《β射线法颗粒物浓度测定仪标准膜片校准规范》

JJF（鲁）192—2024

β射线法颗粒物浓度测定仪标准膜片校准规范

1范围

本规范适用于环境空气使用的β射线法颗粒物浓度测定仪单个标准膜片的校准，其

他场所的标准膜片可参考执行。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

GB/T6672－2001塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法

GB/T24632.1－2009产品几何技术规范（GPS）圆度第1部分：词汇和参数

HJ653－2021环境空气中颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检

测方法

HJ1100－2020环境空气中颗粒物（PM10和PM2.5）β射线法自动监测技术指南

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术语和计量单位

3.1术语

3.1.1零膜片zerofilm

一种由物理和化学惰性材料制成的膜片，同清洁的滤带具有基本相同的面积质量。

3.1.2标准膜片standardfilm

一种由物理和化学惰性材料制成的单位面积质量均匀的膜片。一般分为两种，一种

标称值为实际的面积质量，另一种标称值为膜片实际面积质量减去零膜片面积质量的差

值。

3.1.3峰-谷圆度误差peak-to-valleyroundnessdeviation

局部圆度最大正偏差与绝对值最大的负偏差的绝对值之和。

3.2计量单位

单位面积质量的计量单位为mg/cm2或μg/cm2。根据单位面积质量的定义，标准膜

片的单位面积质量M可通过公式（1）计算。

m

M（1）

S

1

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式中：

m——标准膜片的质量，mg或μg；

S——标准膜片的面积，cm2。

4概述

β射线法颗粒物浓度测定仪标准膜片（以下简称“标准膜片”）是该类设备质量浓度

测量的参考标准，根据单位面积质量的定义，分别测量标准膜片的质量m和面积S，单

位面积质量M可通过公式（1）计算。将测量得到的标准膜片的单位面积质量M，输入

到β射线法颗粒物浓度测定仪中，通过公式（2）计算出k值，在仪器中输入k值后即可

实现后续测量。

1N

Mln1（2）

kN2

标准膜片材料一般选择耐热性能好、尺寸稳定性好、机械强度高、吸收率低等特点

的薄膜作为基材。标准膜片应具有厚薄均匀性好的特点。根据实际滤膜颗粒物富集质量

不同，厚度通常在4m15m。

5计量特性

标准膜片的计量特性技术要求见表1。

表1计量特性技术要求

项目技术要求

峰-谷圆度误差不大于0.2mm

均匀性厚度最大值点和厚度最小值点的差值不大于平均厚度的10%

单位面积质量最大允许误差不超过标称值的±1%

注：为更准确地计算标准膜片面积，推荐使用圆形标准膜片，其他规则形状可自行计算面积。若无

标称值，直接计算单位面积质量。以上计量特性要求仅供参考，不作为判定依据。

6校准条件

6.1环境条件

6.1.1校准应在稳定的环境状态下进行，不允许有易察觉的振动和气流。

6.1.2环境温度参考值:（15～30）℃，波动不超过2℃。

6.1.3环境湿度参考值:（40～70）%RH，每4小时最大变化量小于15%RH。

2

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6.2测量标准及其他设备

6.2.1电子天平

实际分度值0.001mg，级

6.2.2影像测量仪

测量范围：（0～200）mm，MPE：±（1.5＋L/300）m，L单位为mm。

6.2.3厚度测量仪

分辨率为0.1m，MPE：±1m

7校准方法

7.1校准前的准备

7.1.1标准膜片在6.1的条件下恒温12小时以上。

7.1.2影像测量仪工作台用无水乙醇擦拭干净，并通电预热30分钟以上。

7.2校准方法

7.2.1外观检查及均匀性测量

标准膜片外形完好无损伤及划痕，不得有针孔或破损，厚薄均匀，表面平滑，周边

应光滑无毛刺。标准膜片和膜厚测量仪的各测量面（测量仪应有一个表面为平面的下测

量面和一个表面为平面或凸面的上测量面，所有测量面应是抛光的）应无油污、灰尘等

污染，测量前先检查测量仪是否处于零点，若不是，需调零。测量时应平缓放下测头，

避免试样变形，按图1位置在标准膜片上均匀测量5个点，厚度最大值点和厚度最小值

点的差值不应大于平均厚度的10%，在每组试样测量后应重新检查其零点。

图1均匀性测量点示意图

7.2.2标准膜片峰-谷圆度误差及面积测量

将标准膜片（推荐直径为15mm～40mm），放置于影像测量仪上，沿着圆边缘均

匀选取4段进行测量，自动计算峰-谷圆度误差和半径值，根据公式r2计算标准膜片面

3

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积S，重复测量三次，取平均值S。

