JJF 2142-2024 過濾器完整性測試儀校準規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JJF2142—2024過濾器完整性測試儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforFilterIntegrityTesters2024-09-18發(fā)布2025-03-18實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2142—2024過濾器完整性測試儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforFilterIntegrityTesters→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→ →→→→→→→→→→→→→歸口單位:全國壓力計量技術委員會主要起草單位:廣東省計量科學研究院參加起草單位:新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院北京鈕因上晟科技開發(fā)有限公司本規(guī)范委托全國壓力計量技術委員會負責解釋JJF2142—2024本規(guī)范主要起草人:徐標(廣東省計量科學研究院)郭貴法(廣東省計量科學研究院)楊磊(廣東省計量科學研究院)參加起草人:卓華(新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院)黃偉(廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院)王若棟(北京鈕因上晟科技開發(fā)有限公司)JJF2142—2024Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3術語和計量單位 (1)3.1術語 (1)3.2計量單位 (1)4概述 (1)5計量特性 (2)5.1壓力示值誤差 (2)5.2壓力回程誤差 (2)5.3流量示值誤差 (2)5.4流量示值重復性 (2)6校準條件 (2)6.1環(huán)境條件 (2)6.2測量標準及其他設備 (2)7校準項目和校準方法 (3)7.1校準前檢查 (3)7.1.1外觀檢查 (3)7.1.2功能檢查 (3)7.2校準方法 (3)7.2.1壓力示值誤差 (3)7.2.2壓力回程誤差 (4)7.2.3流量示值誤差 (4)7.2.4流量示值重復性 (4)8校準結果 (5)8.1校準記錄 (5)8.2校準證書 (5)8.3校準結果的不確定度評定 (5)9復校時間間隔 (5)附錄A過濾器完整性測試儀校準記錄 (6)附錄B校準證書內頁格式 (7)附錄C壓力示值誤差測量結果不確定度評定示例 (8)附錄D流量示值誤差測量結果不確定度評定示例 (11)JJF2142—2024ⅡJJF1071—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》共同構成本規(guī)范制定的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范參考了JJG875—2019《數字壓力計》、JJG640—2016《差壓式流量計》和GJB8630—2015《過濾器濾芯結構完整性試驗方法》的部分內容制定。本規(guī)范是首次發(fā)布。JJF2142—20241過濾器完整性測試儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于過濾器完整性測試儀的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG875數字壓力計檢定規(guī)程JJG640差壓式流量計檢定規(guī)程GJB8630過濾器濾芯結構完整性試驗方法PDATR26液體的除菌過濾凡是注明日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術語和計量單位3.1術語3.1.1完整性測試integritytest與過濾器、過濾器裝置的細菌截留效率相關的,非破壞性的物理測試。