加压流体萃取仪校准规范.docx

湖北省地方计量技术规范JJF（鄂）XX20XX加压流体萃取仪校准规范CalibrationSpecificationforPressurizedFluidExtractors（送审稿）20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施湖北省市场监督管理局发布：JJF （鄂）XX20XX ： 加压流体萃取仪校准规范CalibrationSpecificationforPressurizedFluidExtractors归口单位：湖北省市场监督管理局主要起草单位：湖北省计量测试技术研究院参加起草单位：中国海关科学技术研究中心北京林电伟业电子技术有限公司本规范委托湖北省计量测试技术研究院负责解释本规范主要起草人：张决成（湖北省计量测试技术研究院）马子嘉（湖北省计量测试技术研究院）唐逊（湖北省计量测试技术研究院）王紫竹（湖北省计量测试技术研究院）参加起草人：朱泾（湖北省计量测试技术研究院）邱坤（中国海关科学技术研究中心）祝天宇（北京林电伟业电子技术有限公司）目录引言(III)1范围(1)2引用文件(1)3术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(1)4概述(2)5计量特性(2)5.1 萃取温度偏差(2)5.2 计时误差(2)5.3 压力相对示值误差(2)5.4 萃取温度重复性(3)5.5 萃取池温度保持时间重复性(3)6校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 测量标准及其它设备(3)7校准项目和校准方法(3)7.1 外观及工作正常性检查(3)7.2 萃取温度偏差(4)7.3 萃取温度重复性(5)7.4 萃取池内温度保持时间重复性(5)7.5 计时误差(6)7.6 压力相对示值误差(6)8校准结果表达(7)9复校时间间隔(8)附录A加压流体萃取仪原始记录格式(9)附录B加压流体萃取仪校准证书(内页)格式(10)附录C加压流体萃取仪萃取温度偏差的不确定度评定示例(11)附录D加压流体萃取仪计时误差的不确定度评定示例(14)附录E加压流体萃取仪压力相对示值误差的不确定度评定示例(17)引言本规范依据JJFlO712010国家计量校准规范编写规则、JJF10012011通用计量术语及定义和JJFIO59.12012测量不确定度评定与表示的规定编制。本规范为首次发布。加压流体萃取仪校准规范1范围本规范适用于半自动型、全自动型、多功能型加压流体萃取仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG8752019数字压力计检定规程SL144.92008快速溶剂萃取仪校验方法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，其最新版本适用于本规范。3术语和计量单位3.1术语3.1.1萃取池samplecell加压流体萃取仪中用于填充待测样品的容器。3.1.2稳定阶段steadystate加压流体萃取仪运行萃取程序的过程中，其升温阶段结束至单次萃取结束前，萃取池内温度稳定于某一温度区间内的阶段。3.1.3萃取温度extractiontemperature加压流体萃取仪运行萃取程序的过程中，其升温阶段结束后，萃取池内实际温度处于稳定阶段的平均温度。3.1.4萃取温度偏差extractiontemperaturedeviation萃取温度与加压流体萃取仪设定温度的偏差。3.1.5萃取池温度保持时间temperatureholdingtimeofsamplecell加压流体萃取仪运行萃取程序的过程中，其升温阶段结束后，萃取池内实际温度处于稳定阶段的时间长度。加压流体萃取仪所显示的压力值的计量单位通常为MPa,bar或psi。