混凝土氯离子电通量和扩散系数测定仪

福福 建建 省省 地地 方方 计计 量量 技技 术术 规规 范范 JJF（闽）10532012 混凝土氯离子电通量 和扩散系数测定仪校准规范 Calibration Specification for Apparatus to Determine Chloride Coulomb Electric Flux and Rapid Chloride Migration Coefficient of Concrete 2012-09-01 发布 2012-12-01 实施 福建省质量技术监督局福建省质量技术监督局 发发 布布 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 混凝土氯离子电通量 和扩散系数测定仪 校准规范 Calibration Specification for Apparatus to Determine Chloride Coulomb Electric Flux and Rapid chloride Migration Coefficient of Concrete 归 口 单 位：福建省质量技术监督局 主要起草单位：福建省计量科学研究院 参加起草单位：绍兴市容纳测控技术有限公司 本规范委托起草单位负责解释 JJF (闽 )10532012 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 本规范主要起草人： 黄 洪 （福建省计量科学研究院） 张杰梁 （福建省计量科学研究院） 吕光明 （福建省计量科学研究院） 方 杰 （福建省计量科学研究院） 参加起草人： 陆国良 （绍兴市容纳测控技术有限公司） JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 目 录 引言 1 1 范围 2 2 引用文献 2 3 概述 2 4 计量特性 3 4.1 基本误差 . 3 4.2 输出电压稳定度 . 3 4.3 试验持续(保持)时间 3 4.4 绝缘电阻 . 3 4.5 工频耐压试验 . 3 5 校准条件 3 5.1 环境条件 . 3 5.2 校准用主要设备 . 4 6 校准项目和校准方法 4 6.1 校准前的准备工作 . 4 6.2 基本误差校准 . 5 6.3 试验持续(保持)时间的校准 7 6.4 输出电压稳定度 . 7 7 校准结果表达 7 8 复校时间间隔 8 附录 A 电通量仪（或 RCM 测定仪）校准记录格式 9 附录 B 电通量仪（或 RCM 测定仪）校准结果内页格式 11 附录 C 电通量仪（或 RCM 测定仪）示值误差不确定度评定实例 12 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 1 引 言 本规范参考了 JJF 1001通用计量术语及定义 、JJF 1059测量不确定度评定与表 示等国家计量技术规范，并按 JJF 1071国家计量校准规范编写规则的要求进行编 写。在编写的过程中，按照 GB 3102.4 热学的量和单位和 GB 3102.5电学和磁学 的量和单位 的要求对各物理量和单位进行正确描述。 在技术参数上， 参考了 GB/T 50082 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 、 JG/T 261 混凝土氯离子电通量测定 仪、JG/T 262混凝土氯离子扩散系数测定仪和 JC/T 1086水泥氯离子扩散系数检 验方法中的部分条款。 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 2 混凝土氯离子电通量 和扩散系数测定仪校准规范 1 范围 本规范适用于混凝土氯离子电通量测定仪(以下简称“电通量仪”)和混凝土氯离子 扩散系数测定仪(以下简称“RCM 测定仪”)的校准。 2 引用文献 本规范引用了下列文献： JJF 1001 通用计量术语及定义 JJF 1059 测量不确定度评定与表示 JJF 1071 国家计量校准规范编写规则 JG/T 261-2009 混凝土氯离子电通量测定仪 JG/T 262-2009 混凝土氯离子扩散系数测定仪 JC/T 1086-2008 水泥氯离子扩散系数检验方法 GB/T 50082-2009 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 GB 4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全 第 1 部分：通用要求 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 概述 电通量仪和RCM测定仪都是用于测定混凝土抗氯离子渗透性能的试验仪器。 电通量仪的基本原理是： 通过给混凝土试件两端施加一定的直流电压,然后采集流过 混凝土试件的电流,通过积分计算出固定时间内通过混凝土的电通量，并根据电通量来 反映混凝土的抗氯离子渗透性能。 