JJF 2130-2024 紫外曝辐射量表校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2130—2024紫外曝辐射量表校准规范CalibrationSpecificationforUltravioletRadiantExposureMeters2024-06-14发布2024-12-14实施国家市场监督管理总局发布JJF2130—2024紫外曝辐射量表校准规范CalibrationSpecificationforUltravioletRadiantExposureMeters→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→归口单位:全国光学计量技术委员会主要起草单位:中国计量科学研究院参加起草单位:中国测试技术研究院北京师范大学深圳市计量质量检测研究院厦门市计量检定测试院本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:王彦飞(中国计量科学研究院)代彩红(中国计量科学研究院)李玲(中国计量科学研究院)参加起草人:曾丽梅(中国测试技术研究院)张保洲(北京师范大学)李向召(深圳市计量质量检测研究院)阮育娇(厦门市计量检定测试院)Ⅰ引言 1范围 (1)2引用文件 (1)3术语和计量单位 (1)4概述 (2)5计量特性 (2)5.1零值误差 (2)5.2示值相对误差或修正因子 (2)6校准条件 (2)7校准项目和校准方法 (3)7.1校准项目 (3)7.2校准方法 (3)8校准结果表达 (4)9复校时间间隔 (5)附录A原始记录格式(供参考) (6)附录B校准证书内页格式(供参考) (8)附录C紫外曝辐射量表修正因子校准结果的不确定度评定示例 (9)ⅡJJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1032—2005《光学辐射计量名词术语及定义》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。JJF2130—20241紫外曝辐射量表校准规范1范围本规范适用于200nm~400nm波段响应的紫外曝辐射量表的校准。对400nm~500nm波段的曝辐射量表,以及光纤方式紫外曝辐射量表,可参照本规范执行。2引用文件本规范引用了下列文件:JJG879紫外辐射照度计凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语和计量单位3.1曝辐[射]量radiantexposure表面上一点处,在指定的时程内,入射在包含该点的面元上的辐射能量dQe除以该面元面积dA之商,即:(1)在指定的时程Δt内,由指定点处的辐射照度Ee对时间积分,即得到曝辐[射]量的等效定义为:·-2。非计时模块所设定时间。如图1所示,一般情况下,假设曝辐射量表稳定接受光辐射照射时,辐射照度不变,则公t1,t1为等效时程。在时程足够长的情况下,可将计时模块所图1时程示意图JJF2130—202424概述紫外曝辐射量表,也称为UV能量计,广泛应用于紫外固化、杀菌消毒、材料老化等领域。紫外曝辐射量表是测量紫外光源曝辐射量的常用仪器,主要由漫射器、紫外LED光源、金属卤素灯等。国际照明委员会(CIE)将紫外辐射划分为UV-A(315nm~400nm)、UV-B(280nm~315nm)和UV-C(100nm~280nm)3个波段。由于100nm~200nm的紫外辐射在空气中被强烈吸收,因此本规范UV-C波段仅考虑200nm~280nm波长范围。常用的紫外曝辐射量表的探测器,波段划分根据CIE的规定。另外,由于紫外光源及紫外探测器种类繁多,行业划分并非全部按照CIE的规定,具体校准时根据探测器光谱响应波段、使用光源及行业约定确定。5计量特性5.1零值误差零值误差:不超过满量程的±2.0%。5.2示值相对误差或修正因子5.2.1示值相对误差:不超过±15%。5.2.2修正因子:0.85~1.15。注:以上指标不适用于合格性判定,仅供参考。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度:(23±5)℃。6.1.2环境相对湿度:不超过70%。6.1.3校准环境应为暗室,或采取遮光措施,屏蔽杂光干扰。6.2测量标准及其他设备6.2.1标准级紫外辐射照度计:具体性能指标参照JJG879标准级紫外辐射照度计要求。注:也可用双单色仪或紫外波段专用光谱仪。6.2.2计时模块:可为独立设备或者集成于紫外光源内部,在所使用的时间间隔内,示值相对误差应不超过±1%。6.2.3紫外辐射源的性能要求:根据客户测量的紫外辐射源选择相同类型的校准用紫外辐射源,例如黑光型高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、金属卤素灯、紫外LED、氙灯等。各种紫外辐射源的紫外辐射变化率在15min内不超过±1.0%,紫外辐射源的实际可使用辐射场的面积应大于探测器的有效接收面积,其不均匀性不超过±2.0%。6.2.4抗干扰净化交流稳压源:输出电压不稳定度不超过±2.0%/h。7校准项目和校准方法7.1校准项目零值误差及示值相对误差(或修正因子)。7.2校准方法7.2.1校准前准备用目视法检查紫外曝辐射量表的外观。紫外曝辐射量表的铭牌应标出商标、型号、产品号、出厂日期等。紫外曝辐射量表应工作正常,显示应清晰。仪器表面与探测器表面应清洁无损伤。7.2.2零值误差将被校紫外曝辐射量表置于暗环境,打开被校紫外曝辐射量表,时间间隔选取校准紫外曝辐射量表时采用的时间间隔,记录紫外曝辐射量表的显示值H0,重复记录3次, 取平均值为H0。