[來源:PDATR26]3.1.2泡點bubblepoint所測量的氣體壓差,在該壓差下液體(例如水、酒精、產品)從潤濕的多孔的膜的最大的孔中冒出,且能探測到穩(wěn)定的氣泡流或大量的氣流。[來源:PDATR26]3.1.3擴散流diffusiveflow在濃度(例如氣體壓力)差異的基礎上,已溶解的氣體穿過經液體潤濕后的膜的動作。[來源:PDATR26]3.2計量單位壓力計量單位為kPa,流量計量單位為mL/min。4概述過濾器完整性測試儀,亦稱完整性測試儀、濾芯完整性測試儀(以下簡稱測試儀),是針對除菌濾膜及過濾系統(tǒng)進行完整性測試的專用儀器。其主要的測試方法有:泡點測試、保壓測試、擴散流測試和水侵入測試。泡點測試主要針對過濾面積較小的過濾器,與孔徑的相關性較好;而保壓測試、擴散流測試和水侵入測試主要針對大過濾面積的過濾器。JJF2142—20242測試儀的工作原理及內部結構示意圖見圖1。圖1測試儀工作原理及內部結構示意圖5計量特性5.1壓力示值誤差在測量范圍內,壓力示值誤差不超過±0.5%FS。5.2壓力回程誤差在測量范圍內,壓力回程誤差不超過0.5%FS。5.3流量示值誤差流量示值誤差不超過±5%。5.4流量示值重復性流量示值重復性不超過流量示值誤差絕對值的1/3。注:上述計量特性不作合格與否的判定。壓力和流量項目可根據測試儀的實際情況選做。6校準條件6.1環(huán)境條件6.1.1溫度:(20±5)℃。6.1.2相對濕度:不大于80%。6.1.3測量設備周圍應無熱源、強電磁場和放射性源等外界干擾,周圍不應有明顯的振動。6.2測量標準及其他設備通常使用數字壓力計、標準流量計等標準裝置。具體技術要求見表1。JJF2142—20243表1測量標準及其他設備序號名稱技術要求用途1數字壓力計準確度等級:等于或優(yōu)于0.05級(年穩(wěn)定性合格)校準壓力2標準流量計準確度等級:等于或優(yōu)于1.0級校準流量3緩沖罐0.5L,用于校準5mL/min輔助設備,用于穩(wěn)定流量2L,用于校準30mL/min4流量調節(jié)閥工作壓力1MPa,工作壓差500kPa輔助設備,用于調節(jié)流量大小7校準項目和校準方法7.1校準前檢查7.1.1外觀檢查測試儀應標有產品名稱、型號、制造廠名、出廠編號、氣源進氣端、出氣端、排氣端等標識,并清晰可辨。其顯示裝置應無影響讀數的劃痕,顯示數字應清晰鮮明、無重疊,儀表顯示亮度均勻,不應有缺筆畫等現象。7.1.2功能檢查測試儀上的開關、旋鈕、功能鍵及連接件、接插件不應有松動現象,應能正常工作。開機后,測試儀的自檢功能應保持良好。7.2校準方法7.2.1壓力示值誤差圖2測試儀壓力校準連接圖按圖2,將數字壓力計接在測試儀的輸出端,通電預熱15min,或者按產品說明書的要求進行通電預熱。以測試儀銘牌或說明書標示的壓力量程的20%、50%和80%附近壓力點作為校準點,調節(jié)測試儀測試壓力使壓力標準器示值達到各個壓力校準點,從20%逐步增加到80%然后逐步降壓到20%為一個來回。各校準點示值誤差按公式(1)計算。式中:Δp—測試儀各校準點壓力示值誤差,kPa式中:Δp—測試儀各校準點壓力示值誤差,kPa;pR—測試儀各校準點正、反行程壓力示值,kPa;JJF2142—20244ps—標準器各校準點的標準壓力示值,kPa。7.2.2壓力回程誤差回程誤差可利用示值誤差校準的數據進行計算。取同一校準點正、反行程示值之差的絕對值作為壓力計的回程誤差。各試驗點回程誤差按公式(2)計算。取最大差值的絕對值作為壓力回程誤差。式中:φp—測試儀測試壓力回程誤差,kPa;φp=式中:φp—測試儀測試壓力回程誤差,kPa;pR1—測試儀各校準點壓力示值的正行程,kPa;pR2—測試儀各校準點壓力示值的反行程,kPa。7.2.3流量示值誤差圖3測試儀流量校準連接圖按圖3,將緩沖罐、流量調節(jié)閥及流量計連接到測試儀上。