質量，g。第二次烘干去除的樣品水分含量由式（F.3）計算得到：（F.3）式中：——第二次烘干去除的樣品水分含量，%；——第二次烘干前樣品與鋁盒的總質量，g；——第二次烘干后樣品與鋁盒的總質量，g；——第二次烘干時鋁盒質量，g。樣品含水率由式（F.4）計算得到：（F.4）F.6樣品水分的定值按照F.4或F.5測定方法對谷物樣品烘干后，分別得到同一份谷物樣品的兩份試樣的含水率、，如果這兩份試樣的含水率之差超過0.2%，則該檢定點的試驗結果無效，應重新試驗，直至滿足要求為止，取其算術平均值（精確至0.1%）作為該檢定點的樣品實際含水率。（F.5）試驗地點：環(huán)境溫度：環(huán)境濕度：谷物種類水分/%水分平均值/%樣品1未烘干鋁盒質量鋁盒烘干1h后鋁盒累計