其中bar和psi为非法定计量单位，其与MPa间的换算关系分别为：Ibar=OJMPa,lpsi0.00689MPao4概述加压流体萃取仪是一款用于从固体或半固体样品中快速萃取、分离待萃取成分的自动化样品前处理仪器，主要用于环境监测，农产品和食品检测，制药,石化，聚合物工业等领域。其主要工作原理是通过升高萃取过程中的温度和压力，增加样品中待萃取成分的溶解度和扩散效率，从而实现待萃取成分的高效分离。该类仪器的主要组成部分一般包括：数字温控模块、溶剂注入模块、萃取池、溶剂回收模块，仪器结构图见下图1。依据仪器是否能够实现自动、连续萃取多个样品，以及是否具有额外的样品处理功能，可细分为半自动型、全自动型和多功能型。图1加压流体萃取仪结构图5计量特性5.1 萃取温度偏差：不超过土3.0。5.2 计时误差：计时时间6min的计时误差不超过土1s。5.3 压力相对示值误差：不超过标称压力值的±4%。5.4 萃取温度重复性：不大于1%。5.5 萃取池温度保持时间重复性：不大于10%。注：以上技术指标仅供参考，不作为合格性判别依据。6校准条件6.1 环境条件6.1.1 环境温度：(5-30)06.1.2 相对湿度：相对湿度不大于80%。6.1.3 环境中无影响校准的机械振动及电磁干扰。6.2 测量标准及其它设备6.2.1 温度测量标准温度测量标准应选用无线温度记录器。所用无线温度记录器应可放置于萃取池内，且不影响萃取池的密封性，并满足最大承压15MPa和采样频率不小于1个读数/秒的耍求。无线温度记录器的技术指标见表1。表1无线温度记录器技术指标序号测量参数测量范围技术要求1温度参数(0150)分辨力：不低于0.1最大允许误差：±0.52时间参数/分辨力：不低于IS最大允许误差：+0.5sd6.2.2计时误差测量标准电子秒表，最大允许误差：+0.5sdo6.2.3 压力测量标准数字压力计，最大允许误差±0.1MPa,量程不低于20MPa,分辨力不低于OJMPao7校准项目和校准方法7.1 外观及工作正常性检查7.1.1 加压流体萃取仪主机部分的开关、功能键等应可靠且无松动。显示面板部分的读数应清晰完整。7.1.2 萃取池应无破损、形变，正确安装后应密封良好，且萃取池的溶剂注入口、排出口无堵塞。7.1.3 在校准前应进行升温升压测试。方法一:依据被校加压流体萃取仪的实际使用参数设置萃取温度、萃取压力。将萃取池安装至被校加压流体萃取仪，运行预设萃取程序。观察仪器是否能够达到设定的温度值和压力值，且不存在漏液现象，并在整个运行过程中未触发下列警报或错误提示：“加热模块工作异常”、“萃取池内压力不足（泵未达到压力），“萃取池内压力高（泵压力高）”、“泵错误”、“漏液报警”。方法二：预设有“泄露测试”功能的加压流体萃取仪，也可通过执行“泄露测试”程序，来验证其升温升压性能是否正常。7.2 萃取温度偏差将无线温度记录器探头端朝上，放置于被校仪器配套萃取池中，确认萃取池密封良好后，将萃取池安装至被校仪器。依据用户的使用需求选取温度校准点，设置并运行萃取程序。待程序运行完毕后，读取无线温度记录器记录的温度数据。以所记录的温度、时间数据绘制萃取程序运行过程中的温度-时间的T-t曲线图。由T-t曲线图确定萃取池内温度处于稳定阶段的大致区间，以稳定阶段终点前Imin的平均温度作为参考温度，将实测温度低于参考温度IC时作为稳定阶段的起点，将实测温度发生明显畸变时作为稳定阶段的终点。取无线温度记录器所记录的上述稳定阶段的全部温度数据的平均值作为实测萃取温度值7，按下列公式（1）计算各校准点的萃取温度偏差。=T-Tq（1）式中:加压流体萃取仪的萃取温度偏差，C；Tb萃取温度的设定值，；T实测萃取温度值，7.3 萃取温度重复性将无线温度记录器探头端朝上，放置于被校仪器配套萃取池中，确认萃取池密封良好后，将萃取池安装至被校仪器。设定萃取温度为I(MrC,萃取时间IOmin,萃取压力IOMPa,运行萃取程序(若被校仪器不能设定萃取压力，则以标称运行压力运行萃取程序)。