口罩呼吸阻力测试仪校准规范 - 编制说明

PAGEPAGE3《口罩呼吸阻力测试仪校准规范》编制说明一、任务来源及计划要求根据《工业和信息化部办公厅关于印发2021年行业计量技术规范制修订计划的通知》（工信厅科函[2021]181号）和全国纺织计量技术委员会《关于下达2021年纺织计量技术规范制修订计划的通知》（纺计委函[2021]2号），批准立项的《口罩呼吸阻力测试仪校准规范》（项目计划号：JJFZ（纺织）001-2021）由中国纺织工业联合会归口，浙江省计量科学研究院、浙江省轻工业品质量检验研究院和国家纺织计量站为主要起草单位负责制订。该计划要求做好计量测试技术和方法的研究与验证，完成校准规范征求意见稿、编写说明、不确定度评定报告和试验报告等文件的编写工作，于2022年4月前将征求意见稿、编制说明和实验报告报送全国纺织计量技术委员会秘书处。二、规范制订的必要性口罩呼吸阻力测试仪用于测定口罩在规定条件下的吸气阻力和呼气阻力，目前有效适用标准有：GB2626—2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》、GB/T32610—2016《日常防护型口罩技术规范》和GB/T38880-2020《儿童口罩技术规范》等。呼吸阻力是人的最切实的体会，阻力过大会增加不适用感，不利于心肺和身心健康，阻力过小又存在过滤效率低、防护效果不理想，带来安全性风险。新冠病毒的来袭导致防护装备的使用量大增，过滤材料、口罩及防护服等防护装备产品质量问题也随之日益突出，口罩呼吸阻力测试仪为作为防护装备防护效果的关键质量检测设备，其测量能力及其测量结果准确可靠至关重要。迄今为止，尚无国家计量校准规范，也无行业计量技术规范参考，行业内相关企业生产或使用的呼吸阻力测试仪无法进行有效量值溯源，测量结果的准确性和一致性均无法保证，口罩质量监管无法保证。三、规范编制过程1、2021年9月～2021年10月，成立校准规范起草小组，研究分析国内外口罩呼吸阻力性能试验方法标准，收集并整理口罩呼吸阻力测试仪产品资料；2、2021年11月～2022年2月，对口罩呼吸阻力测试仪计量性能进行测试，对测试方法进行验证，形成试验报告；3、2022年2月～2022年4月，编写校准规范征求意见稿、测量结果的不确定度评定和编制说明。经校准规范起草小组审核后报请2名计量专家审阅，并根据专家的反馈意见建议对材料做出修改。完成编制说明、征求意见稿、实验报告定稿报送纺织计量技术委员会秘书处。四、编制原则

1、本规范按照JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》要求进行编写。2、校准规范整个内容应与现行有效相关标准相协调，技术内容应具有先进性、科学性和可操作性。3、在充分调研的基础上，根据实际情况，确定口罩呼吸阻力测试仪的计量特性、校准条件、校准项目和校准方法等。4、选择合适的标准器和校准方法，校准方法应通过实验验证确认，力求方法简单科学，准确可靠。5、规范中的文字表述力求层次分明，语句简明，公式表达准确，量和单位使用规范。五、规范制定说明1、本规范制订依据校准规范编写格式依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规定进行编写。本规范制订依据是GB2626—2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》、GB/T32610—2016《日常防护型口罩技术规范》和GB/T38880-2020《儿童口罩技术规范》相关技术指标参数。2、本规范制定主要内容2.1适用范围本规范规定了口罩呼吸阻力测试仪的计量特性和校准方法，适用于口罩呼吸阻力测试仪的校准。2.2概述口罩呼吸阻力测试仪用于测定口罩在规定条件下的吸气阻力和呼气阻力，主要由气源、试验头模、呼吸管道、流量计、微压计、调节阀和切换阀等组成，在模拟人戴口罩的实际情况下使用微压计测定口罩两侧的压力差。工作原理：将口罩戴与测试仪试验头模上，以规定的气流流入和流出口罩，模拟人体呼吸的实际状态，使用微压计检测出口罩两侧压力差，进而实现口罩吸气阻力和呼气阻力的测量。2.3计量特性本规范中流量计量特性主要参照GB2626—2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》、GB/T32610—2016《日常防护型口罩技术规范》和GB/T38880-2020《儿童口罩技术规范》相关技术要求；压力计量特性主要参照GB/T32610—2016《日常防护型口罩技术规范》相关技术要求，如表1所示。