式烟度计检测标准滤光片（式烟度计检测滤光片，获奖产品按规程要求研制，）

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;本滤光片是按照计量检定标准《JJG976-2010式烟度计》的技术要求研制的标准检测滤光片，5片／套包装，其扩展不确定度U≤0.6%T，k=2.0，可溯源到基准。有框架，已销售多年。技术指标高于等于其检测的技术要求，长期稳定性好。可建标。其外形尺寸也可按用户要求，或用户自己提供外架。有证书。付款后可邮寄。

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;比（单程）约为：71%、50%、34%
&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; 比（来回反射双程）约为：84%、71%、58%。
&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; 一套5片。

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; 比扩展不确定度U≤0.6%,&sp;k=2&sp;&sp;(上述新规程的技术指标)

&sp;

相关论文（已在国内期刊上发表）

&sp;本项目已获黑龙江省科技进步三等奖

&sp;&sp;

我们研制的本滤光片有论文发表在国内杂志上，也合新规程（由于篇幅有限制，下面只介绍部分内容，抱歉！）

篇

式烟度计检定用中性
&sp;&sp; 标准滤光片的研制&sp;

——黑龙江省自然科学基金资助项目[类别：A；编号：A0212]&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;
&sp;&sp;
哈尔滨白光光电技术研究所&sp; 文光&sp;崇华
[摘&sp;要]本文详细介绍了式烟度计检定用标准滤光片的研制过程。在不确定度的几个层面上，分析了该滤光片的不确定度表达方式和等级。说明了该滤光片在标准物质GBW13305可见光区比标准滤光片的定值装置上，用法直接定值，捋顺了这方面的量值传递表。这对研制、开发该滤光片和正确执行新规程《JJG976-2002式烟度计》是一个基础性的工作（对新规程《JJG976-2010式烟度计》也一样）。

[关键词]烟度计；标准物质；不确定度；滤光片

1.导言

&sp;&sp;随着我国大环境的工作迫切地被提到议事日程上来，我国机动车尾气的排放标准正在向欧洲Ⅱ号靠近。规程《JJG976-2002式烟度计》（以下简称规程976）也已公布执行。式烟度计生产厂家的产品检验，计量部门的检定工作都将依赖规程976规定的标准器。我们研制了上述主要标准器----中性标准滤光片，以满足国内量值传递的需要，。

2.原理

2.1式烟度计原理

式烟度计是依据不同物质对可见光区辐射产生的特征吸收光谱不同及朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律，测量物质对某些波长的吸收程度，进行定量分析的仪器。定律如下：

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;A= lg=—lgτ&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;……(1)

式中：A为物质的吸光度；Φ₀为测量区充满干净的空气时光探测器上接收到的光通量；Φ为测量区充满机动车尾气时光探测器上接收到的光通量；τ为测量区充满机动车尾气时光探测器上接收到光的比。

在规程976中，上述定律被定义为光吸收系数k，单位为m^-1：

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;k=—&sp;ln (τ)=—&sp;ln (1—N)&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;……(2)^[3]

式中：L为光通道长度，单位为m；N为光吸收比，又称不透光度，既N=1—τ。

&sp;&sp;&sp;这样，规程976规定烟度计显示仪表应具有的二种计量参数：光吸收比N和光吸收系数k就有了可操作性─—它们均以光通过充满干净空气的测量区时为0；以光通过测量区被遮挡时为满量程。

&sp;&sp;&sp;式烟度计主要由光源系统、准直系统、烟样室和检测器系统及取样器附件等组成。工作时，烟样室充满被检机动车的尾气，量的光线由光源经准直系统透过烟样室的烟柱，被烟柱衰减的光线在检测系统上产生一个稳定的输出电压，电压大小由被测烟柱的污染程度决定。电压信号经转换变成规程规定的表达形式后，由显示系统或打印系统输出，完成检测。

2.2中性标准滤光片的原理

......
（删节）
......
&sp;

&sp;&sp;U=ku_c=2.57×0.114=0.29%

&sp;