待程序运行完毕后，读取无线温度记录器记录的温度、时间数据，参照7.2中方法判断萃取池内实测温度处稳定阶段的起止时间点，并以温度处稳定阶段中时，无线温度记录器所记录的全部温度数据的平均值作为萃取温度值。待萃取池温度降至室温后，重复上述测量，合计进行6次试验，按下列公式(2)计算萃取温度重复性。RSD=-×4×100%(2)J(n-l)T式中：RSD萃取温度重复性，%；n测量次数；Ti第i次测量的实测萃取温度值，；T6次测量所得实测萃取温度值的算术平均值，°C。7.4 萃取池内温度保持时间重复性参照7.3中校准方法，合计进行6次试验，并记录温度处稳定阶段的时长，按照下列公式(3)计算萃取池温度保持时间重复性。RSD=×-×100%(3)yj(n-l)式中:RSD萃取池温度保持时间的重复性，%；n测量次数；勺第i次测量的实测萃取池温度保持时间，s；6次测量所得实测萃取池温度保持时间的算术平均值，s。7.5 计时误差设定被校仪器萃取温度、压力为任意值，萃取时间不少于6min,运行萃取程序。观察被校仪器控制面板，待程序运行进入恒温萃取阶段，并显示记录恒温萃取时间后，同步启动秒表，开始计时。待被校萃取仪显示记录的恒温萃取时间达6min时，停止计时。记录秒表的计时时间按下列公式（4）计算计时误差。t=t0-t（4）式中：t加压流体萃取仪的计时误差，s；to被校加压流体萃取仪显示记录的时间，o=36Os;t秒表计时时间，So7.6 压力相对示值误差将一标准数字压力计经由三通接入被校仪器的注液泵的注液出口端管路。并将萃取池安装至被校仪器。设定萃取温度为最小设定值，萃取时间IOmin,萃取压力IOMPa,运行萃取程序（若被校仪器不能设定萃取压力，则以标称运行压力运行萃取程序）。待程序运行进入恒温萃取阶段，并继续运行9min后，同时记录被校仪器的压力示值和标准数字压力计示值。按下列公式（5）计算压力相对示值误差。6=写Xlo0%（5）式中：加压流体萃取仪的压力相对示值误差，%；Po被校加压流体萃取仪的压力示值，MPa；P标准数字压力计的压力示值，MPa0进行完压力相对示值误差校准并拆除外接数字压力计后，须参照7.1.3方法,进行升温升压测试。8校准结果表达校准后，出具校准证书。校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：a）标题，如“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；1）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；0）校准结果仅对被校对象有效的声明；P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。校准原始记录格式见附录A,校准证书内页格式见附录B,加压流体萃取仪温度示值偏差的不确定度评定见附录C,计时误差的不确定度评定见附录D,压力相对示值误差的不确定度评定见附录E09复校时间间隔用户可根据实际使用情况自行确定复校时间的间隔，建议复校时间间隔不超过12个月。附录A加压流体萃取仪原始记录格式证书编号:委托方标准仪器名称仪器名称标准仪器型号及编号型号规格及编号标准仪器测量范围生产厂家标准仪器扩展不确定度/准确度等级/最大允许误差校准地点标准仪器证书号技术依据标准仪器有效期环境条件温度：相对湿度：%标准仪器状态A.1外观及工作正常性检查:A.2萃取温度偏差：设定萃取温度实测萃取温度萃取温度偏差萃取温度偏差的不确定度A.3萃取温度重复性序号123456重复性实测萃取温度A.4萃取池温度保持时间重复性序号123456重复性萃取池温度保持时间A.5计时误差被校仪器计时示值秒表计时计时误差计时误差的不确定度360sA.6压力相对示值误差压力设定值被校仪器压力显示值实测压力值压力相对示值误差压力相对示值误差的不确定度校准员核验员校准日期年月日附录B加压流体萃取仪校准证书（内页）格式8.1 外观及工作正常性检查:8.2 萃取温度偏差：设定萃取温度实测萃取温度萃取温度偏差萃取温度偏差的扩展不确定度:8.3 萃取温度重复性：8.4 萃取池温度保持时间重复性:8.5 计时误差：计时误差的扩展不确定度:8.6 压力相对示值误差：压力设定值被校仪器压力显示值实测压力值压力相对示值误差压力相对示值误差的扩展不确定度:以下空白。