计量科学与技术

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饮用水中总α放射性、总β放射性检测的不确定度评定

顾心逸, 顾俊, 程晓宏

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0277

摘要(300)

HTML(131)

PDF(43)

摘要:
为评定厚源法检测饮用水中总α放射性和总β放射性的不确定度，参照GB/T 5750.13-2023《生活饮用水标准检验方法第13部分放射性指标》测定饮用水中总α放射性和总β放射性，以测量重复性为A类不确定度，以计数率、残渣质量、水样体积、仪器探测效率、回收率等引入的因素为B类不确定度。实验测得总α、总β放射性活度浓度分别为0.66 Bq/L、0.48 Bq/L，相对合成标准不确定度分别为6.0%、5.7%，扩展不确定度分别为0.08 Bq/L、0.06 Bq/L。仪器计数率（n）引入的不确定度为主要不确定度来源，影响最大；重复性实验、标准粉末源的计数效率（ε）、放射性回收率（F）影响较大；水样残渣的总质量（W）、制备样品源所称取的水残渣质量（m）、水样的体积（V）的影响较小。

全智能化压力表检定系统研究与实现

邓芋蓝, 林飞振, 林雁波, 孙涛, 黄锋

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0233

摘要(82)

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PDF(5)

摘要:
为提升压力表的检定效率并减少读数误差，研制了一套全智能化压力表检定系统，该系统由一体化AI识别模型、控制软件和检定装置组成，实现了压力表检定流程的全智能化、自动化。系统的识别模型是基于深度学习网络框架，融合YOLO检测模型、 Paddle OCR模型、文本分类器以及相邻角度读数算法组成的一体化AI模型，不仅可识别压力表图像中指针的读数信息，还可识别压力表的生产厂家、生产编号、精确度等级和单位等基本信息；控制软件基于多线程、异步通信的结构而设计，支持同时与检定装置的多个硬件通信，控制多个压力表同时检定，且支持检定图像和数据的保存，便于后期复核和追溯，还支持将检定结果同步至OA系统，自动化打印检定证书。通过实验验证，结果表明该系统能够准确可靠地同时检定1～6台压力表，相比于人工检定和其他自动化检定系统，该系统智能化程度更大、检定效率更高、读数误差更小，具有实际应用和推广意义。

空间站计量标准器适应性研究地面验证探索

陈阿琴, 刘民, 丁蔚, 金海彬, 王伟

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0172

摘要(66)

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PDF(1)

摘要:
空间计量是保证地外空间测量单位统一、测量准确可靠的技术和管理活动。以研究空间计量为出发点，选用标准电阻器和电压基准器作为研究对象，探索空间应用电学标准器的地面验证试验硬件平台，设计了一套地面验证试验平台，通过对设计平台测量不确定度分析，测量不确定度可以达到10⁻⁵量级，为开展空间计量需求奠定基础，但是该系统仅针对一定范围的实物电阻和特定电压量值进行了验证，对于其他电学标准器的地面验证系统还需进一步研究。

天然气能量计量用在线微型热导气相色谱仪的研制与应用

林俊杰, 邓凡锋, 周理, 许向东, 李志昂, 张婷, 肖炼, 魏东, 潘义

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0078

摘要(82)

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PDF(2)

摘要:
天然气能量计量用微型在线气相色谱仪长期被国外垄断，给我国天然气国际贸易带来不利影响，开展国产化替代具有重要意义。研制了微型色谱进样系统、微型热导检测器、在线发热量计算色谱工作站等多个天然气能量计量关键核心器件（部件），率先在国内开发出具有自主知识产权的高可靠天然气能量计量微型在线气相色谱仪，样机在天然气流量计量站和天然气制氢现场开展了示范应用，分析天然气中N₂、CO₂、C₁～C₆等11个组分的分析周期为2.5 min，天然气中己烷检出限为80 μmol/mol，正丁烷和异丁烷的分离度R为2.0，正丁烷定量重复性为0.30%，4小时仪器稳定性为0.07%。研发的样机通过了6020台时的长期稳定性测试，各项指标能够满足天然气能量计量的需求，实现了微型气相色谱仪的国产化替代，为助力国家天然气能源安全和实现“双碳”战略目标提供了测量技术支撑。