RCM测定仪的基本原理是：通过给混凝土施加外电场，加速氯离子在混凝土中的迁 移速度,然后结合化学分析，测定一定时间内氯离子在混凝土中的渗透深度, 再结合计 算公式得出氯离子在混凝土中的扩散系数， 并通过扩散系数来反映混凝土的抗氯离子渗 透性能。 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 3 4 计量特性 4.1 基本误差 表 1 电通量仪和 RCM 测定仪允许误差 技术参数 允许误差允许误差 电通量仪 RCM 测定仪 输出电压 0.1V 0.1V 采样电流 0.25% 0.1mA 温 度 0.3 0.2 注： 通常情况下，电通量仪的输出电压为 60V, 对输出电压进行校准时，负载电阻选择 5k，对采样电流进行 校准时，负载电阻分别选择 500、1000和 3000；RCM测定仪的输出电压为 10V、15 V、20 V、25 V、 30 V、35 V、40 V、50 V、60 V，对输出电压进行校准时，负载电阻分别选择 100、200、300、400、 600、 800、 1200、 1600、 3000， 对采样电流进行校准时， 负载电阻分别选择 300、 1000和 2000。 电通量仪 （或 RCM 测定仪） 输出电压校准点和负载电阻值可根据用户要求或仪器说明书中输出电压和采 样电流的测量范围进行选择。 4.2 输出电压稳定度 保持周围环境条件不变和输出电压不作调整，在 5min 内，电通量仪(或 RCM 测定 仪)的校准点读数改变应不大于 0.1V。 4.3 试验持续（保持）时间 电通量仪(或 RCM 测定仪)的试验持续(保持)时间在 1h 内的最大误差应不超过 2s。 4.4 绝缘电阻 在非工作状态下，电通量仪(或 RCM 测定仪)的电源端子对机壳的金属部分在 500V 直流电压下的绝缘电阻值不应低于 20 M。 4.5 工频耐压试验 电通量仪(或 RCM 测定仪) 输入端对机壳之间施加 50Hz、2.5kV 正弦波电压，历时 1min，应无闪烁、飞弧、击穿现象。 5 校准条件 5.1 环境条件 5.1.1 环境温度：1530； 5.1.2 相对湿度: 不大于 85%； 5.1.3 应无影响电通量仪(或 RCM 测定仪)正常工作的外电场、外磁场； 5.1.4 供电电源：交流电压应为 220(110%)V，频率应为 50(11%)Hz。 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 4 5.2 校准用主要设备 5.2.1 直流数字电压表 直流数字电压表在实际测量范围内的允许误差应不超过电通量仪（或 RCM 测定 仪）输出电压允许误差的 1/5。 5.2.2 直流数字电流表 直流数字电流表在实际测量范围内的允许误差应不超过电通量仪（或 RCM 测定 仪）采样电流允许误差的 1/5。 5.2.3 标准温度计 温度校准装置的扩展不确定度(k=2)应不超过电通量仪（或 RCM 测定仪）温度允 许误差的 1/3。 5.2.4 电子秒表 电子秒表在时间间隔为 1h 时的最大允许误差为0.1s。 5.2.5 耐电压测试仪 耐压测试仪的准确度等级应不低于 5 级。 5.2.6 绝缘电阻表 绝缘电阻表的准确定等级应不低于 10 级。 5.2.7 校准装置、环境条件、辅助设备等应能保证校准时的扩展不确定度(k=2)不超过电 通量仪（或 RCM 测定仪）准确度等级的 1/3。 6 校准项目和校准方法 6.1 校准前的准备工作 6.1.1 外观和通电检查 6.1.1.1 外观检查，不能有影响工作性能的机械损伤，电通量仪(或 RCM 测定仪)上应标 有产品名称、型号、生产厂家(商标)、出厂编号等。 6.1.1.2 电通量仪(或 RCM 测定仪)应具有实时显示端口电压、电流、试验历时等参数功 能。 6.1.1.3 按说明书规定接通电源，经过 30min 预热后，应能正常工作。 6.1.2 耐压绝缘试验 6.1.2.1 绝缘电阻的测定 将绝缘电阻表的 L、E 测量端分别与校验仪的工作电源端子和外壳相连接。 6.1.2.2 工频耐压试验 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 5 将耐压测试仪的漏电保护动作电流置于 5mA，两测试端分别与校验仪的工作电源端 子和外壳相连接。调节试验电压平稳上升到 2.5kV，历时 1min 试验。 6.2 基本误差校准 6.2.1 输出电压的校准 电通量仪(或 RCM 测定仪)输出电压的校准应在带载状态下进行。一般情况下，电 通量仪输出电压校准点应至少包括 60V 点, RCM 测定仪输出电压校准点应至少包括 10V、15 V、20 V、25 V、30 V、35 V、40 V、50 V、60 V 等 9 个点；特殊情况下，可 根据客户要求进行选择。用直流数字电压表对电通量仪（或 RCM 测定仪）的输出电压 进行校准时，按图 1 进行接线。 电通量仪 (或RCM测定仪) 负载电阻 . 直流数字电压表 U+ U- U+ U- . 