王智慧 李雙定

【摘要】林格曼黑度計是環(huán)保部門及工礦企業(yè)對環(huán)境污染和能源節(jié)約進行監(jiān)測的專用儀器，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、工礦生產(chǎn)等領(lǐng)域。本文根據(jù)不同類型的林格曼黑度計提出不同的校準(zhǔn)方法，旨在為規(guī)范、準(zhǔn)確地校準(zhǔn)不同類型的林格曼黑度計提供技術(shù)依據(jù)，供相關(guān)人員參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】林格曼黑度計；校準(zhǔn)方法；林格曼煙氣黑度圖

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.04.016

Study on Calibration Method of Ringelmann Blackness Meter

WANG Zhihui， LI Shuangding

（Guangxi Research Institute of Metrology & Test， Nanning 530007， China）

Abstract： Ringman blackness meter is a specialized instrument used by environmental protection departments and industrial and mining enterprises to monitor environmental pollution and energy conservation， widely used in fields such as environmental protection and industrial and mining production. This article proposes different calibration methods based on different types of Ringmann blackness meters， aiming to provide technical basis for standardized and accurate calibration of different types of Ringmann blackness meters， and provide reference for relevant personnel.

Key words： Ringelmann blackness meter； calibration method； Rringelmann smoke blackness map

林格曼黑度計又稱林格曼煙度計、林格曼測煙望遠(yuǎn)鏡等，它是通過林格曼煙氣黑度圖法來測定固定污染源排放煙氣黑度的設(shè)備，是隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高而研發(fā)的煙氣林格曼黑度分析設(shè)備。該設(shè)備是供環(huán)保部門及工礦企業(yè)對環(huán)境污染和能源節(jié)約進行監(jiān)測的專用儀器。作為環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)和重要保障，儀器設(shè)備應(yīng)按照要求進行檢定或校準(zhǔn)，以保證設(shè)備量值的有效性，進而保障后期使用過程中的穩(wěn)定性、一致性和準(zhǔn)確性。

目前，國內(nèi)在林格曼黑度計量值溯源方面尚無相應(yīng)的國家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范作為依據(jù)。各地計量機構(gòu)或檢測機構(gòu)對林格曼黑度計校準(zhǔn)依據(jù)的方法雖不盡相同，但大多采用的校準(zhǔn)方法是使用林格曼黑度圖與林格曼黑度計內(nèi)嵌的林格曼黑度標(biāo)準(zhǔn)板進行比對測量?，F(xiàn)有方法存在諸多弊端，如對不同種類的林格曼黑度計的校準(zhǔn)方法描述不夠全面，測量精度較低，所使用的林格曼黑度圖大多為林格曼黑度計生產(chǎn)廠家自制，作為標(biāo)準(zhǔn)器林格曼黑度等級和測量范圍與林格曼黑度計內(nèi)嵌黑度圖相同，且誤差范圍大、準(zhǔn)確度低，只能作為比對參考，不能滿足量值溯源的基本條件。因此，本文將林格曼黑度計從測量原理上進行區(qū)分，針對不同類型的林格曼黑度計給出具有針對性的校準(zhǔn)方法，以及對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)器提出要求。

林格曼黑度計按其測量原理可以分為目視黑度計（目視煙塵望遠(yuǎn)鏡，以下稱為A類）和光電式黑度計（光電式煙塵望遠(yuǎn)鏡，以下稱為B類）。

1A類林格曼黑度計的校準(zhǔn)

A類林格曼黑度計可分為雙目望遠(yuǎn)系統(tǒng)和單目望遠(yuǎn)系統(tǒng)。原理是把通用的標(biāo)準(zhǔn)林格曼煙氣濃度圖縮制在一塊玻璃上，將從望遠(yuǎn)鏡目鏡中看到的煙羽黑度與林格曼煙氣濃度圖直接作對比，進而對煙氣黑度進行監(jiān)測，確定煙氣的黑度等級。如圖1所示。

此類林格曼黑度計的校準(zhǔn)存在兩種情況，一種為內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板可拆卸，另一種為內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板不可拆卸。為提高測量準(zhǔn)確度，應(yīng)分別采用不同方法進行校準(zhǔn)。