基于MCGS的气体检测报警器检校系统研究

程丽萍, 赵金爽, 李剑, 贺媛媛, 薛岩明, 王海燕

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0074

摘要(80)

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PDF(5)

摘要:
连续在线监测气体检测报警器多数为4～20mA模拟电信号输出，其气体种类复杂、生产厂家较多、规格型号千差万别，且检校过程中接线操作复杂。目前没有检校系统可以有效的开展各种4～20mA模拟电信号输出的报警器的检校，检定效率极低。设计一种基于通用监控系统（MCGS）嵌入式组态软件的检校系统，该检校系统具有普适性，可一次性对多个气体检测报警器电信号进行自动采集、智能处理、结果判断。实验表明，该检校系统采集的电信号准确可靠；通气试验中各通道之间的示值误差分布较为集中，且系统自动运算所得数据与国家检定规程规定方法测得的数据相比，示值误差的总体变化趋势一致，系统自动运算功能提高了气体检测报警器检校工作效率。

基于Fluent DPM模型对污水用超声波流量计精度分析

宋超, 蔡丽枝, 刘鸿滨

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0200

摘要(63)

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PDF(11)

摘要:
针对上游弯管扰乱流场以及污水中颗粒杂质导致超声波衰减问题，基于Fluent Discrete Phase Model（DPM）双向耦合模型进行仿真计算。在污染物浓度为1%情况下，设置4种不同直径的碳酸钙杂质。不同直径杂质的污水中，均出现随着流量点的增大流量系数k值逐渐减小的状况，但在小流量点20 m³/h时，80 μm大颗粒杂质对系数k的影响最大超出了5%，流动速率不足以维持较大的颗粒悬浮在流体中，导致流场中颗粒浓度分布不均，超声波在传播路径上的速度有较大的波动。在压力云图中发现随着颗粒物直径的增加，管道截面上流体速度压力梯度变化较大导致流场波动剧烈，进而影响超声波传播路径上速度的变化，引起流量计产生误差。为了降低大颗粒杂质在下游引起的湍流脉动，在弯角处设置整流器，使用Solidworks建立Laws整流器物理模型。研究发现下游流场更加均匀，速度梯度变化较小，减小了回流涡对超声波在传递路线上的影响。对改善下游流场均匀性，提高超声波流量计在污水中测量精度具有指导意义。

基于双层热膜的壁面剪切应力试验研究

付政伟, 赵龙辉, 张琦, 杨水旺, 江宇璇, 陈小婷

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0242

摘要(180)

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PDF(2)

摘要:
流体壁面剪切应力是精确研究掌握流体流经固体壁面摩擦阻力的直接参量，是评估飞行器设备性能和表面摩擦分布的一个重要参数。精确测量壁面剪切应力对获取飞行器的粘性阻力、优化飞行器结构具有重要意义。针对基于双层热膜技术的壁面剪切应力测量方法的验证，设计了长圆管道空气流动壁面剪切应力试验平台，以验证该方法测量壁面剪切应力的准确性，同时，验证了在不同温差条件下的双层热膜传感器测量壁面剪切应力的准确性和可重复性。在ΔT = 30℃、40℃、50℃、60℃四种温差条件，测量得到的最大壁面剪切应力为1.27 Pa，壁面剪切应力测量的相对合成不确定度为0.50%，测量相对误差小于4%。

中国电力行业碳排放时空分布及影响因素研究

雷少波, 仝晨华, 肖斌, 樊浩研

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0170

摘要(91)

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PDF(3)