图 1 电通量仪（或 RCM 测定仪）的输出电压校准接线图 电通量仪（或 RCM 测定仪）的输出电压示值误差按式（1）或式（2）计算： 0 VVV= (1) 式中： V电通量仪(或 RCM 测定仪) 输出电压示值误差； V 电通量仪(或 RCM 测定仪)直流电压输出值； V0 直流数字电压表读数值。 %100 0 0 = V VV v (2) 式中： v 电通量仪(或 RCM 测定仪) 输出电压的相对误差； V 电通量仪(或 RCM 测定仪)直流电压输出值； JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 6 V0 直流数字电压表读数值。 6.2.2 采样电流的校准 用直流数字电流表对电通量仪(或 RCM 测定仪)的采样电流进行校准时，按图 2 进 行接线。一般情况下，电通量仪(或 RCM 测定仪)采样校准点应根据表 1 中规定的进行 选择；校准点亦可根据用户要求进行选择，但不得少于 3 个校准点。校准时，应充分考 虑负载电阻的额定功率。 电通量仪(或 RCM 测定仪)的采样电流示值误差按式(3) 或式（4）计算： 0 III= (3) 式中： I 电通量仪(或 RCM 测定仪) 采样电流示值误差； I电通量仪(或 RCM 测定仪)采样电流显示值； 0 I 直流数字电流表读数值。 %100 0 0 = I II i (4) 式中： i 电通量仪(或 RCM 测定仪) 采样电流的相对误差； I电通量仪(或 RCM 测定仪)采样电流显示值； 0 I 直流数字电流表读数值。 直流数字 电流表 负载电阻 电通量仪 （或RCM测定仪） I+ I- U+ U- 图 2 电通量仪(或 RCM 测定仪)的采样电流校准接线图 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 7 6.2.3 温度的校准 将电通量仪(或 RCM 测定仪)温度传感器与标准水银温度计（或标准铂电阻温度计） 置入恒温槽中，待读数稳定后读取相应的温度值。一般情况下，电通量仪(或 RCM 测定 仪)温度的校准点应包括 5、25、50、95等 4 个温度点。在特殊情况下，可根据 用户要求选择。读数时，应按以下顺序进行： 标准被校 1被校 2被校 n标准 标准被校 1被校 2被校 n标准 电通量仪(或 RCM 测定仪)的温度示值误差按式(5)计算： xttt vii = (5) 式中： i t 电通量仪(或 RCM 测定仪)某一通道的示值误差； i t 电通量仪(或 RCM 测定仪)某一通道两次温度显示值的平均值； v t 标准水银温度计（或标准铂电阻温度计）四次读数的平均值； x标准水银温度计（或标准铂电阻温度计）的修正值。 6.3 试验持续（保持）时间的校准 试验持续（保持）时间的校准可与输出电压或采样电流的校准同时进行。一般情况 下校准时间间隔为 1h，试验持续（保持）时间间隔亦可根据用户要求进行选择。电通量 仪(或 RCM 测定仪)时间间隔的示值误差按式(6)计算： nx TTT= (6) 式中： T电通量仪(或 RCM 测定仪)试验持续(保持)时间间隔的示值误差； x T电通量仪(或 RCM 测定仪)试验持续(保持)时间间隔设定示值； n T试验持续(保持）时间间隔实际值。 6.4 输出电压稳定度 按图 1 进行接线， 调节电通量仪(或 RCM 测定仪)输出电压到 60V(或 30V)， 在 5min 内读取直流数字电压表的最大值和最小值，并按式(7)计算出电通量仪(或 RCM 测定仪) 输出电压稳定度。 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 8 minmax VVSv= (7) 式中： v S 电通量仪(或 RCM 测定仪)输出电压稳定度； max V 电通量仪(或 RCM 测定仪)输出电压最大值； min V 电通量仪(或 RCM 测定仪)输出电压最小值。 7 校准结果表达 经校准的校验仪出具校准证书，校准证书应包括以下信息： a）标题：校准证书； b）实验室名称和地址； c）进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准) d）校准证书编号，页码及总页数； e）送校单位的名称和地址； f）被校仪器名称、制造厂、型号规格及出厂编号； g）进行校准的日期； h）校准依据、包括名称及代号； i）校准所使用的计量标准及有效期； j）校准时环境的描述； k) 校准项目的校准结果及其测量不确定度； l）校准证书签发人的签名、核验人的签名、批准人的签名以及签发日期； n) 校准结果仅对被校对象有效的声明； m）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。 8 复校时间间隔 电通量仪（或 RCM 测定仪）的复校时间间隔可根据具体使用情况由用户确定，建 议复校时间间隔不超过 1 年。 