JJF 2463-2026 烟气含湿量测量仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范烟气含湿量测量仪校准规范2026-08-21发布2027-02-21实施烟气含湿量测量仪校准规范归口单位：全国物理化学计量技术委员会主要起草单位：上海市计量测试技术研究院有限公司中国计量科学研究院参加起草单位：北京航天易联科技发展有限公司青岛崂应环境科技有限公司上海市质量监督检验技术研究院本规范委托全国物理化学计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：张文东(上海市计量测试技术研究院有限公司)崔体运(上海市计量测试技术研究院有限公司)任长青(中国计量科学研究院)参加起草人：沈淘淘(上海市计量测试技术研究院有限公司)常洋(北京航天易联科技发展有限公司)陈仲辉(青岛崂应环境科技有限公司)胡子峰(上海市质量监督检验技术研究院)1 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1准备工作 7.2示值误差校准 7.3重复性校准 8校准结果表达 9复校时间间隔 附录A常用烟气含湿量测量仪的工作原理及仪器结构 附录B高温湿度标准箱露点温度均匀度和波动度测试方法 附录C纯水面饱和水蒸气压力和增值系数计算公式 附录E校准证书内页参考格式 附录F烟气含湿量测量仪示值误差测量结果的不确定度评定示例 ⅡJJF1071—2010《国家计量校准规范及定义》和JF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范中所指的烟气含湿量为行业习惯名称，其含义与GB/T16157—1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中的排气中水分含量体积百分数相同。本规范为首次发布。1烟气含湿量测量仪校准规范1范围本规范适用于测量范围1%～40%的阻容法、干湿球法、重量法和激光法烟气含湿量测量仪及多参数测量仪中烟气含湿量部分的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1012—2007湿度与水分计量名词术语及定义GB/T2900.77—2008电工术语电工电子测量和仪器仪表第1部分：测量的GB/T16157—1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法BS1339-1:2002湿度第1部分：术语、定义和公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3.1烟气fluegas烟道、烟囱及排气筒等固定污染源的排气。3.2烟气含湿量moistureinfluegas烟气中水蒸气的体积占烟气总体积的百分数，以%表示。4概述烟气含湿量测量仪(以下简称含湿量仪)是用于测量烟气含湿量的仪器，通过测量烟气(或经加热保温的烟气)的相对(或绝对)湿度、温度和压力，计算得到烟气含湿量。常用的含湿量仪按工作原理可分为阻容法、干湿球法、重量法和激光法等，其仪器结构和工作原理见附录A。5计量特性含湿量仪计量特性见表1。JJF2463—20262表1含湿量仪计量特性测量范围示值误差重复性△X不超过±0.75%△X,不超过±15%1X,为烟气含湿量标准值；△X为绝对误差，△X,为相对误2以上指标不用于符合性判定，仅供参考。6校准条件6.1环境条件6.1.1温度：18℃~28℃,相对湿度：≤75%。6.1.2温度波动应不超过±3℃/6h。6.2测量标准及其他设备6.2.1测量标准6.2.1.1高温精密露点仪露点温度测量范围为(10～80)℃,露点温度最大允许误差为±0.3℃,露点温度重复性不大于0.1℃。可以采用探头外置式或探头内置武精密露点仪。