JJF(闽) 1118-2021 二氧化碳培养箱校准规范

2021-07-19发布2021-10-19实施福建省市场监督管理局发布归口单位：福建省市场监督管理局主要起草单位：福建省计量科学研究院本规范主要起草人：郑小清(福建省计量科学研究院)黄榕(福建医科大学附属协和医院)陈维煌(福建省计量科学研究院)参加起草人：夏阳(福建省计量科学研究院)沈桐(福建中医药大学附属人民医院)洪衍界(福建省级机关医院)I 2引用文件 8校准结果的表达 附录A校准记录(格式) 附录B校准证书内页(格式) 附录C温度偏差校准结果不确定度评定(示例) 附录D湿度偏差校准结果不确定度评定(示例) 附录E二氧化碳浓度示值误差校准结果不确定度评定(示例) JJF(闽)1118-2021Ⅱ本规范依据JJF1001-2011《通用计量名词术语与定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》、JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》为基础性系列规范而制定。本规范主要参考JJF1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》、YY1621-2018《医用二氧化碳培养箱》和JG635-2011《一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程》编制而成。本规范为首次发布。JJF(闽)1118-20211本规范适用于生物细胞、组织和细菌等生物样本培养的二氧化碳培养箱(以下简称培养箱)。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范JJG635-2011一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程YY1621-2018医用二氧化碳培养箱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3.1.1温度偏差temperaturedeviation[JJF1101-2019,3.4]培养箱稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高温度和最低温度与设定温度的上下偏差。温度偏差包含温度上偏差和温度下偏差。3.1.2二氧化碳浓度示值误差CO₂concentrationindicationerror培养箱稳定状态下，设备二氧化碳浓度显示值的平均值与中心点实测二氧化碳浓度平均值的差值。3.1.3温度波动度temperaturefluctuation培养箱稳定状态下，规定的时间间隔内，工作空间任意一点温度随时间的变化量。3.1.4温度均匀度temperatureuniformity培养箱稳定状态下，工作空间在某一瞬时任意两点温度之间的最大差值。3.1.5相对湿度偏差relativehumidityindicationerror[JJF1101-2019,3.5]培养箱稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高相对湿度和最低相对湿度与设定相对湿度的上下偏差。相对湿度偏差包含相对湿度上偏差和相对湿度下偏差。3.2计量单位温度单位的名称：摄氏度；符号℃。24概述二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，培养箱要求稳定的温度、稳定的CO₂水平、较高的相对饱和湿度，来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。其广泛应用于细胞、组织培养和某些特殊微生物的培养，常见于细胞动力学研究、哺乳动物细胞分泌物的收集、各种物理、化学因素的致癌或毒理效应、抗原的研究和生产、培养杂交瘤细胞生产抗体、体外授精(IVF)、干细胞、组织工程、药物筛选等研究领域。二氧化碳培养箱通常由温湿度控制系统、二氧化碳控制系统、报警监控系统、循环风机、气源系统及箱体架构组成。5计量特性二氧化碳培养箱设备的计量特性见表1。温度偏差测量范围：(-50~50)℃,MPE:±1.0℃温度均匀度温度波动度测量范围：(-50~50)℃,MPE:±0.5℃二氧化碳浓度示值误差当设定值为5%mol/mol时，MPE:±0.5%mol/mol湿度偏差(若适用)测量范围：10%RH~100%RH,MPE:±5%RH6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：(18~30)℃。6.1.2相对湿度：≤85%。6.1.3电源：电压为(220±22)V,频率为(50±1)Hz。6.1.4无影响仪器正常工作的电磁场干扰和震动，应避开腐蚀性气体，避免其冷热源影响。6.2校准用标准器及配套设备校准用标准器及配套设备见表2。3温度测量标准测量范围：(-50~50)℃,分辨率0.01℃,测量范围：10%RH~100%RH,最大允许误差二氧化碳气体分析仪测量范围(0~20)%mol/mol,MPE:±1.电阻温度计，通道传感器数量不少于9个，并能满注3.