7.2.3单位面积质量的示值误差

对标准膜片进行称量，重复三次，取平均值，得到标准膜片质量m，通过公式（3）

进行计算单位面积质量。通过公式（）计算出测量值与标准膜片标称值的差

M4MMs

值M，通过公式（5）计算出相对误差M。

M=m/S（3）

（）

MMMs4

M-M

Ms100%（5）

Ms

式中：

M—单位面积质量的平均值，mg/cm2或μg/cm2；

标准膜片标称值，2或2。

Ms—mg/cmμg/cm

8校准结果表达

测量不确定度应按JJF1059.1－2012的要求评定，不确定度评定示例见附录A。校

准记录应尽可能详尽地记载测量数据和计算结果，推荐的校准记录格式见附录B。经校

准的仪器应出具校准证书，校准证书应符合JJF1071－2010中5.12的要求，校准证书

内页格式见附录C。

9复校项目及时间间隔

标准膜片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。固定好的标准膜片多数不具备拆卸条件，但复校项目至少应包括外观及均匀性

测量。

4

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附录A

标准膜片单位面积质量不确定度评定示例

A.1概述

A.1.1校准方法：按照本校准规范对标准膜片进行校准。

A.1.2环境条件：符合本校准规范规定的环境条件。

A.1.3被检对象：标准膜片。

A.1.4测量方法：按照规定的环境条件和校准方法，用实际分度值为0.001mg的电子天

平对标准膜片进行称量，用影像测量仪对标准膜片的面积进行测量，记录对应测量值，

重复3次。分别对标准膜片质量、面积和单位面积质量进行测量不确定度评定。

A.2测量模型

M=m/S（A.1）

式中：

M—标准膜片的单位面积质量，mg/cm2或μg/cm2；

m—标准膜片的质量的平均值，mg或μg；

S—标准膜片的面积的平均值，cm2。

A.3不确定度来源

A.3.1标准膜片质量m引入的标准不确定度评定um

输入量的标准不确定度采用类方法进行评定。

A.3.1.1mum1A

输入量m的A类标准不确定度来源于电子天平的测量重复性，以30mg为称量点，

在重复性条件下连续测量10次，所得测量数据如下（mg）：30.799、30.802、30.800、

30.801、30.800、30.804、30.802、30.803、30.802、30.801，测量平均值为：

1n

m=mi=30.801mg（A.2）

ni=1

10次测量数据分散性的标准偏差sm可用贝塞尔公式（A.3）计算：

n

（2

mi-m)

s=i10.0015mg（A.3）

mn1

5

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实际校准时，重复测量3次，取3次平均值为校准结果，所以：

um10.0015/30.0009mg（A.4）

输入量的标准不确定度采用类方法进行评定。

A.3.1.2mum2B

输入量m的B类标准不确定度来源于所用天平的最大允许误差带来的不确定度。实

验使用的天平实际分度值d为0.001mg,检定分度值e=10d=0.01mg。天平为级，

0m5104e,所以MPE：±0.5e=±0.005mg，按均匀分布，k=3。

0.005

um2==0.0029mg（A.5）

3

A.3.1.3标准不确定度分量表

称量过程引入的标准不确定度分量见表A.1。

表A.1标准膜片质量的标准不确定度u(m)分量表

标准不确定度分量

序号ui标准不确定度分量mg

1电子天平的测量重复性带来的A类标准不确定度u（m1）0.0009

2电子天平的最大允许误差带来的B类标准不确定度u（m2）0.0029

A.3.1.4合成标准不确定度u(m)

上述两项标准不确定度分量互相独立，互不相关。标准膜片称量质量带来的不确定

度：

22

u(m)um1um20.0031mg（A.6）

相对标准不确定度

A.3.1.5urel(m)

u(m)0.0031

u(m)0.011%（A.7）

relm30

A.3.2标准膜片面积S引入的标准不确定度评定uS

输入量S的标准不确定度采用类方法进行评定。

A.3.2.1uS1A

输入量S的A类标准不确定度来源于面积的测量重复性。以半径为10mm为测量

点，在重复性条件下连续测量10次，所得测量数据如下（mm2）：313.08、313.06、313.01、

313.24、313.01、313.22、313.11、313.24、313.13、313.13，测量平均值为：

6

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n

12（）

s=Si=313.123mmA.8

ni=1

10次测量数据分散性的标准偏差ss可用贝塞尔公式（A.9）计算：

n

（2

Si-S)