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 9 附录 A 电通量仪(或 RCM 测定仪)校准记录格式 委托单位 记录编号 样 品 名 称 型号规格 测量范围 制造厂 出厂编号 准 确 度 标 准 器 名 称 型号规格 出厂编号 证书号 技术特征 技术依据 温 度 校准地点 相对湿度 % 校准结果： 外观和通电检查： 绝缘电阻： 耐压试验： 基本误差： 输出电压： 输出电压值(V) 电压实际值(V) 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 输出电压稳定度： 试验通道 时间间隔 (min) 试验电压(V) max U(V) min U(V) Sv(V) 1 2 3 4 5 6 采样电流： 电流实际值 (mA) 电流显示值(mA) 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 10 电通量仪(或 RCM 测定仪)校准记录格式（续） 委托单位 记录编号 温度： 项 目 校准点() 标准温度计 示值() 电通量仪或 RCM 测定仪各通道显示值() 标准温度计 示值() 1 2 3 4 5 6 1 2 平均值 修正值 实际值 1 2 平均值 修正值 实际值 1 2 平均值 修正值 实际值 1 2 平均值 修正值 实际值 试验持续（保持）时间： 设定值(s) 实际值(s) 本次校准结果的扩展不确定度： 校准员： 核 验 员： 校准日期： JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 11 附录 B 电通量仪(或 RCM 测定仪)校准结果内页格式 一、 外观及通电检查： 二、 绝缘电阻： 三、 耐压试验： 四、 基本误差： 输出电压： 输出电压值 (V) 电压实际值(V) 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 输出电压稳定度： 试验通道 时间间隔 (min) 试验电压(V) max U(V) min U(V) Sv(V) 1 2 3 4 5 6 采样电流： 电流实际值 (mA) 电流显示值(mA) 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 温度： 标准值() 温度显示值() 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 试验持续（保持）时间： 设定值(s) 实际值(s) 本次校准结果的扩展不确定度： JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 12 附录 C 电通量仪示值误差不确定度评定实例 C1 电通量仪输出电压值测量结果不确定分析 C1.1 概述 C1.1.1 测量环境：温度 1530，相对湿度不大于 85%。 C1.1.2 测量标准：8846A 型数字多用表。 C1.1.3 被测对象：电通量仪第 1 通道 60V 输出值。 C1.1.4 测量方法：将电通量仪的电压输出端与标准器的电压对应端相接，采用直接测量 法进行测量。 C1.2 数学模型 0 UUU x = (C 1.1) 式中: U示值误差； x U 电通量仪输出电压值； 0 U标准数字多用表读数值。 C1.3 标准不确定度分量的评定 C1.3.1 测量重复性引入的不确定度 将数字多用表作为标准器，在100V直流电压档对电通量仪（或RCM测定仪）的输 出电压进行测试，在重复条件下进行10次独立测量得到测量数据如表A1.1所示。 表 A1.1 次数 电压值(V) 次数 电压值(V) 1 60.03 6 60.03 2 60.03 7 60.06 3 60.05 8 60.03 4 60.03 9 60.04 5 60.02 10 60.05 根据公式 1 )( 1 2 = = n UU S n i xxi (C 1.2) JJF ( JJF ( 闽闽 ) )1053105320122012 13 可得：u(Ux)=0.013V。 C1.3.2 标准器引入的不确定度 按数字多用表说明书的技术要求，实验室环境温度为(235)时，最大允许误差 = (测量值的 0.0038%+量程的 0.0006%)，当校准点为 60V 时，选择 100V 档，可得 = (600.0038%+1000.0006%)V=0.00278V，区间的半宽 a=0.00278V，由该仪器的最 大允许误差导致的不确定度可按均匀分布估计为： u(U0)=a/k= 0.00278V/3=0.002V。 A1.4 不确定度分量一览表 表 A1.2 序号 来源 符号 ui（V） 灵敏系数 1 测量重复性 u(Ux) 0.013 1 2 标准器 u(U0) 0.002 -1 C1.5 合成标准不确定度 )()( 0 22 UuUuu Xc += 22 002 . 0 013 . 0 += 013 . 0 = V C1.6 扩展不确定度 在电通量仪输出电压为 60V 时的扩展不确定度： U=0.03 V，k=2。 C2 RCM 测定仪温度值测量结果不确定分析 C2.1 概述 C2.1.1 测量环境：温度 1530，相对湿度不大于 85%。 C2.1.2 测量标准：标准水银温度计。