啟動測試儀,根據實際情況設定測試儀測試基本參數,調節(jié)測試儀的進氣壓力,使測試儀測試壓力至額定工作壓力(一般為280kPa)。開始測試,調節(jié)流量調節(jié)閥,分別選取5mL/min、30mL/min兩個測量點進行流量校準。待流量穩(wěn)定后,分別記錄測試儀對應流量計的示值。每個測量點重復測試三次。測試儀各流量點單次校準的示值誤差按公式(3)計算。Eij=×100%(3)式中:Eij—第i校準點第j次校準測試儀流量示值誤差,%;qij—第i校準點第j次校準測試儀流量示值,mL/min;(qs)ij—第i校準點第j次校準標準流量值,mL/min。測試儀各流量點的示值誤差按公式(4)計算。(4)式中:Ei—第i校準點測試儀流量示值誤差,%;n—第i校準點校準次數。7.2.4流量示值重復性測試儀各流量點的流量示值重復性按公式(5)計算。式中:JJF2142—20245Eri—第i校準點測試儀流量示值重復性,%。測試儀的流量示值重復性按公式(6)計算。式中:Er=(Eri)max(6)Er—測試儀流量示值重復性,%。8校準結果8.1校準記錄錄A。8.2校準證書經校準的測試儀應出具校準證書,校準證書應包括的信息及推薦的內頁格式見附錄B。8.3校準結果的不確定度評定測試儀的測量不確定度應按JJF1059.1—2012的要求進行評定,不確定度評定的示例見附錄C和附錄D。9復校時間間隔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的,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。建議復校時間間隔為1年。JJF2142—20246附錄A過濾器完整性測試儀校準記錄委托單位:生產單位: 儀器型號:儀器編號: 校準標準器:校準依據: 溫度:℃相對濕度:%校準地點: 校準記錄編號:校準證書編號:1.外觀及功能性檢查:2.壓力示值誤差和回程誤差:標準值kPa過濾器完整性測試儀示值kPa示值誤差kPa回程誤差kPa測量不確定度(k=2)kPa正行程反行程3.流量示值誤差和重復性:標準值mL/min過濾器完整性測試儀示值mL/min示值誤差%重復性%測量不確定度%(k=2)%123平均值校準人員:核驗人員:校準日期:JJF2142—20247附錄B校準證書內頁格式1.外觀及功能性檢查:2.壓力校準數據:標準器示值kPa正行程示值kPa反行程示值kPa示值誤差kPa回程誤差kPa壓力示值誤差測量結果不確定度(k=2)kPa3.流量校準數據:標準值mL/min過濾器完整性測試儀示值mL/min示值誤差%重復性%流量示值誤差測量不確定度%(k=2)%(以下空白)JJF2142—20248附錄C壓力示值誤差測量結果不確定度評定示例本次采用(0~1000)kPa的0.01級的數字壓力控制器作為標準器校準測試儀的壓力部分。在規(guī)范校準環(huán)境條件下,溫度、濕度、磁場、電源變化等的影響可以忽略。測試儀的測量范圍為(0~800)kPa。C.1測量模型C.1.1測量模型Δp=pΔp=pR-pS(C.1)Δp—測試儀的壓力示值誤差,kPa;pR—測試儀在被測點上的壓力示值,kPa;pS—數字壓力控制器的標準壓力示值,kPa。C.1.2靈敏系數(C.2)(C.3)C.1.3合成標準不確定度計算公式經分析,測量不確定度的主要來源有數字壓力控制器最大允許誤差引起的不確定度u(pS),測試儀的測量重復性及分辨力帶來的不確定度u1(pR)和u2(pR),因各不確定度分量彼此不相關,所以合成標準不確定度的計算公式為:C.2輸入量的標準不確c22定(pS)+cu(pR)+cu(pR)(C.4)輸入量p被的標準不確定度u(pR)主要來源于兩方面:一是測試儀測量重復性引入的不確定度分量;二是測試儀分辨力引入的不確定度分量。C.2.1測試儀測量重復性引入的不確定度u1(pR)對測試儀在300kPa的校準點重復測量10次,測量結果見表C.1。