&sp;

&sp;5 .结论

5.1应当将标准物质GBW13305的不确定度表示方式和规程976的不确定度表示方式统一一下，以免在执行规程976过程中造成不要的麻烦。&sp;

&sp;

5.2我们研制的中性标准滤光片，合标准物质规范，在技术上是可行的，在误差分析上是站得住脚的。在溯源上是直接溯源到标准物质的定值装置上的。量值准确，不确定度范围。和标准物质GBW13305、美国标准物质SRM930D处在一个水平上，在式烟度计检定用标准中性滤光片方面为国内水平。为我国这方面的量值传递填补了空白。

&sp;参&sp;&sp;考&sp;&sp;文&sp;&sp;献

&sp;

1、《JJG178-96可见分光光度计》.技术监督局颁布.计量出版社.1997年

2、《JJG976-2002式烟度计》.质量监督检验检疫总局发布.计量出版社.2002年

3、文光.《标准物质GBW13305可见光区比标准滤光片长期稳定性考察》.现代计量测试.1998.3期

4、文光.《对式烟度计相对合成标准不确定度的认识》.工业计量.2004.1期&sp;

5、《JJG976-2010式烟度计》.质量监督检验检疫总局发布.计量出版社.2010年

第二篇论文：

对式烟度计标准滤光片相对合成

标准不确定度的认识

-—黑龙江省自然科学基金资助项目[类别：A；编号：A0212]

&sp;哈尔滨白光光电技术研究所&sp; 文光&sp; 崇华

[摘&sp; 要]本文在不确定度的几个层面上，分析了式烟度计检定用中性标准滤光片的不确定度表达方式和具体的等级。这对研制、开发该滤光片和正确执行规程《JJG976-2002式烟度计》是一个基础性的工作（对新新规程《JJG976-2010式烟度计》也一样）。

[关键词]烟度计；标准物质；不确定度；滤光片

&sp;&sp;&sp;随着我国国民经济的蓬勃发展，大环境的工作迫切地被提到议事日程上来。我国机动车尾气的排放标准正在向欧洲Ⅱ号靠近，机动车尾气检测用的具有较高技术指标的式烟度计，正在逐步取代滤纸式烟度计走向市场。计量检定规程《JJG976-2002式烟度计》（以下简称976规程）也已公布执行，这对于生产这种烟度计的厂家和各级计量检定部门及用户都是一件大好事！使我们有章可循，有法可依。

1、对滤光片不确定度指标的评估&sp;

&sp;&sp;&sp;976规程^[3]规定了5种中性标准滤光片的标称比τ_i：71%、50%、34%、27%、20%，其相对合成标准不确定度u_crel不大于0.30%，由此推算其合成标准不确定度为:

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;u_c=u_crel×τ_i&sp; &sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;······(1)^[4]

式中：u_c-合成标准不确定度

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;u_crel-相对合成标准不确定度

&sp;&sp;&sp;&sp; &sp;τ_i-滤光片的具体（或标称）比值

&sp;&sp;&sp; 由表1可知，在比为20%时，其合成标准不确定度u_c=0.06%。就是说，对这块滤光片定值时，其定值装置的合成标准不确定度应为六。但据我们掌握，目前我国的的商用紫外-可见分光光度计波长不确定度可0.1nm(紫外部分)～0.3nm（可见部分）。比相对扩展不确定度均为u_rel=0.50%（比范围10%～90%）。换算成合成标准不确定度,则u_c=0.50%/2=0.25%(按惯例设区间置信水平为95%，则包含因子k=2)^[5]。研究级的紫外-可见分光光度计比合成标准不确定度可能六，但国外产量也很小，且价格昂贵。不知国内哪家曾过。若真有，它就应当成为我国这方面的主要比对装置之一。标准物质GBW13305可见光区比标准滤光片（以下简称GBW13305）^[6]定值装置——高分光光度测量装置（以下简称高装置）的基准就会得到更好的佐证，这方面的量值传递系统表就会更加明快。