摘要:
2020年，中国提出了碳达峰、碳中和的目标，电力行业作为重点行业，其碳排放量是能否实现碳达峰、碳中和的重要因素。为分析中国电力行业碳排放特点及影响因素，利用传统统计方法对碳排放的时空计量数据进行分析，并利用灰色关联度分析法对电力行业不同能源的碳排放计量数据进行分析。从时间数据来看，我国电力行业碳排放量逐年上升，增长率持续波动；从空间数据来看，环渤海地区的电力行业碳排放量始终处于较高水平，内蒙古、新疆的电力行业碳排放量水平呈现上升趋势，江浙沪地区的电力行业碳排放量水平呈现下降趋势；从灰色关联度分析结果来看，原煤、其他石油产品、焦炉煤气、其他天然气的碳排放量对于电力行业的碳排放量影响比较大。

基于LAMP技术的等温PCR仪校准试剂研究

陈娴, 吴枭, 王志栋, 高运华

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0203

摘要(38)

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PDF(4)

摘要:
针对市场上对等温聚合酶链式反应分析仪(PCR仪)校准的迫切需求，研发基于环介导等温扩增(LAMP)技术的等温PCR仪校准试剂和标准体系，以荧光定量PCR仪校准用标准物质(GBW(E)091100-091108)特异性量值和特异性序列为标准，设计LAMP基础引物(F3、B3、FIP、BIP)和环引物(LF、LB)，优化筛选最佳基础引物和环引物，确定最佳反应温度，考察试剂盒对应标准物质浓度梯度范围、灵敏度和重复性等，并在市售等温PCR仪上进行校准试剂性能验证。结果显示，LAMP校准试剂盒的最佳反应温度为65℃，标准物质范围覆盖7个数量级(10⁰～10⁶ copies/μL)，灵敏度可达10⁰ copies/μL，重复性好。建立的基于LAMP技术的等温PCR仪校准试剂适用于等温PCR仪的计量校准测试，支撑等温PCR仪的性能评价及市场监管，为国家等温PCR仪相关计量校准规范的制定和实施奠定基础。

重量法PM_2.5/PM₁₀颗粒物自动监测仪校准方法研究

张文阁, 刘巍, 赵亮, 陈金玚, 周欢欢

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0179

摘要(70)

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PDF(8)

摘要:
为确保环境颗粒物PM_2.5/PM₁₀监测数据的准确可靠，针对重量法PM_2.5/PM₁₀颗粒物自动监测仪溯源方法进行了研究。通过对监测仪结构和工作原理的分析，确定了影响其测量准确度并能够体现此类仪器共性特征的参数和关键技术。介绍了采样单元、恒温恒湿模块、称重模块和滤膜除静电模块等关键模块的功能、参数以及其中影响仪器测量准确性的因素，研究了仪器的校准方法，提取了对应的计量性能参数，并且对计量性能参数的指标进行了规定，以市场占有率较高的监测仪为典型，通过大量试验验证了制定计量性能参数指标的合理性和测试方法的可行性，同时分析了校准过程的影响因素，给出了关键参数校准结果的不确定度评定方法，为进一步推动制定相应的技术规范，指导该类仪器校准数据的准确、有效奠定了基础。

一种基于快速迭代自适应算法的毫米波雷达波达角高精度测量方法

于丹阳, 杜磊

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0198

摘要(142)

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PDF(25)

摘要:
迭代自适应算法(Iterative Adaptive Algorithm, IAA)是一种超分辨算法，广泛用于毫米波雷达波达角(Direction Of Arrival, DOA)的高精度测量之中。然而，传统的IAA存在算法复杂、计算结果迟滞的问题，难以适用于对实时性要求较高的场景。此外，为了解决信源位置与网格字典不匹配而导致角度测量误差较大的问题，常采用网格细化的方法，这将进一步加剧IAA计算缓慢的问题。针对上述问题，提出了一种快速迭代自适应算法(Fast Iterative Adaptive Algorithm, FIAA)。FIAA采用粗细网格分次测量信源角度。首先在全空域内进行粗网格划分并使用IAA计算出真实信源的潜在区域，然后在信源潜在区域内进行细网格划分并更新信号方向矩阵，最后使用具有正则化协方差矩阵的IAA对信源角度进行高精度测量。实验结果表明， FIAA可以有效避免对非信源潜在区域的扫描与计算，计算耗时至少降低为IAA的4%，并在信噪比高于0dB时与IAA的计算精度基本一致，适用于高实时、高精度的毫米波雷达波达角测量场景之中。