标准器的测量结果应含修正值或经校准修正。7校准项目和校准方法7.1校准温度、湿度点、二氧化碳浓度点的选择校准的温度、湿度点、二氧化碳浓度点一般应该选择用户实际需要的常用温度、湿度点、二氧化碳浓度点，例如温度37℃,湿度95%RH,二氧化碳浓度5%mol/mol。也可根据用户需要选择实际使用点或增加校准点。7.2测量点的位置测量点的位置应布置在培养箱箱体的三个校准面上，简称上、中、下三层，中层为通过箱体几何中心的平行于底面的校准工作面，测量点与箱体的内壁的距离不小于各个边长的1/10。如果设备带有样品架或样品车时，下层测量点可分布在样品架或样品车上方10mm处。传感器测量点布放位置也可根据用户实际工作需求进行布置。7.3测量点的数量温度传感器测量点用1、2、3……字表示，湿度传感器测量点用A、B、C……字表示。温度测试点为9个，湿度测试点为3个，0点5点位于中层几何中心，如图1。47.4温度、湿度的校准按7.2和7.3规定放置温湿度传感器，将培养箱的温度、湿度控制器设定到所要求的标称温度、湿度，使设备正常工作。稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度、湿度一次，在30min内共测试16次并记录数据。也可以依据培养箱运行状况和用户校准需求确定时间间隔和数据记录次数，并在原始记录和校准证书中进行说明。温度稳定时间以说明书为依据，说明书中没有给出的，一般按以下原则执行：温度达到设定值，30min后可以开始记录数据，如箱内温度仍未稳定，可按实际情况至多延长30min,温度达到设定值至开始记录数据所等待的时间不超过60min。如果在规定的稳定时间之前能够确定箱内温度已经达到稳定，也可以提前记录。稳定时间须以培养箱达到稳定状态为主要判断标准，应在培养箱达到稳定状态后才开始进行校准。7.4.1温度偏差培养箱稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高温度和最低温度与设定温度的上下偏差。温度偏差包含温度上偏差和温度下偏差，计算如下：△tnin——温度下偏差，℃;tmx——各测量点规定时间内测量的最高温度，℃;tin——各测量点规定时间内测量的最低温度，℃;ts——培养箱设定温度。7.4.2温度均匀度培养箱在稳定状态下，在30min内(每2min测试一次)每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值。n——测量次数；tm——各测量校准点在第i次测得的最高温度，℃;tm——各测量校准点在第i次测得的最低温度，℃。培养箱在稳定状态下，工作空间各测量点30min内(每2min测试一次)实测最高5温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号，取全部测量点中变化量的最大值作为温tm——测量点j在第n次测得的最高温度，℃;△hm——湿度上偏差，%RH;△h——湿度下偏差，%RH;hm——各测量点规定时间内测量的最高湿度，%RH;hm——各测量点规定时间内测量的最低湿度，%RH;hs——培养箱设定湿度，%RH。在依据7.1设定的工作条件下，二氧化碳气体传感器的位置一般放置在箱体内的几何中心点上(即零点),将取样管的前端置于中心点，或者通过箱体的取样口，利用气泵将样气送至传感器的感应区。(对无取样口的二氧化碳培养箱设备，直接将检测设备靠近箱体内二氧化碳气体传感器放置。)将培养箱的二氧化碳浓度设定到所选择的校准点(一般取5%或者增测客户常用的特定二氧化碳浓度点)上，待培养箱的显示值达到标称值并相对稳定后开始进行测试。每2min记录一次，共记录3次，取平均值做Ca——培养箱二氧化碳浓度监控显示值的平均值，%mol/mol;JJF(闽)1118-20216校准结果应在校准证书或校准报告上反映，校准证书或报告至少包括以下信息(送校单位也可根据实际情况自主确定):b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点；d)证书或报告唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；e)送校单位名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，需要时应说明收样日期；h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)校准环境描述；k)校准结果及测量不确定度的说明；1)校准证书或校准报告签发人的签名或等效标识以及签发日期；m)校准结果仅对被校对象有效的声明；n)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，一般不超过1年。在此期间，如果对培养箱的校准数据有怀疑或仪器更换主要部件及修理后应对培养箱重新校7附录A校准记录(格式)记录编号生产厂家型号规格出厂编号主要准确度等级或最大允差或不确定度温度(℃)相对湿度(%)温度设定值：℃单位：℃123456789123456789最大值最小值上偏差下偏差8二、湿度部分：(若适用)0AB123456789上偏差下偏差二氧化碳浓度设定值：单位：%mol/mol二氧化碳浓度示值误差校准员核验员校准日期JJF(闽)1118-20219校准证书内页(格式)校准环境条件：温度℃相对湿度%RH校准技术依据：校准结果1.