2、与标准物质不确定度指标的比较

&sp;为了使表1和表2有可比性,将烟度计滤

光片的相对合成标准不确定度u_crel转换成相对扩展不确定度u_rel^[5]。由公式（1）计算，976规程上的相对合成标准不确定度u_crel×比τ_i=合成标准不确定度（既标准偏差）u_c=0.30%×0.20～0.71=0.06%～0.21%,再按GBW13305的k值水平转换成扩展不确定度U:

&sp;&sp;&sp;U=ku_C=2.48×0.06%～0.21%=0.15%～0.48%

&sp;&sp;&sp;&sp; GBW13305的相对扩展不确定度和扩展不确定度之比是:0.50%/0.30%=1.67,用来计算976规程烟度计滤光片的相对扩展不确定度:u_rel=0.15%～0.48%×1.67=0.25%～0.8%。即表2中比＞30%的滤光片的相对扩展不确定度均大于GBW13305的相对扩展不确定度u_rel=0.50%.

&sp;&sp;&sp; 综观上面所述，一个相对合成标准不确定度0.3%，换算成合成标准不确定度，就造成了比20%和27%两块滤光片无法的；按GBW13305换算成相对扩展不确定度，则比＞30%的扩展不确定度又都差。两头为难。

&sp;&sp;&sp; 为此,计量检定规程《JJG178-89可见分光光度计》^[1]中的2.3条,由要求中性标准滤光片比分别为20%、40%、70%，修改为《JJG178-96可见分光光度计》^[2]版本的3.4条：比标称值为10%、20%、30%（或40%）。

3、解决问题的探讨

&sp;&sp;&sp;那么，怎样才能满足生产实际需要呢？若用高装置研制^[6]、定值式烟度计中性标准滤光片，其相对合成标准不确定度是否应当重新考虑。笔者认为，既然给标准物质GBW13305定值的高装置也满足不了976规程规定的相对合成标准不确定度u_crel=0.30%的要求，那么在实际应用中将其改为相对扩展不确定度u_rel=0.50%也是可行的。因为理化分析行业的性，标准物质的与被检测样品相比，不非是3倍关系不可，2倍也可。市售的式烟度计，976规程规定其示值误差在±2%，据知的在±1%。因此，式烟度计检定用中性标准滤光片相对扩展不确定度定在u_rel=0.50%是适用的。从表2看，比τ_i=71%这一块滤光片也差Δu=U-u_GBW=0.36%-0.30%=0.06%，既六，相对式烟度计的技术指标来说可忽略不计。

4、结论

&sp;&sp;&sp; 如前面所述，GBW13305的测量结果不确定度u_GBW=0.30%，而相对扩展不确定度u_relGBW= 0.5%，这是留有相当大的余地的。主要考虑我国幅员辽阔，环境条件差别较大。所以，如果式烟度计检定用标准中性滤光片在规定的环境条件下使用，其相对合成标准不确定度可以u_crel=0.30%。美国标准局（S）发放的同类标准物质SRM930D的相对扩展不确定度也是u_rel=0.5%，也是留有相当大的余地。

&sp;&sp;&sp; 恰当的留出较大的余量，免去不要的高，对于量值传递的准确是有好处的。

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; *&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; *&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; *&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; *&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp; *

&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;&sp;参&sp; 考&sp; 文&sp; 献

[1]《JJG178-89可见分光光度计》.

[2]《JJG178-96可见分光光度计》.

[3]《JJG976-2002式烟度计》.

[4]文光.《标准物质GBW13305可见光区比标准滤光片长期稳定性考察》. 现代计量测试.1998.3期（3卷）：39.

[5]叶德培.《测量不确定度》.国工业出版社.1997.5

[6]《标准物质技术规范JJG1006-94》.

[7]文光.《式烟度计的研究与探讨》.工业计量.2003.3（13）35～36.

&sp;

有问题请与作者联系。见销售联系方法。

[8]《JJG976-2010式烟度计》.

&sp;