采用探头内置式时，露点采样管和测量头应具有恒温加热功能。6.2.1.2数字气压计测压口外露，测量范围应覆盖当地实际大气压，最大允许误差为±1.0hPa。6.2.2其他设备6.2.2.1高温湿度标准箱(或其他高温湿度发生设备)高温湿度标准箱(以下简称湿度标准箱)应具有容积不小于150L的工作区，应配有至少一个直径不小于10cm的工作孔，且工作区内沿工作孔轴向的深度不小于80cm,其技术指标应满足表2的要求。表2湿度标准箱(或其他高温湿度发生设备)技术指标技术指标测量范围露点温度范围(10~80)℃,温度范围(20~95)℃露点温度均匀度不大于0.3℃露点温度波动度20min波动度2min波动度不超过±0.1℃1露点温度均匀度、露点温度波动度按本规范附录B方法测得。2各技术指标应分别在抽气量5L/min和30L/min条件下满足。3各技术指标应在规定稳定时间(一般不大于90min)内达到。36.2.2.2数字测温仪测量范围为(10～100)℃,最大允许误差为±0.3℃。7校准项目和校准方法7.1准备工作将探头外置式精密露点仪的露点探头或探头内置式精密露点仪的露点采样管和数字测温仪的温度探头置于湿度标准箱工作区的中心位置附近。对探头内置式精密露点仪，按其工作要求调节采样管的引气流量。将被校含湿量仪探头或采样管从工作孔插人湿度标准箱工作区。对于抽气式含湿量仪，按说明书要求调整仪器倾斜角度；对于干湿球法含湿量仪，应将探头插入至靠近储水器位置，将储水器露在外面；对于其他含湿量仪，探头或采样管插入深度应不小于0.5m(对于探头总长不足0.5m的，探头部分应全部插人),盖紧工作孔。湿度标准箱的工作室应与环境大气连通，数字气压计放置在湿度标准箱旁。湿度标准箱开启前，如果采用探头内置式精密露点仪，其采样管的加热温度应设置为高于湿度标准箱设定温度20℃以上并达到设定温度；如果被校含湿量仪具有加热功能，应将其采样管或测量探头的加热温度设置为高于湿度标准箱设定温度10℃以上(或设定为仪器设定温度上限),并达到设定温度；对于干湿球法含湿量仪，应开启抽气泵并保持至校准结束。7.2示值误差校准7.2.1校准点(18.0%～22.0%),对应标准大气压下的温湿度值分别为50℃时39%、50℃时80%、70℃时65%左右。也可以根据用户要求在含湿量1%～40%范围内选择其他校准点，通过附录B中式(B.1)、式(B.2)确定烟气含湿量对应的露点温度和相对湿度，相对湿度应不大于85%。7.2.2校准步骤按含湿量由低至高的顺序依次设定各校准点，对于探头外置式精密露点仪应执行先升温后升湿的操作流程以防止露点探头凝露。对于重量法含湿量仪，待标准箱达到稳定后，设置取样时间为10min,在取样开始时刻、中间时刻和取样结束时刻分别记录标准器的露点温度值后取平均值t。取样测量完成后读取被校含湿量仪的含湿量值。每个校准点测3次，按式(1)计算平均值作为露点温度标准值ta。式中：la——露点温度标准值，℃;41——标准器露点温度第i次测量值，℃。标准器的露点温度值、被校仪器的含湿量值，每隔2min记录一次，记录3次，按式(1)每个校准点结束前记录一次数字气压计示值、数字测温仪示值、含湿量仪的加热温度值。按式(2)计算烟气含湿量标准值。X,=f(za,p)×e(za)/p×100e(ta)——温度值为ta时纯水面饱和水蒸气压，计算方法见附录C中的式f(za,p)——压力为p、温度值为ta时的增值系数，计算方法见附录C中的式以被校含湿量仪读数的平均值作为仪器测量值，按式(3)计算。X——被校含湿量仪测量值，%;按式(4)计算含湿量仪绝对误差。X,——烟气含湿量标准值，%;X——被校含湿量仪测量值，%。当X>5%时，按式(5)计算相对误差。X,——烟气含湿量标准值，%。