林格曼黑度計校準方法的研究

2023-08-13 15:01:34王智慧李雙定

品牌與標準化 2023年4期

王智慧李雙定

【摘要】林格曼黑度計是環保部門及工礦企業對環境污染和能源節約進行監測的專用儀器，廣泛應用于環保、工礦生產等領域。本文根據不同類型的林格曼黑度計提出不同的校準方法，旨在為規范、準確地校準不同類型的林格曼黑度計提供技術依據，供相關人員參考借鑒。

【關鍵詞】林格曼黑度計；校準方法；林格曼煙氣黑度圖

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.04.016

Study on Calibration Method of Ringelmann Blackness Meter

WANG Zhihui， LI Shuangding

（Guangxi Research Institute of Metrology & Test， Nanning 530007， China）

Abstract： Ringman blackness meter is a specialized instrument used by environmental protection departments and industrial and mining enterprises to monitor environmental pollution and energy conservation， widely used in fields such as environmental protection and industrial and mining production. This article proposes different calibration methods based on different types of Ringmann blackness meters， aiming to provide technical basis for standardized and accurate calibration of different types of Ringmann blackness meters， and provide reference for relevant personnel.

Key words： Ringelmann blackness meter； calibration method； Rringelmann smoke blackness map

林格曼黑度計又稱林格曼煙度計、林格曼測煙望遠鏡等，它是通過林格曼煙氣黑度圖法來測定固定污染源排放煙氣黑度的設備，是隨著科學技術水平的提高而研發的煙氣林格曼黑度分析設備。該設備是供環保部門及工礦企業對環境污染和能源節約進行監測的專用儀器。作為環境監測的基礎和重要保障，儀器設備應按照要求進行檢定或校準，以保證設備量值的有效性，進而保障后期使用過程中的穩定性、一致性和準確性。

目前，國內在林格曼黑度計量值溯源方面尚無相應的國家檢定規程或校準規范作為依據。各地計量機構或檢測機構對林格曼黑度計校準依據的方法雖不盡相同，但大多采用的校準方法是使用林格曼黑度圖與林格曼黑度計內嵌的林格曼黑度標準板進行比對測量。現有方法存在諸多弊端，如對不同種類的林格曼黑度計的校準方法描述不夠全面，測量精度較低，所使用的林格曼黑度圖大多為林格曼黑度計生產廠家自制，作為標準器林格曼黑度等級和測量范圍與林格曼黑度計內嵌黑度圖相同，且誤差范圍大、準確度低，只能作為比對參考，不能滿足量值溯源的基本條件。因此，本文將林格曼黑度計從測量原理上進行區分，針對不同類型的林格曼黑度計給出具有針對性的校準方法，以及對相應標準器提出要求。

林格曼黑度計按其測量原理可以分為目視黑度計（目視煙塵望遠鏡，以下稱為A類）和光電式黑度計（光電式煙塵望遠鏡，以下稱為B類）。

1A類林格曼黑度計的校準

A類林格曼黑度計可分為雙目望遠系統和單目望遠系統。原理是把通用的標準林格曼煙氣濃度圖縮制在一塊玻璃上，將從望遠鏡目鏡中看到的煙羽黑度與林格曼煙氣濃度圖直接作對比，進而對煙氣黑度進行監測，確定煙氣的黑度等級。如圖1所示。

此類林格曼黑度計的校準存在兩種情況，一種為內置玻璃光學分劃板可拆卸，另一種為內置玻璃光學分劃板不可拆卸。為提高測量準確度，應分別采用不同方法進行校準。

1.1內置玻璃光學分劃板可拆卸時林格曼黑度計的校準方法

在內置玻璃光學分劃板可拆卸的情況下，應將玻璃光學分劃板取出，使用影像儀等測量設備對其林格曼黑度圖中不同等級進行校準，校準方法及計算方式如下。

以某企業生產的內置玻璃光學分劃板可拆卸的林格曼黑度計為例，使用影像測量儀測量2級林格曼黑度的數據見表1。

相對于比對測量只能給出符合范圍，依據此方法進行校準能夠給出準確的校準結果，校準方法更為準確可靠。

1.2內置玻璃光學分劃板無法取出時林格曼黑度計的校準方法

對于內置玻璃光學分劃板無法取出的林格曼黑度計，仍將采用比對測量的方式進行校準。但傳統標準林格曼煙氣黑度圖只具備0級、1級、2級、3級、4級、5級，同被測林格曼黑度計的黑度等級相同，只能在兩個等級之間進行比較，無法得到更為準確的測量結果，因此應對所使用的標準林格曼煙氣黑度圖提出更高的要求。除0級和5級外，在其余每個等級標準板的前后分別增加0.25級標準板，提高比對精度。

具體校準方法為：將林格曼黑度計的測量光路對準標準林格曼煙氣黑度圖，目視測量。除0級全白與5級全黑可直接判斷外，以1級為標準點分別對0.75級、1級、1.25級標準板進行比較測量；2級為標準點分別對1.75級、2級、2.25級標準板進行比較測量；3級為標準點分別對2.75級、3級、3.25級標準板進行比較測量；4級為標準點分別對3.75級、4級、4.25級標準板進行比較測量。以此判斷其誤差范圍，縮小了范圍區間，提高了測量準確性。

以某企業生產的內置玻璃光學分劃板不可拆卸的林格曼黑度計為例，測量1～4級林格曼黑度的結果見表2。