趙毅峰，李維嘉，錢建國

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 裝備科，上海 200040

離心機(jī)轉(zhuǎn)速的計量檢測

趙毅峰，李維嘉，錢建國

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 裝備科，上海 200040

離心機(jī)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、檢驗醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等實驗室中，因其是樣本檢測前處理過程中重要的處理步驟，離心機(jī)的優(yōu)劣直接影響到檢驗結(jié)果。為了能夠?qū)﹄x心機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量及評價，本文參照《JJG326-2006轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定規(guī)程》，使用FLUKE公司型號為931型的組合式轉(zhuǎn)速表對離心機(jī)進(jìn)行檢測，通過對不同離心機(jī)的檢測，總結(jié)檢測方法，并對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，對離心機(jī)的精度進(jìn)行合理評價。

離心機(jī)；轉(zhuǎn)速檢測；離心精度

0 前言

離心機(jī)是利用離心力，分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機(jī)械。離心機(jī)主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開；它也可用于排除濕固體中的液體；特殊的超速管式分離機(jī)還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機(jī)還可對固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級。離心機(jī)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、檢驗醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等實驗室中，因其是樣本檢測前處理過程中重要的處理步驟，離心機(jī)直接影響到檢驗結(jié)果，所以，有必要對離心機(jī)進(jìn)行定期檢定，確保其離心精度。

1 檢測條件及工具

1.1 測量依據(jù)

由于國家沒有專門制訂針對離心機(jī)的校準(zhǔn)規(guī)程，所以按照離心機(jī)的工作原理，可以參照《JJG326-2006轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定規(guī)程》對離心機(jī)進(jìn)行計量檢定。

1.2 測量環(huán)境

測量環(huán)境溫度為20℃，相對濕度約為55%。

1.3 檢測工具

本次檢定過程使用FLUKE公司生產(chǎn)的931型組合式轉(zhuǎn)速計，其光學(xué)非接觸式測量量程為1~99999 r/min；接觸式計量量程為1~19999 r/min；精度為±0.02%讀數(shù)。

為了確保檢定過程的安全有效，應(yīng)至少有2名或2名以上有資質(zhì)的檢定人員參與檢定過程。在檢定前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)速表是否能夠正常運行，并準(zhǔn)備扳手、螺絲刀、剪刀等必要的維修工具，以備在檢定過程中對離心機(jī)進(jìn)行必要的拆卸或簡單的維修。

2 檢測方法

（1）在檢定前應(yīng)對離心機(jī)生產(chǎn)廠家、儀器型號、轉(zhuǎn)速范圍、出廠編號等相關(guān)信息進(jìn)行記錄，以便之后對檢定結(jié)果的查詢與分析。

（2）在開始檢測前應(yīng)合理選擇被檢離心機(jī)的檢測點，選擇檢測點時應(yīng)首先選取被測離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速，然后應(yīng)選擇使用者較常用的轉(zhuǎn)速，最后按照線性原則選擇其余檢測點，檢測點應(yīng)＞3點，并盡可能多，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

質(zhì)控與計量

QUALITY CONTROL & MEASUREMENT

（3）FLUKE公司型號為931的組合式轉(zhuǎn)速表是通過在被測量轉(zhuǎn)軸上設(shè)定反射記號，而后獲得光線反射信號來完成物體轉(zhuǎn)速測量的。反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的光源會對被測轉(zhuǎn)軸發(fā)出光線，光線透過透鏡和半透膜入射到被測轉(zhuǎn)軸上，而當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，反射記號對光線的反射率就會發(fā)生變化。反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)裝有光敏元件，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動反射率增大時，反射光線會通過透鏡投射到光敏元件上，反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器即可發(fā)出一個脈沖信號，而當(dāng)反射光線隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動到另一位置時，反射率變小光線變?nèi)酰饷粼o法感應(yīng)，即不會發(fā)出脈沖信號。所以，在檢測前還應(yīng)在離心機(jī)轉(zhuǎn)動臂或軸上選擇合適的位置粘貼反射記號，粘貼的位置應(yīng)為轉(zhuǎn)速表最容易照射到的位置。通常離心機(jī)生產(chǎn)廠商在離心機(jī)蓋上設(shè)計1個透明有機(jī)玻璃窗口，這種離心機(jī)只要在能經(jīng)過該窗口下方的任意轉(zhuǎn)動臂上粘貼反射記號即可。但也有許多離心機(jī)制造廠商沒有設(shè)計窗口，為了能夠達(dá)到檢測的目的，又必須確保檢測人員的安全，對于小容量無窗口離心機(jī)可以制作一塊較厚，并可以覆蓋離心機(jī)倉口的有機(jī)玻璃片，此時反射記號可以粘貼在方便照射的任意轉(zhuǎn)動位置，在檢測時必須同時有2人壓住有機(jī)玻璃板，保證檢測過程的安全性；若無窗口離心機(jī)為大容量離心機(jī)，為保證安全，不能在開蓋的情況下檢測，如有必要，可拆開儀器，若能夠暴露轉(zhuǎn)動軸下端，也可將反射記號貼在轉(zhuǎn)動軸下方進(jìn)行檢測，若仍無法暴露轉(zhuǎn)動軸，最好要求原廠家檢測，或送專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測。