温度偏差2.温度均匀度3.温度波动度4.相对湿度偏差5.二氧化碳浓度示值误差校准结果不确定度：二氧化碳培养箱温度偏差的测量，先按照规范布点原则，布点后，设置校准温度。校准的温度一般应该选择用户实际需要的常用温度点，例如温度37℃。待被校设备达到设定值且稳定后开始记录培养箱的温度示值及各温度测试点的温度，记录时间间隔为2min,30min内共记录16组数据。培养箱稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高温度和最低温度与设备设定温度的上下偏差。温度偏差包含温度上偏差和温度下偏差。由于上偏差与下偏差不确定度来源和数值相同，因此仅以温度上偏差数据作为温度偏差不确定度评定。C.2测量模型tmx——各测量点规定时间内测量的最高温度，℃tin——各测量点规定时间内测量的最低温度，℃ts——温湿度试验设备设定温度，℃;C.3标准不确定度分量C.3.1标准器测量重复性引入的标准不确定度分量在校准点37℃对被校设备进行15次独立测量，从标准器上读数，得：36.95℃,36.96℃,36.96℃,36.87℃,36.91℃,36.94℃,36.86℃,36.93℃,3单次实验标准偏差为：C.3.2标准器分辨力引入的标准不确定度分量由于标准器的分辨力导致的标准不确定度足够小，可以忽略不计。C.3.3标准器修正值引入的标准不确定度分量JJF(闽)1118-2021标准器温度修正值最大不确定度U=0.07℃,k=2,则标准器温度修正值引入的标准不确定度分量：C.3.4标准器稳定性引入的标准不确定度分量(-50~50)℃时，本标准器相邻两次校准温度修正值最大变化0.10℃,按均匀分布考虑，由此引入的标准不确定度分量：C.4合成标准不确定度的评定C.4.1不确定度来源汇总表不确定度来源汇总表见表C.1。标准不确定度符号不确定度来源标准不确定度数值(℃)标准器分辨力C.4.2温度偏差合成标准不确定度由于温度偏差(上偏差，下偏差)的不确定度来源一致，且u₁、U₂、u₃和u₄相互独立，则根据公式C.5计算扩展不确定度取包含因子k=2,测量范围：(-50~50)℃,温度偏差扩展不确定度U=0.16℃。C.6测量结果及其不确定度表示温度偏差测量结果为-0.07℃,扩展不确定度U=0.16℃,k=2。D.1概述按照规范校准要求，将标准器湿度传感器在被校培养箱内布点，被校培养箱设定校准点95%RH并开启运行。待被校培养箱达到设定值且稳定后开始记录培养箱的湿度示值及各湿度测试点的湿度，记录时间间隔为2min,30min内共记录16组数据。湿度上偏差为各测试点30min内测量的最高湿度与设定湿度的差值。由于上偏差与下偏差不确定度来源和数值相同，因此仅以湿度上偏差数据作为湿度偏差不确定度评定。D.2测量模型△hm——湿度上偏差，%RH;△hm——湿度下偏差，%RH;hm——各测量点规定时间内测量的最高湿度，%RH;hm——各测量点规定时间内测量的最低湿度，%RH;h——设备设定湿度，%RH。D.3标准不确定度分量D.3.1标准器测量重复性引入的标准不确定度分量在校准点95%RH对被校设备进行15次独立测量，从标准器上读数，得：94.85%D.3.2标准器分辨力引入的标准不确定度分量标准器湿度分辨力为0.1%,按均匀分布考虑，取k=√3,则D.3.3标准器修正值引入的标准不确定度分量标准器湿度修正值最大不确定度U=0.9%RH,k=2,则标准器湿度修正值引入的JJF(闽)1118-2021标准不确定度分量：D.3.4标准器稳定性引入的标准不确定度分量本标准器10%RH~100%RH内，相邻两次校准湿度修正值最大变化0.5%RH,按均匀分布考虑，由此引入的标准不确定度分量：D.4合成标准不确定度的评定D.4.1不确定度来源汇总表不确定度来源汇总表见表D.1。标准不确定度符号不确定度来源标准不确定度数值(%RH)标准器分辨力D.4.2合成标准不确定度的计算由于湿度偏差(上偏差，下偏差)的不确定度来源一致，且u₁、u₂、u₃和u相互独立，各分量彼此独立，D.5湿度偏差合成标准不确定度湿度偏差合成标准不确定度见表D.2。测量范围(%RH)湿度偏差合成标准不确定度分量u(%RH)D.6计算扩展不确定度取包含因子k=2,则有测量范围：(10~100)%RH,湿度偏差测量结果扩展不确D.7测量结果及其不确定度表示湿度偏差测量结果为+0.12%RH,扩展不确定度U=1.2%RH,k=2。E.1概述二氧化碳气体传感器的位置一般放置在箱体内的几何中心点上(即0点),将取样管的前端置于中心点，或者通过箱体的取样口，利用气泵将样气送至传感器的感应区。先将培养箱的二氧化碳浓度设定到所选择的校准点(一般取5%或者客户常用的特定二氧化碳浓度点)上，待培养箱的显示值达到标称值并相对稳定后开始进行测试。每2min记录一次，共记录3次，取平均值做为该点测量结果。E.2测量模型 Ca——设备二氧化碳浓度监控显示值的平均值，%mol/mol;Co——二氧化碳浓度标准分析仪的示值平均