57.3重复性校准采用7.2.2示值校准中得到的各校准点上的3次测量数据，按式(6)计算第i次测es(za)——温度值为t时纯水面饱和水蒸气压，计算方法见附录C中的式f(Lmp)——压力为p、温度值为ta时的增值系数，计算方法见附录C中的式按极差法计算含湿量仪重复性，见式(7)。△Xm——被校含湿量仪在同一校准点上3次示值误差中的最大值，%;C——极差系数，查表得C=1.69。8校准结果表达c)进行校准的地点(如与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号)、每页及总页数的标识；j)校准环境的描述；1)对校准规范偏离的说明；6m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；n)校准人和核验人签名；o)校准证书或校准报告签发日期；p)校准结果仅对被校仪器样品有效的声明；q)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。9复校时间间隔建议复校间隔时间为1年，凡在使用过程中经过修理或调整的一般需重新校准。由于复校间隔时间的长短是由含湿量仪的使用情况、使用者、仪器本身质量等因素所决定，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。7阻容法含湿量仪的工作原理是采用测湿探头(主要为高分子湿敏电容探头)测量烟气的相对湿度，再测得测湿探头处的温度和烟气压力，按式(A.1)计算烟气含湿量。根据结构原理，阻容法分为直接测量式和加热测量式，前者在测量时不对测湿探头进行加热(工作时探头温度与烟气温度相近);后者在测量时则对测湿探头进行恒温加热(工作时探头温度高于烟气温度)。加热测量式又分为探头插入式和抽气式，前者将探头部分插入烟道中进行测量，后者的探头部分则露在烟道外，而将加热保温的采样管插入烟道中抽取烟气样气，使其以一定流速流经恒温加热的测湿探头进行测量。抽气测量式的仪器结构见图A.1。图A.1阻容法烟气含湿量仪(抽气测量式)结构示意图式中：X——烟气含湿量，%;H——测湿探头处相对湿度，%;1——测温探头处温度，℃;f(t,px)——增值系数，无量纲；e,(t)——温度t时纯水面饱和水蒸气压，Pa。干湿球法含湿量仪的工作原理是通过保温采样管从烟道内抽取烟气样气，使其以一定流速流经干、湿球测温探头，根据干球、湿球温度读数和烟气压力，按式(A.2)计算烟气含湿量，仪器结构见图A.2。x=[e,(t.)/px-A×(t-tw)]×100(A.2)式中：tg——干球温度，℃;Lw——湿球温度，℃;8Px——烟气压力，Pa;e(1w)——温度为t时纯水面饱和水蒸气压，Pa;重量法含湿量仪的工作原理是通过加热保温的采样管从烟道内抽取一定体积的烟气样气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，所抽取样气中的水分被吸湿剂吸收，吸湿管的增重即为已知体积烟气中含有的水分量，按式(A.3)计算烟气含湿量，仪器结构X——烟气含湿量，%;m,——吸湿管吸收的水分质量，g;M、——水的摩尔质量，M,=18.0153g/mol;1——测温探头处温度，℃;V——测量状态下抽取的干气体体积，m³;激光法含湿量仪的工作原理是利用气体中的绝对湿度与通过该气体的特定波长的激光的功率衰减存在对应关系来测量气体的绝对湿度。将装有四周透孔的光腔室(内有光纤准直器和反射镜面)、温度传感器和测压管的测量头直接插入烟道中测得烟气的绝对湿度、温度和压力，按式(A.4)计算烟气含湿量。仪器结构见图A.4。9图A.4激光法烟气含湿量仪结构示意图6—参数测量显示装置式中：X——烟气含湿量，%;R——水蒸气的气体常数，R=461.52J/(kg·K)。高温湿度标准箱露点温度均匀度和波动度测试方法本方法适用于露点温度范围(10～90)℃的高温湿度标准箱露点温度均匀度和波动度的测试。