设此时的满量程值为H,则计算零值误差f1为:式中:f1—零值误差;(3) H0—暗环境下,时间间隔选取校准紫外曝辐射量表时采用的时间间隔,紫外曝辐射量表的显示值的平均值,J·m-2;H—紫外曝辐射量表的满量程值,J·m-2。7.2.3示值相对误差(或修正因子)紫外曝辐射量表校准装置示意见图2。选择与被校准的紫外曝辐射量表相适应的紫外辐射源与标准紫外辐照计。调整紫外辐射源发光面、光阑以及标准辐射照度计接收面,使其垂直于光轴,且中心位于测量光轴上。点燃紫外辐射源,预热30min。记录在此距离的辐射照度值,重复测量3次,取3个值的平均值作为该距离辐射源的标准辐射照度值。替换为被校紫外曝辐射量表,使其接收面与标准辐射照度计的接收面位置相同。校准紫外曝辐射量表时,先将计时模块关闭,打开被校紫外曝辐射量表,待被校仪器稳定后打开计时模块,设置合适的时间间隔,计时模块关闭后,读取紫外曝辐射量表的示值。每台紫外曝辐射量表重复校准3遍,取其平均值作为最后校准结果。用公式(4)计算出被校紫外曝辐射量表的示值相对误差:×100%(4)式中:F—示值相对误差;Hm—被校紫外曝辐射量表的示值平均值,J·m-2;Hs—标准紫外曝辐射量,J·m-2。其中Hs由公式(5)计算得到:3(5)3JJF2130—20244E—标准辐射照度的平均值,W·m-2;Δt—时间间隔,s。修正因子K由公式(6)得到:(6)图2紫外曝辐射量表校准装置示意图通过改变紫外辐射照度或者时间间隔,可校准其他量值条件下的示值相对误差或者修正因子。注:若使用光谱辐射计作为标准器,校准方法与上述方法一致,标准紫外辐射照度通过光谱辐射照度按照波段进行积分得到。8校准结果表达校准结果以校准证书(或校准报告)的形式给出。校准证书至少应包括下列信息:a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性或应用有关时,应对抽样程序进行说明;i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;5l)校准结果及测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复印证书或报告的声明。9复校时间间隔紫外曝辐射量表的复校时间间隔建议一般不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器自身质量等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。JJF2130—20246附录A原始记录格式(供参考)校准原始记录(一)原始记录编号:证书编号:-客户名称:电话:送检日期:客户地址:邮编:联系人:检测类别:□校准□测试制造厂:型号规格:出厂编号:外观检查:□正常□有缺陷□其他说明:所依据的技术文件:□JJF2130—2024《紫外曝辐射量表校准规范》□其他文件:校准使用的主要基(标)准装置或主要标准器:名称:型号规格:测量范围:测量不确定度:证书编号:证书有效期至:实验室环境条件:温度:℃相对湿度:%校准日期:校准地点:校准员:核验员:7校准原始记录(二)零值误差的校准结果:H0=H=f1=示值相对误差或修正因子的校准结果(波长范围:)标准值示值示值相对误差与修正因子辐照度W·m-2辐照度平均值W·m-2时间间隔s曝辐射量标准值J·m-2曝辐射量示值J·m-2曝辐射量示值平均值mJ·-2m示值相对误差%修正因子修正因子校准结果的不确定度的描述:U=(k=2)说明:1.外观检查:□合格□不合格..准:值/示值2.示值相对误差=[(..准:值/示值5.其他:8附录B校准证书内页格式(供参考)校准结果:A.1零值误差A.2示值相对误差(或修正因子)示值相对误差或修正因子校准结果:标准值/(J·m-2)示值/(J·m-2)示值相对误差/%或修正因子A.3说明:1)校准用标准计量器具2)校准时的环境条件3)校准的波长范围4)校准结果的不确定度JJF2130—20249附录C紫外曝辐射量表修正因子校准结果的不确定度评定示例C.1测量模型被校紫外曝辐射量表的修正因子的测量模型为:(C.1)式中:K—被校紫外曝辐射量表的修正因子;Hm—被校紫外曝辐射量表的示值;Hs—标准紫外曝辐射量; E—标准紫外辐射照度平均值;Δt—时间间隔。不确定度来源包括:标准紫外辐射照度计的量值溯源不确定度,标准紫外辐射照度计的测量重复性,被校紫外曝辐射量表的测量重复性,紫外辐射源的不稳定度,紫外辐射源的不均匀性,杂散辐射以及时间间隔的溯源不确定度等。因此,不确定度计算公式可表示为:u(C.2)C.2输入量的相对标准不确定度评定C.2.1标准紫外辐射照度计量值溯源的不确定度u1,relC.2.,2,度为:u1在均匀稳定的紫外辐射源辐照下,测量条件固定,进行10次标准紫外辐射照度计引入的测量不确定度u2,rel:=0.08%(C.3)C.2.3被校紫外曝辐射量表的测量重复性引入的测量不确定度u3,rel在均匀稳定的紫外辐射源辐照下,测量条件固定,重复测量被校紫外曝辐射量表算10次测量的相对标准偏差,即为紫外曝辐射量算10次测量的相对标准偏差,即为紫外曝辐射量表的测量重复性引入的测量不确定度u3,rel:JJF2130—202410=0.13%(C.4)C.2.4紫外辐射源的不稳定性引入的测量不确定度u4,rel待紫外辐射源稳定后,采用一台性能稳定的紫外辐射照度计,固定好测试位置,间隔1min,重复测量紫外辐射源的辐射照度10次,并记录测量的辐射照度值Ei(i=1,2,…,10),计算平均辐射照度E,假设服从均匀分布,紫外辐射源的不稳定性引入的测量不确定度u4,rel为:u4,=×100%=0.21%(C.5)C.2.5紫外辐射源的不均匀性引入的测量不确定度u5,rel待紫外辐射源稳定后,采用一台性能稳定的具有小孔径接收面的紫外辐射照度计,在与