附录C加压流体萃取仪萃取温度偏差的不确定度评定示例C.1测量原理加压流体萃取仪萃取温度偏差的测量原理为将一无线温度记录器置于被校仪器配套萃取池中，运行预设的萃取程序，待萃取池内升温阶段结束后，记录萃取池内实际温度处于稳定阶段的平均温度，作为其萃取温度。并将萃取温度与加压流体萃取仪设定的萃取温度间的差值作为其萃取温度偏差。依据JJFlO59.12012测量不确定度评定与表示的要求，以一台加压流体萃取仪设定萃取温度为100时为例，给出使用加压流体萃取仪校准装置对加压流体萃取仪进行校准时，萃取温度偏差校准结果的测量不确定度评定范例。=T-Tq(C.1)式中：T加压流体萃取仪的萃取温度偏差，；Tb萃取温度的设定值，C；T实测萃取温度值，公式C.1中，7b.丁互为独立，因此合成标准不确定度公式为：ItC(AT)=u2(T0)+U2(T)(C.2)由于公式C.2中，仪器萃取温度设定值n为一固定数值，不引入不确定度,故公式C.2可简化为：uc(T)=u(T)(C.3)C.3输入量标准不确定度的评定和不确定度分量C.3.1由萃取温度测量值引入的不确定度分量4(a)由萃取温度测量重复性引入的不确定度分量该不确定度分量采取A类评定。设定加压萃取仪萃取温度为100,将无线测温探头置于同一萃取池中，重复测量6次萃取温度，记录数据见表C.1。表C.1加压流体萃取仪萃取温度重复性测量数据测量次数123456萃取温度(°C)101.0101.3101.8101.5101.5101.6依据上述数据，以贝塞尔公式计算其单次萃取温度测量值的标准偏差S为0.28°C,则由萃取温度测量重复性引入的不确定度分量Wia为0.28°C。(b)由无线温度记录器分辨力引入的不确定度分量无线温度记录器的分辨力为0.1C,取其区间半宽为0.05C,按均匀分布取上遍，则由无线温度记录器的分辨力引入的不确定度分量为：mb=0.05oC3=0.03oC取萃取温度测量重复性引入的不确定度分量和由无线温度记录器分辨力引入的不确定度分量的较大值作为萃取温度测量值引入的不确定度分量如，则«1等于WA,为于28。C.3.2由无线温度记录器引入的不确定度分量U2依据本规范6.2.1要求，无线温度记录器测量温度参数的最大允许误差为÷0.5oCo按均匀分布取h5,则由无线温度记录器引入的不确定度分量为：m2=0.5oC3=0.29oCC.4不确定度分量汇总表表C.2不确定度分量汇总表标准不确定度分量标准不确定度来源温度()Wi萃取温度测量的重复性0.28“2温度记录标准器0.29C.5合成标准不确定度由C.4和公式C.3可知，萃取温度偏差的合成不确定度为：IlC(AT)=u(T)=Ju；+诏=0.5C.6扩展不确定度因分量可视为正态分布，因此可取包含因子上2,则包含概率约为95%时的萃取温度偏差的扩展不确定度为：U(AT)=k×uc(T)=1.0C.7测量不确定度报告加压流体萃取仪设定萃取温度为I(XrC时，萃取温度偏差的扩展不确定度为：U=L(TC,k=20附录D加压流体萃取仪计时误差的不确定度评定示例D.1测量原理加压流体萃取仪计时误差的测量原理为用被校仪器自带电子计时器记录360s,并同时用一秒表进行计时。随后，将被校仪器自带电子计时器显示的计时时间与秒表的计时时间的差值作为其计时误差。依据JJFlO59.12012测量不确定度评定与表示的要求，以一台加压流体萃取仪自带计时装置计时360s为例，给出使用加压流体萃取仪校准装置对加压流体萃取仪进行校准时，计时误差校准结果的测量不确定度评定范例。