通气阻力测试仪校准规范 - 编写说明

PAGEPAGE5《通气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）以及全国纺织计量技术委员会（纺计委函【2021】号）文件，批准立项《通气阻力测试仪》。浙江省轻工业品质量检验研究院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。二、规范制订的必要性受国内外疫情不断反复的影响，口罩正在逐步成为人们平时生活工作离不开的日常物品。针对口罩及其原材料进行通气阻力测试的仪器开始大量出现在人们的视野里。目前，口罩透气性能主要适用标准为：YY/T0969-2013《一次性使用医用口罩》、YY0469-2011《医用外科口罩》等标准。目前市面上已知的通气阻力测试仪，或通气阻力测试仪功能相似仅名字不同的同类型产品数量种类都在不断涌现并且迭代，但目前为止，此类仪器自身无法溯源至国家基准，行业内也没有校准规范可以提供参考，行业内相关检测机构无法进行有效的量值传递。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通气性能相关标准，收集整理通气阻力测试仪产品资料;2、2021年11月～2022年4月，对通气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；同时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。经院计量校准规范起草小组审核后报请三名纺织计量专家预审，经由纺织计量专家研究探讨后，依据专家的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，确定通气阻力测试仪的计量特性、校准条件、校准项目、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。本规范的技术指标参数采用YY0469-2011《医用外科口罩》、YY/T0969-2013《一次性使用医用口罩》、EN14683:2014Medicalfacemasks-Requirementsandtestmethods(医用口罩—要求和测试方法)和ASTMF2100-19StandardSpecificationforPerformanceofMaterialsUsedinMedicalFaceMasks(医用面罩用材料性能规格)相关内容。2、本规范制定主要内容2.1适用范围目前市场上，规范适用于测试口罩通气性能的仪器，以通气阻力测试仪为主，也包括口罩气流压力差测试仪，这类仪器原理功能一致，仅名称不同。本规范规定了通气阻力测试仪的计量特性和校准方法，适用于通气阻力测试仪的校准。2.2概述通气阻力测试仪用于测量口罩两侧进行气体交换的通气阻力，主要由抽气泵或压缩空气、试样夹具、气体流量计、流量调节阀和差压计等部件组成。工作原理：使用试样夹具夹持测试样品，以恒定气体流量通过特定面积测试样品，使用压差计测量测试样品两侧差压，样品两侧压差与样品测试面积比值为测试样品通气阻力。2.3计量特性本规范计量特性主要依据YY0469-2011《医用外科口罩》、YY/T0969-2013《一次性使用医用口罩》、EN14683:2014Medicalfacemasks-Requirementsandtestmethods(医用口罩—要求和测试方法)和ASTMF2100-19StandardSpecificationforPerformanceofMaterialsUsedinMedicalFaceMasks(医用面罩用材料性能规格)相关技术和测试要求制定，各标准技术参数汇总及本规范计量特性要求如表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样品测试区直径气体流量通气阻力示值误差YY0469-2011《医用外科口罩》5.7压力差样品测试区直径为25mm，试验面积为4.9cm2。5.7压力差试验用气体流量需调整至8L/min。4.7压力差口罩两侧面进行气体交换的压力差应不大于49Pa。5.7压力差按公式计算压力差。YY/T0969-2013《一次性使用医用口罩》5.6通气阻力5.6.3样品测试区直径25mm。5.6通气阻力5.6.3试验用气体流量需调整至（8±0.2）L/min。4.6通气阻力口罩两侧面进行气体交换的通气阻力不大于49Pa/cm2。5.6通气阻力5.6.3按公式计算通气阻力，单位为Pa/cm2。EN14683:2019医用口罩—要求和测试方法C.2.5.4Ametallicringofinternaldiameterof(25±1)mmandca.3mmthickwillbefixedtothetopholder.C.4.2thespecimenisplaceacrossthe25mmdiameterorifice(totalarea4.9cm2).C.4ProcedureC.4.2Thepumpisstartedandtheflowofairadjustedto8l/min.5.2.7DifferentialPressureforTypeI,TypeIIandTypeHRshouldbelessthan40,40and60Pa/cm2,respectively.ASTMF2100-19医用面罩用材料性能规格9.2DeterminedifferentialpressuretestasdirectedinEN14683:2019,AnnexC.9.2DeterminedifferentialpressuretestasdirectedinEN14683:2019,AnnexC.5.2.7DifferentialPressureforLevel1,Level2andLevel3shouldbelessthan5.0,6.0and6.0mmH2O/cm2,respectively.注：1mmH2O=9.78Pa，因此，5.0mmH2O/cm2=48.9Pa/cm2,6.0mmH2O=58.68Pa/cm2.本规范计量特性要求样品测试区直径：（25.0±0.2）mm气体流量：（8±0.2）L/min通气阻力示值误差：±2Pa/cm2。校准点建议在60Pa/cm2以下平均选择，对应于压力在60*4.9=294Pa以下。情况说明：计量特性一：样品测试区直径样品测试区直径（25.0±0.2）mm，满足YY0469-2011、YY/T0969-2013、EN14683:2019和ASTMF2100-19对样品测试区直径及误差的要求。计量特性二：气体流量气体流量：（8±0.2）L/min，满足YY0469-2011、YY/T0969-2013、EN14683:2019和ASTMF2100-19对测试气体流量大小和误差的要求。计量特性三：通气阻力示值误差通气阻力示值误差：±2Pa/cm2。根据YY0469-2011和YY/T0969-2013通气阻力在49Pa/cm2以下（对应于压力220.5Pa)为合格；根据EN14683:2019和ASTMF2100-19，通气阻力在60Pa/cm2以下（对应于压力294Pa)为合格。为了满足各个标准要求，便于实际校准开展，压力校准点建议在（0～300）Pa区间内均匀选点，如50Pa、100Pa、150Pa、200Pa、250Pa和300Pa，其它校准点可根据需求选择。校准时需换算成通气阻力，通气阻力最大允许误差（MPE）为±2Pa/cm2，对应于压力测量精度Pa。现有绝大多数通气阻力测试仪产品压力测量范围（0～1000）Pa，测量精度1%（10Pa），与本规范提出的通气阻力示值误差要求一致。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通气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（或扩展不确定度()）应不大于通气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。通气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测量范围准确度等级/最大允许误差/不确定度数量1气体流量计(5～10)L/minMPE：±1.0%12数字压力计(-1000～1000)Pa0.05级13游标卡尺（0～200）mmMPE:±0.03mm1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。2.5校准项目通气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通气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样品测试区直径5.17.3.12气体流量5.27.3.23通气阻力示值误差5.37.3.3注：根据被校准通气阻力测试仪的功能和客户要求选择校准项目。2.6校准不确定度评定通气阻力测试仪校准不确定度评定主要由样品测试区直径、气体流量和通气阻力示指误差校准结果的扩展不确定度组成,如表4所示。表4通气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样品测试区直径(25±0.2)mmU=0.04mm2气体流量（8±0.2）L/minU=