表1主要参考标准技术特性汇总及本规范计量特性要求标准名称计量特性要求流量示值误差流量重复性压力示值误差压力回程误差GB2626—2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》6.5.2.2：流量计量程0L/min～100L/min，精度3%。6.5.3：通气量为（85±1）L/min。呼气阻力与吸气阻力检测装置要求相同。/5.5：根据面罩类别，呼吸阻力不超过350Pa。6.5.2.3：微压计量程（-1000～1000）Pa，精度1%。呼气阻力与吸气阻力检测装置要求相同。/GB/T32610—2016《日常防护型口罩技术规范》6.7.2.2：流量计量程0L/min～100L/min，精度为3%。6.7.3通气量恒定为（85±1）L/min。呼气阻力与吸气阻力检测装置要求相同。/5.3：吸气阻力≤175Pa，呼气阻力≤145Pa。6.7.2.3:微压计量程0Pa～100Pa，精度为1Pa。呼气阻力与吸气阻力检测装置要求相同。/GB/T38880-2020《儿童口罩技术规范》6.11和6.12：测试流量为（45±2）L/min。呼气阻力和吸气阻力按GB/T32610-2016中的6.7和6.8执行。/5.3:呼气阻力≤45Pa，吸气阻力≤45Pa。呼气阻力和吸气阻力按GB/T32610-2016中的6.7和6.8执行。/本规范计量特性要求最大允许误差：±3%≤1%最大允许误差：±5Pa≤5Pa情况说明：计量特性一：流量示值误差流量示值误差：±3%。流量校准点选择45L/min和85L/min，流量示值误差±3%,满足GB2626—2019、GB/T32610—2016和GB/T38880-2020对流量计测量精度3%要求。计量特性二：流量重复性流量重复性：≤1%。为了保证流量计检测流量的一致性和稳定性，根据JJG1132-2017，需要优于MPEV的三分之一，因此，流量重复性≤1%。计量特性三：压力示值误差压力示值误差：±5Pa。根据GB2626—2019，微压计量程1000Pa，精度1%，即压力最大允许误差为±10Pa，本规范提出的压力示值误差计量特性满足GB2626-2019微压计精度要求。另外，根据GB2626-2019，口罩呼吸阻力合格均在400Pa以下，为了使得校准更符合实际，压力校准点建议选择（0～400）Pa内均匀选点，其它校准点可根据需求选择。计量特性四：压力回程误差压力回程误差：≤5Pa。在实际呼吸阻力检测过程中，存在检测气流的波动，压力测量值会存在正反行程方向的波动，根据JJG875-2019《数字压力计》，回程误差需要在使用中进行检查，因此，压力回程误差也作为本规范的计量特性之一，压力回程误差不大于MPEV。因此，本规范的计量特性为：4.1流量示值误差：±3%4.2流量重复性：≤1.0%4.3压力示值误差：±5Pa4.4压力回程误差：≤5Pa。由于不同口罩呼吸阻力测试仪显示的呼吸阻力正负号不统一，为了避免符号不一致而产生混乱，校准时统一采用正号形式，以文字表述区分呼吸阻力。2.4主要标准器及配套设备选取的主要标准器及配套设备的测量范围应覆盖被校准的口罩呼吸阻力测试仪各项计量特性的测量范围，并具有足够的分辨力或分度值、准确度和稳定性；主要标准器对应功能的最大允许误差绝对值（或准确度等级或扩展不确定度（））应不大于被校准的口罩呼吸阻力测试仪相应功能最大允许误差绝对值或允许范围的1/3。口罩呼吸阻力测试仪校准主要标准器及配套设备（见表2）表2主要标准器及配套设备序号标准器名称规格准确度等级校准项目计量性能要求1气体流量计（10～100）L/minMPE：±1%流量示值误差MPE：±3%流量重复性≤1%2数字压力计（-1000～1000）Pa0.05级压力示值误差MPE：±5Pa压力回程误差≤5Pa注：主要测量标准及设备可选用本表所列，也可选用其他引入的测量不确定度U（k=2）不大于被校量的最大允许误差1/3的测量设备，测量范围覆盖被校测试仪测量范围即可。2.5校准项目口罩呼吸阻力测试仪校准项目对应本规范计量特性条款和校准方法条款见表3。表3口罩呼吸阻力测试仪校准项目序号校准项目计量特性条款校准方法条款1流量示值误差4.16.3.12流量重复性4.26.3.23压力示值误差4.36.3.34压力回程误差4.46.3.4注：根据被校口罩呼吸阻力测试仪的功能和客户要求选择校准项目。2.6校准不确定度评定口罩呼吸阻力测试仪校准不确定度评定主要由流量示值误差和压力示值误差校准结果的扩展不确定度组成（见表4）。表4口罩呼吸阻力测试仪校准结果不确定度评定汇总序号校准项目计量性能要求校准结果扩展不确定度（k=2）1流量示值误差MEV：±3%2压力示值误差M