s=i10.088mm2（A.9）

sn1

实际校准时，重复测量3次，取3次平均值为校准结果，所以：

2

uS10.088/30.051mm（A.10）

影像测量仪测量带来的不确定度采用类方法进行评定。

A.3.2.2uS2B

标准膜片半径的值由影像测量仪软件直接读出，影像测量仪测量结果的不确定度由

校准证书可得为（0.5+5.6L）m，k=2。L单位为m，以半径为10mm为例，半径带来

的不确定度：

Urel=(0.5+5.60.01)=0.556m

（）

urel=Urel/k=0.556/2=0.278mA.11

标准膜片面积的数学模型：S=πr2

2222（）

uS24rurA.12

由影像测量仪带来的标准膜片面积的B类不确定度：

2（）

uS20.02mmA.13

A.3.3标准不确定度分量表

表A.2标准膜片面积的标准不确定度分量表

标准不确定度分量2

序号ui标准不确定度分量mm

1面积的测量重复性带来的A类标准不确定度u（S1）0.051

2影像测量仪的最大允许误差带来的B类不确定度u（S2）0.02

A.3.4合成标准不确定度u(S)

上述2项标准不确定度分量互相独立，互不相关。标准膜片面积带来的不确定度：

（）22222（）

uSuS1uS20.0510.020.056mmA.14

7

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A.3.5相对标准不确定度

u(S)0.056

u(S)0.018%（A.15）

relS313.123

A.4标准膜片单位面积质量不确定度评定

合成标准不确定度

A.4.1urel(M)

各输入量之间不相关，故合成标准不确定度：

2222（）

urel(M)urel(m)urel(S)=0.011%+0.018%=0.021%A.16

相对扩展不确定度

A.4.2Urel(M)

取包含因子，则相对扩展不确定度为：

k=2Urel(M)

（）

Urel(M)k·urel(M)=20.021%=0.05%A.17

8

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附录B

标准膜片校准记录参考格式

共X页，第X页

证书编号：记录编号：

客户名称：客户地址：

型号规格：出厂编号：

制造厂名：校准依据：

环境温度：℃相对湿度：%校准地点：

校准日期：年月日建议复校时间：年月日

校准员：核验员：

主要标准器

不确定度或准确度等

序号标准器名称型号规格编号证书编号有效期至

级或最大允许误差

1.外观检查

2.均匀性检测

12345

各点厚度值（mm）

平均厚度的10%（mm）

厚度最大值点和厚度最小

值点的差值（mm）

3.峰-谷圆度误差

123

三次测量结果（mm）

4.单位面积质量示值误差

123

质量m（mg）

9

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质量m（mg）

123

半径r（mm）

123

面积S=r2（mm2）

面积S（mm2）

2

单位面积质量M（mg/cm）

2

标称值Ms（mg/cm）

示值误差%

单位面积质量M的扩展不确定度Urel（k=2）

以下空白

10

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附录C

校准证书参考格式

校准证书内页

证书编号XXXXXX-XXXX

校准环境条件及地点：

温度℃地点

相对湿度%其他

校准所依据的技术文件（代号、名称）：

校准所使用的主要测量标准：

不确定度/准

名称测量范围确度等级/最证书编号证书有效期至

大允许误差

校准项目及校准结果：

1.外观检查：

2.均匀性：

3.峰-谷圆度误差：

4.单位面积质量示值误差：

标称值平均值示值误差相对扩展不确定度

22

mg/cmmg/cm%Urel（k=2）

以下空白

第X页共X页

11

2

0

—

2

4

1

9

2

（

鲁

J

J

）

F

12

山东省地方计量技术规范

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β射线法颗粒物浓度测定仪

标准膜片校准规范

CalibrationSpecificationofStandardFilmsofParticulates

MeasuringInstrumentsbyBetaRayMethod

2024—08—09发布2024—09—01实施

山东省市场监督管理局发布

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β射线法颗粒物浓度测定仪标准膜片校准规范

1范围

本规范适用于环境空气使用的β射线法颗粒物浓度测定仪单个标准膜片的校准，其

他场所的标准膜片可参考执行。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

GB/T6672－2001塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法

GB/T24632.1－2009产品几何技术规范（GPS）圆度第1部分：词汇和参数

HJ653－2021环境空气中颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检

测方法

HJ1100－2020环境空气中颗粒物（PM10和PM2.5）β射线法自动监测技术指南

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术语和计量单位

3.1术语

3.1.1零膜片zerofilm

一种由物理和化学惰性材料制成的膜片，同清洁的滤带具有基本相同的面积质量。

3.1.2标准膜片standardfilm

一种由物理和化学惰性材料制成的单位面积质量均匀的膜片。一般分为两种，一种

标称值为实际的面积质量，另一种标称值为膜片实际面积质量减去零膜片面积质量的差

值。

3.1.3峰-谷圆度误差peak-to-valleyroundnessdeviation

局部圆度最大正偏差与绝对值最大的负偏差的绝对值之和。

3.2计量单位

单位面积质量的计量单位为mg/cm2或μg/cm2。根据单位面积质量的定义，标准膜

片的单位面积质量M可通过公式（1）计算。

m

M（1）

S