机动车鸣笛监测系统的检定方法研究

唐嘉豪, 周长华, 李林

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0165

摘要(89)

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PDF(3)

摘要:
机动车鸣笛监测系统作为非现场执法系统，是交警部门对查处机动车违法鸣笛行为的一种有效执法手段，其抓拍结果的可靠性需要受到广泛关注。从机动车鸣笛监测系统的声源定位算法原理出发，分别对国家检定规程中的检定项目：声压级测量误差、空间分辨力、定位误差、有效识别区域和声光图像时间一致性进行测量。通过分析不同频率不同位置声源的定位结果得到鸣笛监测系统的相关规律，结果表明声压级测量应在消声室进行检定以避免不必要的声反射；空间分辨力在不同频率与分辨角度存在反比例关系；定位误差由于Y方向受距离衰减影响较大，所以Y方向定位误差比X方向大。

基于MCM的pH计检定仪电阻测量不确定度的评定

李翔

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0197

摘要(44)

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摘要:
pH计检定仪作为检定校准pH（酸度）计、离子计、自动电位滴定仪等仪器电计部分的计量标准装置，在电化学计量领域中起到重要作用。随着JJG 919-2023《pH计检定仪检定规程》的发布，其规程一直未提供pH计检定仪高阻器电阻测量结果的不确定度的有关内容。通过运用国际通用的不确定度评定方法（GUM法）与蒙特卡洛方法（MCM法）对pH计检定仪高阻器的阻值测量结果进行不确定度评定。首先，采用GUM法对高阻器阻值的测量不确定度进行评定，通过采用MCM alchimia软件来对MCM法对其测量结果的不确定度评定。为了验证MCM alchimia软件对MCM法的有效性，使用运算和可视化更为完善的MATLAB软件对其MCM法以及自适应MCM法计算结果的比较，结果表明MCM alchimia软件计算得到的不确定度结果与MATLAB编程所得到的不确定度结果是一致的。另外，通过采用JJF1059.2-2012中用MCM法验证GUM法结果的方法，对GUM法评定pH计检定仪高阻器阻值测量结果不确定度的适用性，结果未能通过验证。因此，应用MCM法并通过MCM alchimia软件在pH计检定仪高阻器电阻测量不确定度评定方法的标准化提供参考。

全自动紫外测油仪的开发及应用

郭波, 周莉, 张森, 刘传荣, 隋峰, 杨中元

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0205

摘要(80)

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PDF(1)

摘要:
根据中华人民共和国国家环境保护标准HJ 970-2018《水质石油类的测定紫外分光光度法（试行）》的测试要求，分析研究紫外分光光度法测油原理，自动化和集成化设计进样系统、萃取系统、吸附过滤系统和检测系统，研制出新型全自动紫外测油仪。重点介绍仪器结构、原理、使用及维护。通过参考JJF（闽）1141-2023《紫外测油仪校准规范》对仪器进行校准，在（0.0～16.0）mg/L测量范围时，仪器测量线性为0.9999；在测量值不大于2 mg/L时，以1.0 mg/L为例，测得仪器示值误差为−0.042 mg/L；在测量值大于2 mg/L时，以4.0 mg/L、8.0 mg/L和16.0 mg/L为例，测得仪器示值误差分别为−3.6%、−2.2%和−1.7%。此外，还对仪器重复性、最小检出浓度、零点漂移和示值漂移等项目进行了校准。通过以上各项校准实验验证仪器性能指标优良。环保工作者通过使用全自动紫外测油仪，能够降低工作强度，提高工作效率，减少有机物危害，确保环境监测工作准确高效。

电解质溶液渗透系数理论在水分活度等物理化学特性量计量中的应用

王海峰, 李佳

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0191

摘要(113)