D.2测量模型t=t0-t(D.1)式中：t加压流体萃取仪的计时误差，s；to被校加压流体萃取仪显示记录的时间，)=360s;t秒表计时时间，So公式D.1中，小，互为独立，因此合成标准不确定度公式为：uc(t)=u2(t0)+U2(t)(D.2)由于公式D.2中，仪器显示记录时间fo为一固定数值，不引入不确定度，故公式D.2可简化为：uc(t)=u(t)(D.3)D.3输入量标准不确定度的评定和不确定度分量D.3.1由秒表计时时间引入的不确定度分量I(a)由秒表计时重复性引入的不确定度分量该不确定度分量采取A类评定。使用电子秒表对加压流体萃取仪自带计时装置计时360s的时长进行测量，重复测量10次，记录数据见表D.1。表D,1秒表计时重复性测量数据测量次数12345时间测量值(三)360.08360.04359.92359.97360.14测量次数678910时间测量值(三)360.08359.92359.94359.91360.02依据上述数据，以贝塞尔公式计算其单次秒表计时测量值的标准偏差S为0.082s,则由秒表计时重复性引入的不确定度分量WA为0.082so(b)电子秒表分辨力引入的不确定度分量电子秒表的分辨力为0.01s,取其区间半宽为0.005s,按均匀分布取公5,则由电子秒表的分辨力引入的不确定度分量为：Wib=O.OO5sV3=O.OO3s取计时重复性引入的不确定度分量和由电子秒表分辨力引入的不确定度分量的较大值作为计时测量值引入的不确定度分量加，则如等于为0.082s。D3.2由电子秒表引入的不确定度分量2由622可知,所用电子秒表的最大允许误差为±0.5sd。按均匀分布取上次,则由电子秒表引入的不确定度分量为：M2=0.5sV3=0.289sD.4不确定分量汇总表表D.2不确定度分量汇总表标准不确定度分量Mi标准不确定度来源时间(三)Ui计时测量的重免性0.082U2电子秒表0.289D.5合成标准不确定度由D.4和公式D.3可知，计时误差的合成不确定度为：C(At)w(t)J说+吗=0.3sD.6扩展不确定度因分量可视为正态分布，因此可取包含因子62,则包含概率约为95%时的计时误差的扩展不确定度为:U(At)=k×uc(t)=0.6sD.7测量不确定度报告加压流体萃取仪计时误差的扩展不确定度为：=o.6s,k=2o附录E加压流体萃取仪压力相对示值误差的不确定度评定示例E.1测量原理加压流体萃取仪压力相对示值误差的测量原理为将一标准数字压力计经由三通接入被校仪器的注液泵的注液出口端管路，运行预设的萃取程序，待程序运行进入恒温萃取阶段后，同时记录被校仪器的压力示值和标准数字压力计示值。并将被校仪器的压力示值与标准数字压力计示值间的相对差值作为其压力相对示值误差。依据JJFlO59.12012测量不确定度评定与表示的要求，以一台加压流体萃取仪设定萃取压力为IOMPa为例，给出使用加压流体萃取仪校准装置对加压流体萃取仪进行校准时，压力相对示值误差校准结果的测量不确定度评定范例。E.2测量模型6=写XlO0%(E.1)式中：6加压流体萃取仪的压力相对示值误差，%;Po被校加压流体萃取仪的压力示值，MPa；P标准数字压力计的压力示值，MPa0上述公式中各影响量的灵敏度系数计算见公式E.2和E.3。c(P)=f2=-×100%(E.2)C(Po)=禁="100%(E.3)公式E.1中，PO和P相互独立，因此在带入灵敏度系数的情况下，合成标准不确定度公式为：I22%3)=J(c(P0)u(P0)+(IC(P)M(P)×100%(E.4)在公式E.4中带入公式E.2和E.3,可得压力相对示值误差的合成标准不确定度计算公式为：%=2+(-u(P)2×100%(E.5)E.3输入量标准不确定度的评定和不确定度分量E.3.1数字压力计压力示值引入的不确定度分量(P)(a)由数字压力计压力测量引入的不确定度分量该不确定度分量取压力测量重复性引入的不确定度分量(P)s与数字压力计分辨力引入的不确定度分量(P)的较大值。