B.2测试条件B.2.1环境条件温度：(18～28)℃,相对湿度：≤75%,温度波动应不超过±3℃。B.2.2测试设备B.2.2.1多路高温露点测量装置装置中应至少包含5路高温露点探头，每路应采用同种型号规格探头，装置应带有自动记录功能，最小记录时间间隔应不大于60s。装置各路技术指标见表B.1。露点温度/℃响应时间测量范围分辨力最大允许误差重复性不低于0.051露点温度测量范围为一般要求，使用中以能覆盖被测设备的实际测试范围为2技术指标为包含传感器和采集设备的整体指4装置使用前，每路露点参数应同时在同一套露点标准装置上进行校准，对于探头的实测露点温度46℃,复核结果应满足：各通道间露点漂移的不一致性不大于0.15℃。B.2.2.2浮子流量计浮子流量计见表B.2。名称测量范围准确度等级介质数量浮子流量计5.0级空气11B.2.2.3抽气泵1台最大抽气量不小于30L/min。B.2.2.4调节阀用于调节抽气流量。B.2.3校准方法B.2.3.1探头布点采用多路高温露点测量装置来测量高温湿度标准箱内露点，装置中的露点探头按图B.1布置。布点位置以①、②、③、④、⑤表示，其中①为标准箱工作区中心点，其他各布点距标准箱工作区内壁的距离均为8cm。①图B.1探头布点示意图B.2.3.2抽气泵连接按图B.2连接抽气泵。抽气泵浮子流量计高温湿度抽气泵浮子流量计图B.2抽气泵连接图B.2.3.3露点测试a)露点温度测试点烟气含湿量测试点一般选取5%、10%、20%,露点温度测试点应与当地大气压下的烟气含湿量测试点相对应。在标准大气压附近，对应的露点温度测试点分别为32.2℃、46.0℃、60.2℃,对应的温湿度值分别为：50℃时相对湿度39%、50℃时相对湿度80%、70℃时相对湿度65%。也可以根据用户要求在(10～90)℃露点温度范围内选择其他露点温度测试点。如果当地大气压偏离标准大气压较大或需要选择其他测试点时，可通过式(B.1)、式(B.2)确定露点温度和相对湿度测试点。e(ta)=X×p./100式中：e₅(ta)——温度值为ta时纯水面饱和水蒸气压，Pa;La——露点温度，由e,(za)值按附录C中式(C.2)计算得到，℃。H=X×p./e(t)H——相对湿度，%;e₅(z)——温度值为t时纯水面饱和水蒸气压，Pa;X——烟气含湿量，%。b)测试步骤测试时，应适当选择标准箱的温度，使相对湿度不大于85%,温度和露点按由低至高的顺序进行，各测试点上的露点温度偏离不超过±1℃(以中心点为准)。分别在抽气流量5L/min和30L/min的负载条件下进行测试。标准箱达到稳定后，开始记录各布点的露点温度值，记录时间间隔为2min,记录11组数据，用1(n=1,2,…,11;j=1,2,3,4,5)表示，n为时刻序号，j为布点位置序号。c)数据处理1)露点均匀度第n时刻中心点位置与其他各布点位置的露点温度之差的绝对值最大值△z,可用公式中：△t.——第n时刻中心点位置与其他各布点位置的露点温度之差的绝对值最大Ln——第n时刻中心点位置的露点温度，℃;1.,——第n时刻、第j布点位置的露点温度，℃。该测试点上的露点温度均匀度△t,可用式(B.4)计算：△t.=max(△t)(n=1,2,…,11)△tn——该测试点上的露点温度均匀度，℃。取各测试点上露点温度均匀度△t中的最大值为标准箱的露点温度均匀度。2)露点温度波动度采用中心点露点温度测量结果进行计算，该测试点的20min内露点温度波动度△ty可用式(B.5)计算。式中：△t₁——该测试点上的20min内露点温度波动度，℃;L——第n时刻中心点位置的露点温度，℃。取各测试点上△t₁中的最大值为标准箱的20min内露点温度波动度。2min间露点温度波动度△t,可用式(B.6)计算。△ty—该测试点上的2min间露点温度波动度，℃;L——第n时刻中心点位置的露点温度，℃(n-1)——第n-1时刻中心点位置的露点温度，℃。