3 檢定結(jié)果（表1）4 檢測結(jié)果分析

4.1 轉(zhuǎn)速誤差率

轉(zhuǎn)速誤差率是衡量離心機(jī)轉(zhuǎn)速精度的簡單指標(biāo)，其范圍一般以廠家出廠標(biāo)準(zhǔn)為參考，若誤差率超出廠家標(biāo)準(zhǔn)值就應(yīng)進(jìn)行維修或校準(zhǔn)。

轉(zhuǎn)速誤差率A計算：

式中：n為轉(zhuǎn)速檢測值；n0為檢定點的標(biāo)稱轉(zhuǎn)速。Y1的轉(zhuǎn)速誤差率，見表2。

表1 離心機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)檢測結(jié)果（r/min）

表2 Y1的轉(zhuǎn)速誤差率

表3 檢測點10次檢測數(shù)據(jù)（單位：r/min）

表5 檢定點的擴(kuò)展不確定度

4.2 檢測數(shù)據(jù)

使用轉(zhuǎn)速計對選定的常用轉(zhuǎn)速點進(jìn)行測量，測量顯示時間在3~10 s之間，為了分析該檢測方法的轉(zhuǎn)速相對擴(kuò)展不確定度，對每個測定點重復(fù)測量10次，并記錄數(shù)據(jù),見表3。

4.3 檢定點10次檢定值的平均值

式(2)中: ni為檢定點轉(zhuǎn)速10次檢定值，r/min； N為檢定點的測量次數(shù)。檢定點的平均值，見表4。4

表4 檢定點平均值

.4 檢定點的擴(kuò)展不確定度

為了評價本次檢測方法示值的不確定程度，需要計算每個檢定點的擴(kuò)展不確定度：

式中：n0為檢定點的標(biāo)稱轉(zhuǎn)速，k為置信系數(shù)，k=3。

經(jīng)過公式(2)~(6)的計算，得到最終結(jié)果，假設(shè)檢測值為N1，檢測擴(kuò)展不確定度，見表5。

5 小結(jié)

通過參照《JJG326-2006轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定規(guī)程》，總結(jié)對不同離心機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測方案，并通過檢測結(jié)果的分析，對離心機(jī)轉(zhuǎn)速精度以及檢測方案的擴(kuò)展不確定度進(jìn)行評價，為離心機(jī)轉(zhuǎn)速精度檢測給出合理方案。

[1] JJG326-2006,轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定規(guī)程[S].北京:中國計量出版社,2000.

[2] JJF1059-1999,測量不確定度評定與表示[S].北京:中國計量出版社,1999.

[3] 張淑瓊.微量離心機(jī)測定紅細(xì)胞壓積時間轉(zhuǎn)速及儀器使用的探討[J].中華現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)雜志,2005,3(1):66-67.

[4] 孫祝嶺.正態(tài)分布變差系數(shù)的置信區(qū)間[J].兵工學(xué)報,2009,(7):911-914.

[5] 程環(huán),史俊富,江建華,等.離心機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度測試裝置的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2005,(1):17-18,36.

[6] JJG1027-91,測量誤差及數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范[S].

[7] 楊尚游.離心機(jī)速度不穩(wěn)的故障排除[J].醫(yī)療裝備,2004,(10):3.8] 陳仕均,唐海蓉,張兆沛,等.離心機(jī)的原理、操作及維護(hù)[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器, 2010,(3):151-154.

Research on Metrology of Centrifuge Revolution Speed

ZHAO Yi-feng, LI Wei-jia,QIAN Jian-guo
Equipment Department, Huashan Hospital Aff i liated to Fudan University,Shanghai 200040, China

TQ051.8+4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.08.020

1674-1633(2012)08-0067-03

2012-03-02

作者郵箱：Saxophone0417@163.com

Abstract: Nowadays, centrifuges have been widely used in kinds of laboratories, such as biology, clinical medicine, laboratory medicine, biochemistry. Since it is an important processing step before sample pretreatment process, whether the centrifuge is good or not has direct impact on test results. In order to measure and evaluate the revolution speed of the centrifuge, this paper refers to JJG326-2006 regulations verif i cation of standard equipment for revolution speed , in which model 931 modular speed table from FLUKE is used to test the centrifuge. Through different centrifuge tests, this paper summarizes the test methods, analyzes the test results and evaluates the accuracy of centrifuges.

Key words: centrifuge; revolution speed test; centrifuges accuracy