表C.1測量重復性數據測量序號12345678910示值kPa300.2300.1300.0300.2300.1300.3300.2300.0300.3300.1對其引入的不確定度分量評定采用A類評定方法評定,根據貝塞爾公式108JJF2142—2024量,則測量重復性引入的不確定度u1(pR)為:=0.063kPaC.2.2測試儀分辨力引入的不確定度u2(pR)測試儀的分辨力R為0.1kPa,由其引入的不確定度u2(pR)采用B類評定方法評間(勻:分布,區(qū)間半寬為a=R/2,查表得k=3,則由分辨C.3數字壓力控制器最大允許誤差引入的不確定度u(pS)數字壓力控制器的標準壓力示值pS引入的不確定度來源于數字壓力控制器的最大允許誤差,按B類評定方法評定。假設數字壓力控制器的示值最大允許誤差為±Δ,按均勻分布,則區(qū)間半寬為Δ,其不確定度u(pS)為:本次不確定度評定所采用的標準器準確度為0.01級、測量范圍為(0~1.0)MPa的數字壓力控制器,此項不確定度u(pS)為:C.4不確定度的確定C.4.1不確定度分量一覽表不確定度分量與靈敏系數見表C.2。表C.2不確定度分量匯總不確定度不確定度來源不確定度的值kPa靈敏系數Ci不確定度分量ciu(xi)kPau(pS)數字壓力控制器最大允許誤差產生的不確定度分量0.05810.058u1(pR)測試儀測量重復性引入的不確定度分量0.063-10.063u2(pR)測試儀分辨力引入的不確定度分量0.029-10.029C.4.2合成標準不確定度計算由于以上各不確定度分量彼此不相關,因此合成標準不確定度為:9uc=[c1u(pS)]2+[c2u1(pR)]2+[c2u2(pR)]2=0.09kPa9JJF2142—202410C.5擴展不確定度的確定U=kuc(C.5)U=2×0.09kPa=0.18kPa≈0.2U=kuc(C.5)U=2×0.09kPa=0.18kPa≈0.2kPaJJF2142—202411附錄D流量示值誤差測量結果不確定度評定示例本次測量使用最大允許誤差為±0.5%,測量上限為100mL/min的標準流量計,測試儀的氣源壓力為280kPa,測試時間設定為15min,測量對象為測試儀的流量示值,調節(jié)流量調節(jié)閥,將流量設為30mL/min。在規(guī)范校準環(huán)境條件下,溫度、濕度、磁場、電源變化等的影響可以忽略。D.1測量模型D.1.1對于單次測量,測試儀流量示值誤差的測量模型見公式(D.1):×100%(D.1)式中:E—測試儀流量示值誤差;q—測試儀流量示值,mL/min;qs—標準流量計流量值,mL/min。D.1.2靈敏系數:q的靈敏系數見公式(D.2):(D.2)qs的靈敏系數見公式(D.3):(D.3)D.1.3合成標準不確定度計算公式經分析,測量不確定度的主要來源有標準流量計的不確定度u(qS),測試儀的測量重復性及分辨力帶來的不確定度u1(q)和u2(q),因各不確定度分量彼此不相關,則合成標準不確定度計算公式可按公式(D.4)計算得到:D.2標準流量計引起的不c度u((cu(q)+cu2(qs)(D.4)標準流量計引起的不確定度u(qs)來源于標準流量計的準確度,采用B類評定方法評定。假設標準流量計的示值最大允許誤差為±Δ,按均勻分布,則區(qū)間半寬為Δ,其不確定度u(qs)見公式(D.5):(D.5)本次不確定評定所采用的標準器準確度等級為0.5%、測量范圍為(0~100)mL/min的標準流量計,校準點為30mL/min。此項不確定u(qs)見公式(D.6):mL/min=0.087mL/min(D.6)JJF2142—202412D.3測試儀引起的不確定度u(q)測試儀引起的不確定度u(q)主要來源于兩方面:一是測試儀測量重復性引入的不確定度分量,二是測試儀分辨力引入的不確定度分量。D.3.1測試儀測量重復性引入的不確定度u1(q)對測試儀在30mL/min的校準點連續(xù)重復測量10次,得到測量結果見表D.1。表D.1測量重復性數據測量序號12345678910示值mL/min29.830.130.030.229.929.730.130.029.930.2對其引入的不確定度分量采用A類評定方法評