取各测试点上△t、中的最大值为标准箱的2min间露点温度波动度。纯水面饱和水蒸气压力和增值系数计算公式C.1饱和水蒸气压纯水面饱和水蒸气压按BS1339-1:2002中推荐的Sonntag公式计算，见C.2增值系数湿空气的增值系数按BS1339-1:2002中推荐的Hardy公式计算，见式(C.3)。f(t,p)=e¹-.P)+P(p-1)a=0.000353624+0.000029328363t+0.0式中：t——湿空气温度，℃;p——湿空气压力，Pa;f(t,p)——温度为t、压力为p时湿空气的增值系数，无量纲。附录D校准原始记录参考格式委托单位名称和地址：原始记录编号：仪器名称：校准证书编号：生产厂/商：校准地点：型号/规格：技术依据及代号：仪器编号：表D.1测量标准及其他设备型号规格测量范围最大允许误差或其他技术指标溯源证书编号及有效期限表D.2示值误差和重复性校准记录(阻容法、干湿球法、激光法)标准器温度℃露点温度烟气含湿量%加热温度℃烟气含湿量℃读数%平均值%示值误差重复性%误差%相对误差扩展不确定度%抽气流量：L/min1记录压力时计量单位采用hPa或kPa,计算时换算为Pa。2加热温度仅适用于加热测量式含湿量仪。被校仪器温度℃压力露点温度烟气含%烟气含湿量读数℃平均值℃读数%平均值%平均示值误差重复性%绝对误差%相对误差扩展不确定度%注：记录压力时计量单位采用hPa或kPa,计算时换算为Pa。校准证书内页参考格式E.1示值误差和重复性校准结果表E.1示值误差和重复性校准结果标准器被校仪器℃压力烟气含湿量%加热温度℃烟气含湿量仪器示值%示值误差重复性%绝对误差%相对误差扩展不确定度%1当X,≤5.0%时，给出绝对误差及时应的扩展不确定度；当X,>5.0%时给出相对误差及对应的扩展不确定度。附录F烟气含湿量测量仪示值误差测量结果的不确定度评定示例F.1被校对象阻容法烟气含湿量测量仪，含湿量测量范围为0%～40%,分辨力为0.01%。F.2测量标准及其他设备F.2.1精密露点仪(型号：373LXHX),露点温度测量范围为(-90~90)℃,露点温度分辨力为0.01℃,露点温度的最大允许误差为±0.3℃。F.2.2数字气压计，测量范围为(800～1060)hPa,最大允许误差为±1.0hPa。露点温度均匀度≤0.3℃;露点温度波动度20min内不超过±0.2℃,2min间不超过±0.1℃;稳定时间不大于30min。F.3校准方法按照本规范对含湿量仪在高温湿度标准箱中采用比较法进行校准。将精密露点仪的露点采样管、数字测温仪的温度探头置于高温湿度标准箱工作区的中心位置附近，将被校含湿量仪探头从工作孔插入标准籍。标准箱的工作室通过连通管与环境大气连通，数字气压计放置在湿度标准箱旁。烟气含湿量校准点选择5%、10%、20%左右，对应标准大气压下的温湿度值分别为：50℃时相对湿度39%、50℃时相对湿度80%、70℃时相对湿度65%左右。待标准箱稳定后，读取标准器和被校仪器的读数，读3遍取平均值，计算示值误差。F.4测量模型式(F.1)和式(F.2)分别为计算绝对误差和相对误差的测量模型。式中：△X,——烟气含湿量相对误差；X,——烟气含湿量标准值，%;e(ta)——温度值为t时纯水面饱和水蒸气压[按式(C.1)计算],Pa;f(ta,p)——压力为p、温度值为ta时的增值系数[按式(C.3)计算],无量纲。F.5测量不确定度分析F.5.1不确定度来源来源于被校仪器的不确定度u(X)包含4部分，其中u₁(X)来源于被校含湿量仪重复性引人的标准不确定度，u₂(X)来源于被校含湿量仪分辨力引入的标准不确定度，u₃(X)来源于被校仪器的压力测量误差(含温度漂移、非线性等)引入的标准不确定度，u(X)来源于被校仪器的相对湿度温度系数引入的标准不确定度。