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      如何对人工气候箱进行校验

      日期:2021-09-22 浏览:
      目前,国家市场监督管理总局还未颁布人工气候箱相关校验规范,只有浙江省于2014年发布了地方仪器校验规范JJF(浙)1102-2014《生物人工气候箱校准规范》,该规范首次提出了对人工气候箱的温度、湿度和光照强度三个技术参数进行校验。本文在此基础上进一步完善了人工气候箱的校验方法,为后期制定国家技术规范提供参考。
       
      二、校验用设备(见表1)
       表 1 校准用设备
      表 1 校验用设备
      三、校验方法
      1.光照度的校验
      JJF(浙)1102-2014从光照度偏差和光照度不均匀率两个校验项目,对仪器的光照度进行校验。规范中给出的校验模型图中,人工气候箱的发光平面位于顶部,然而,目前市场在售的人工气候箱分为两面光照(A面+B面)、三面光照(A面+B面+C面)和四面光照(A面+B面+C面+D面)三种(见图1)。
       图 1 人工气候箱光照平面及校准布点示意图
      图 1 人工气候箱光照平面及校验布点示意图
      为提高空间利用率,大多数人工气候箱都配置了多层隔板,有些厂家甚至安装了多层隔板式光照系统,以满足用户对光照强度、均匀度和光照空间灵活性的要求。因此在开展仪器校验工作时,应该对每层隔板所在平面的光照强度进行校验,校验点数量及位置如图1所示,由于光度头的朝向对测量结果影响很大,建议使用合适的余弦修正器进行余弦误差修正,光照度偏差和光照度均匀度的计算方法可参照JJF(浙)1102-2014。2.CO2浓度的校验
       
      (1)仪器校验点的位置
      当人工气候箱用于人工育苗、组织培养等试验时,其CO2浓度示值误差、均匀度和波动度直接影响试验的成败,因此可根据用户需要,使用CO2浓度测量仪进行校验。仪器校验点的位置应选在平行于气候箱底面的三个校验面上,简称上、中、下层,中层应通过气候箱的几何中心,共设置9个校验点,每个校验点在各校验面上的位置如图2所示。
       图 2 人工气候箱校验点示意图
      (2)仪器校验方法及数据处理
      当设备运行稳定后,每2min记录所有校验点的CO2浓度测量值,30min内共记录15次,CO2浓度示值误差、均匀度和波动度分别按式(1)、式(2)和式(3)进行计算。
      ?N=Nd-No-?No   (1)
      式中:
      ?N——CO2浓度示值误差,%;
      Nd——人工气候箱CO2浓度显示值,%;
      No——CO2浓度测量仪n次测量平均值,%;
      ?No——CO2浓度测量仪的修正值,%。
       
      式中:
      ?Nu——CO2浓度均匀度,%;
      n——测量次数;
      Nimax——各校验点在第i次测得CO2浓度最高值,%;
      Nimin——各校验点在第i次测得CO2浓度最低值,%。
       
      ?Nf=±(Nomax-Nomin)/2   (3)
      式中:
      ?Nu——CO2浓度波动度,%;
      n——测量次数;
      Nimax——n次测量所得CO2浓度最高值,%;
      Nimin——n次测量所得CO2浓度最低值,%。
       
      3.升温速率的校验
      对于具有升温速率控制程序的人工气候箱,还需进行升温速率校验。首先将人工气候箱的温度设置为50℃,示值稳定后,记录图2中9个校验点的温度测量值,取平均值记为TA,然后将人工气候箱的温度设置为90℃,示值稳定后,记录图2中9个校验点的温度测量值,取平均值记为TB,按式(4)计算升温速率。
      VT=(TB-TA)/t   (4)
      式中:
      VT——升温速率,℃/s;
      TA——50℃各校验点温度测量值的平均值,℃;
      TB——90℃各校验点温度测量值的平均值,℃;
      t——从TA到TB所需时间,s。
       
      四、计量性能要求
      参考行业标准JB/T6823-1993《生物人工气候箱技术条件》,并归纳了各生产厂家的产品使用说明书,将人工气候箱的技术参数限制设置成如表2所示。
       表 2 人工气候箱的计量特性一览表
      表 2 人工气候箱的计量特性一览表
      五、结论
      人工气候箱作为生物、制药、农林、环境等各大领域的常用设备,为了确保对其各项参数的准确控制,有必要编制相应的计量技术规范。本文针对JJF(浙)1102-2014《生物人工气候箱校准规范》中光照度校验项目给出了建议,并根据人工气候箱的工作原理,提出了对其CO2浓度和升温速率的校验方法,在完善人工气候箱校验规范的同时,有助于让使用者充分了解仪器的性能指标,做到试验过程中相关参数的精准控制。虽然在JB/T6823-1993中还提到了对仪器风速和噪声的技术要求,考虑到这两项参数对使用人工气候箱所开展的试验影响甚微,因此,不建议开展相关仪器校验项目。

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