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PDF(1)

摘要:
渗透系数（ϕ）反映了电解质溶液中溶剂偏离理想溶液的程度。渗透系数可采用蒸气压法和电动势法等多种方法测定。美国国家标准局统计了已发表的数据，以每种电解质溶液的多套科学数据的平均值，作为该电解质溶液的渗透系数的标准值，并给出了渗透系数的标准偏差。该渗透系数的标准数据以德拜-休克尔公式的形式表达，方便使用者代入电解质溶液的质量摩尔浓度计算对应的渗透系数。渗透系数可用于计算电解质溶液的水分活度、冰点和渗透压摩尔浓度，从而为相关特性量标准溶液定值，分别用于校准相关特性量的测量仪器。在众多的电解质中，最常用的是氯化钠。国际标准和国家标准规定的上述特性量的标准值，和根据渗透系数标准数据计算得到的结果一致性良好。根据渗透系数标准数据计算相关特性量的标准值，能够通过渗透系数标准数据间接地溯源至蒸气压和电动势等量值的SI单位。

稻谷品种对电容法谷物水分测定仪测量准确度的影响

崔体运, 沈淘淘, 邬昕, 刘宇明, 张文东

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0106

摘要(88)

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PDF(4)

摘要:
电容法谷物水分测定仪作为快速测量谷物水分的仪器，广泛应用于粮食的贸易结算环节，属于国家实施强制管理的计量器具之一。基于电容法测量原理的水分仪，稻谷含水率的测量准确度受到诸多因素影响。对稻谷品种这一影响因素作相关试验研究分析。通过在含水率约11.5%、16.5%两个水分点，使用3台电容法水分仪分别对7种不同品种的稻谷进行含水率测量试验，结果表明稻谷品种对电容法谷物水分仪的测量准确度有显著影响，不宜使用同一台水分仪对不同品种的稻谷进行含水率测量。

香草扁桃酸和高香草酸的检测现状及标准化展望

余林涛, 成龙, 康世越, 张乔轩, 韩丽乔, 展敏, 张鹏伟, 严君

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0136

摘要(78)

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PDF(8)

摘要:
高香草酸(homovanillic acid , HVA)和香草扁桃酸(vanillylmandelic acid , VMA)是儿茶酚胺的终末代谢产物。检测尿液中的HVA和VMA不仅可以间接反应体内儿茶酚胺的分泌情况，而且对神经母细胞瘤和嗜铬细胞瘤等中枢神经系统疾病的早期诊断及鉴别具有重要的意义。目前虽已有许多检测HVA和VMA的方法，但在相同和不同的机构间检测同一样本所测得的检验结果存在较大差异。因此，建立参考方法、确立参考系统、实现HVA和VMA检测结果的准确与可比、实现检测结果的溯源和检验标准化是临床检验领域中新的目标与挑战。综述了检测HVA和VMA的临床意义、检测方法、以及标准化现状。

血清中乳酸含量的测定及不确定度评定

朱天翼, 丁敏, 段嫚雷, 孟娇然

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0353

摘要(286)

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PDF(15)

摘要:
建立一种同位素稀释-气相色谱-质谱法测定血清中乳酸含量的方法，并对测量结果的不确定度进行评定。在血清样品中加入乳酸钠同位素标记物作为内标，样品经前处理及硅烷化衍生后，在选择离子扫描模式下用气相色谱串联质谱仪检测。采用建立的方法对五种不同浓度水平的血清中乳酸进行定量分析，结果表明方法线性良好，相关系数 $ r > 0.999 $，平均加标回收率为 101.2%～102.6%，相对标准偏差为 0.16%～0.59%（n = 6），五种浓度水平的血清中乳酸含量分别为1.16、2.01、5.50、10.02、15.63 mmol/L，结果的相对扩展不确定度 U_rel 均小于 3.0%（k = 2）。方法重复性好、准确度高、结果可靠，可用于临床血清样品中乳酸含量的准确检测。

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