来源于校准装置的不确定度u(X,)包含5部分，其中u₁(ta)为精密露点仪分辨力引入的标准不确定度，u₂(ta)为精密露点仪测量准确度引人的标准不确定度，u₃(ta)来源于标准箱的露点波动度引入的标准不确定度、u(ta)来源于标准箱的露点均匀度引入的标准不确定度，u(p)来源于数字气压计引入的标准不确定度。根据以上各不确定度来源分析，各部分引入的不确定度分量之间互不相关。F.5.2不确定度传播公式增值系数f(ta,p)是用于对饱和水蒸气压e(ta)的补偿修正。在0%～40%范围内，增值系数f(za,p)值变化范围为1.003~1.006,经估算，因精密露点仪和数字气压计的测量误差而引起增值系数的不确定度分量远小于0.01%。考虑到es(ta)的不确定度大于1%(估算得到),因此，f(ta,p)的不确定度远小于es(ta)的不确定度，在评定时可将f(za,p)作为常数考虑。由于输入量X与X,引入的不确定度u(X)和u(X,)之间互不相关，X、ta和p各参数引入的不确定度分量之间也互不相关，由式(F.1)得到绝对误差不确定度传播公输入量X、X,的标准不确定度分别见式(F.4)和式(F.5)。式中，灵敏系数：[其中，值由式(C.1)求由于输入量X与X,引入的不确定度u(X)和u(X,)之间互不相关，由式(F.2)得到相对误差不确定度传播公式(F.6):在气压1013.3hPa、烟气含湿量校准点分别为5%、10%、20%时，实际对应露点温度分别为32.46℃、45.69℃、60.20℃,计算得到灵敏系数见表F.1。气压烟气含湿量%露点温度℃Pa-¹%-¹1一0.27289一0.209171一0.101551一0.92350一0.05085F.6不确定度分量评定F.6.1输入量X的标准不确定度评定a)被校仪器的重复性引入的不确定度分量u₁(X),采用A类评定方式评定。选用一台具有代表性的1062A型阻容法含湿量仪作为被测对象，仪器编号3U01083476。以10%(50℃时相对湿度80%)测量点为例(烟气含湿量标准值X,=9.86%),在标准箱达到完全稳定后，间隔2min读一次数，读3次，得到1组测量数据，按极差法[式(F.7)]计算实验标准偏差，见表F.2。序号123标准值X,%%示值误差△X%s实际校准时测量3次，取平均值，则重复性引起的不确定度分量为：u(X)=s/√3=b)被校仪器的分辨力引入的不确定度分量u₂(X)仪器压力测量误差估计为±1kPa,为均匀分布，u(px)=1000Pa/√3=577.4Pa。根据式(A.1),X=H×f(t,px)×e.(t)/px,等式两边取对数后对p、求偏导[将各参数的不确定度分量之间互不相关],可得：d)被校仪器的相对湿度温度系数引入的不确定度分量u(X)根据资料，性能较好的湿度传感器相对湿度温度系数经修正后一般不大于读数的0.04%/℃,温度区间为120℃(50℃4170℃),H=80%,为均匀分布，故：将式(A.1)两边取对数后对H求偏导，可得：按式(F.4)计算得到输入量X的标准不确定度u(X)=0.2970%。F.6.2输入量ta的标准不确定度评定该项不确定度来源于精密露点仪分辨力引入的标准不确定度分量u₁(ta)、精密露点仪测量准确度引入的标准不确定度分量u₂(ta)、标准箱的露点波动度引入的标准不确定度分量u₃(ta)、标准箱的露点均匀度引起的标准不确定度u(ta)。a)精密露点仪分辨力引入的标准不确定度分量u₁(za)精密露点仪的露点分辨力为0.01℃,引入的不确定度分量为u₁(za)=0.0029℃。由于在标准不确定度u₁(X)的评定中采用示值误差进行评定，其中包含了含湿量标准值的因素，而含湿量标准值主要来源于精密露点仪，因此已经包含了精密露点仪的重复性因素，故此处只考虑精密露点仪的分辨力因素。b)精密露点仪测量准确度引入的不确定度分量u₂(ta)。根据精密露点仪的检定证书，该仪器满足露点最大允许误差±0.3℃的要求，为c)标准箱的露点波动度引入的不确定度分量u₃(ta)由于被校仪器和标准器