其中，(P)IA采用A类评定。使用数字压力计测量萃取程序运行过程中，加压流体萃取仪管路中的压力，重复测量10次，记录数据见表E.1。表E.1数字压力计重复性测量数据测量次数12345678910平均值P(MPa)10.110.110.210.210.110.210.210.110.010.110.13依据数据，以贝塞尔公式计算其单次压力测量值的标准偏差s为0.068MPa,则由压力测量重复性引入的不确定度分量(P)IA为0.068MPa0所用数字压力计分辨力为0.1MPa,取其区间半宽为0.05MPa,按均匀分布取h5,则由数字压力计分辨力引入的不确定度分量为：u(P)B=0.05MPa3=0.029MPa综上所述，由数字压力计压力测量引入的不确定度分量(P)I为W(P)IA和(P)IB中的较大值，即为0.068MPa。(b)由数字压力计引入的不确定度分量(P)2由6.2.3可知，所用数字压力计的最大允许误差为±0.1MPa0按均匀分布取=3,则由数字压力计引入的不确定度分量为：u(P)2=0.1MPa3=0.058MPa(c)数字压力计压力示值引入的不确定度分量(P)的计算数字压力计压力示值引入的不确定度分量由(P)1和(P)2构成，鉴于u(P)1和(P)2不相关，贝U(P)为：U(P)=u2(P)1+u2(P)2=0.090MPaE3.2由被校仪器压力示值引入的不确定度分量(Po)(a)由被校仪器压力测量引入的不确定度分量该不确定度分量取压力测量重复性引入的不确定度分量(P)IA与被校仪器压力示值分辨力引入的不确定度分量N(P)IB的较大值。其中，(Po)IA采用A类评定。读取加压流体萃取仪运行过程中压力监控仪表的示值，重复读取10次，记录数据见表E.2。表E.2被校仪器压力重复性测量数据测量次数12345678910平均值PO(MPa)10.010.010.010.110.010.010.110.09.910.010.01依据数据，以贝塞尔公式计算其单次压力测量值的标准偏差s为0.057MPa,则由压力测量重复性引入的不确定度分量(Po)IA为0.057MPa。被校仪器压力示值分辨力为0.1MPa,取其区间半宽为0.05MPa,按均匀分布取上5,则由数字压力计分辨力引入的不确定度分量为：u(P)IB=0.05MPa3=0.029MPa综上所述，由被校仪器压力测量引入的不确定度分量(PO)I为“(PO)IA和(Po)IB中的较大值，即为0.057MPa。(b)由被校仪器压力测量误差引入的不确定度分量(PO)2由5.2可知，被校仪器于设定压力为IOMPa时，压力测量的最大允许误差为±0.4MPa0按均匀分布取上5,则由被校仪器压力测量误差引入的不确定度分量为：u(Po)2=0.4MPaA生0.23IMPa(c)由被校仪器压力示值引入的不确定度分量N(Po)的计算被校仪器压力示值引入的不确定度分量由(Po)I和U(Po)2构成，鉴于U(Po)1和(Po)2不相关，则(Po)为:Il(PO)=u2(P0)÷U2(P0)2=0.238MPaE.4不确定度分量汇总表表E.3不确定度分量汇总表标准不确定度分量好标准不确定度来源压力(MPa)u(P)数字压力计压力示值0.090u(Po)被校仪器压力示值0.238E.5合成标准不确定度由表E.1、表E.2、表E.3和公式E.5可知，压力相对示值误差的合成不确定度为：%(=卜I淞(Po)2+(11u(P)2×100%=2.6%E.6扩展不确定度因分量可视为正态分布，因此可取包含因子F2,则包含概率约为95%时的压力相对示值误差的扩展不确定度为：U(6)=k×%(6)=5.2%E.7测量不确定度报告加压流体萃取仪萃取压力为IOMPa时，压力相对示值误差的扩展不确定度为：U=5.2%,k=20