1.1內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板可拆卸時林格曼黑度計的校準(zhǔn)方法

在內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板可拆卸的情況下，應(yīng)將玻璃光學(xué)分劃板取出，使用影像儀等測量設(shè)備對其林格曼黑度圖中不同等級進行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法及計算方式如下。

以某企業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板可拆卸的林格曼黑度計為例，使用影像測量儀測量2級林格曼黑度的數(shù)據(jù)見表1。

相對于比對測量只能給出符合范圍，依據(jù)此方法進行校準(zhǔn)能夠給出準(zhǔn)確的校準(zhǔn)結(jié)果，校準(zhǔn)方法更為準(zhǔn)確可靠。

1.2內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板無法取出時林格曼黑度計的校準(zhǔn)方法

對于內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板無法取出的林格曼黑度計，仍將采用比對測量的方式進行校準(zhǔn)。但傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)林格曼煙氣黑度圖只具備0級、1級、2級、3級、4級、5級，同被測林格曼黑度計的黑度等級相同，只能在兩個等級之間進行比較，無法得到更為準(zhǔn)確的測量結(jié)果，因此應(yīng)對所使用的標(biāo)準(zhǔn)林格曼煙氣黑度圖提出更高的要求。除0級和5級外，在其余每個等級標(biāo)準(zhǔn)板的前后分別增加0.25級標(biāo)準(zhǔn)板，提高比對精度。

具體校準(zhǔn)方法為：將林格曼黑度計的測量光路對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)林格曼煙氣黑度圖，目視測量。除0級全白與5級全黑可直接判斷外，以1級為標(biāo)準(zhǔn)點分別對0.75級、1級、1.25級標(biāo)準(zhǔn)板進行比較測量；2級為標(biāo)準(zhǔn)點分別對1.75級、2級、2.25級標(biāo)準(zhǔn)板進行比較測量；3級為標(biāo)準(zhǔn)點分別對2.75級、3級、3.25級標(biāo)準(zhǔn)板進行比較測量；4級為標(biāo)準(zhǔn)點分別對3.75級、4級、4.25級標(biāo)準(zhǔn)板進行比較測量。以此判斷其誤差范圍，縮小了范圍區(qū)間，提高了測量準(zhǔn)確性。

以某企業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板不可拆卸的林格曼黑度計為例，測量1～4級林格曼黑度的結(jié)果見表2。

2B類林格曼黑度計的校準(zhǔn)方法

利用光學(xué)傳感器來對目標(biāo)測量，采用光電轉(zhuǎn)換及微機新技術(shù)，用微電腦模擬林格曼煙氣黑度圖進行對比測量。對煙氣黑度進行自動監(jiān)測打印記錄，所有數(shù)據(jù)通過微機快速處理，按顯示結(jié)果或打印記錄的數(shù)據(jù)即可確定被測煙氣的林格曼黑度等級。

2.1B類林格曼黑度計示值誤差的校準(zhǔn)

應(yīng)注意，標(biāo)準(zhǔn)林格曼煙氣黑度圖同樣需要進行量值溯源，校準(zhǔn)方法可參考前文玻璃光學(xué)分劃板的校準(zhǔn)方法。

2.2B類林格曼黑度計測量重復(fù)性的校準(zhǔn)

3結(jié)束語

以上研究基本覆蓋了不同類型林格曼黑度計量值溯源所對應(yīng)的校準(zhǔn)方法。林格曼黑度計作為一種廣泛使用在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的專用儀器，在實際應(yīng)用中需要進行校準(zhǔn)以保證其精度和可靠性。

【參考文獻】

[1]通用計量術(shù)語及定義：JJF 1001—2011[S].

[2]固定污染源排放煙氣黑度的測定林格曼煙氣黑度圖法：HJ/T 398—2007[S].

【作者簡介】

王智慧，男，1984年出生，高級工程師，碩士，研究方向為計量檢定。

李雙定，女，1982年出生，高級工程師，碩士，研究方向為計量檢定。

（編輯：李加鵬）