孔小平，李佳，李博

(河南省計(jì)量科學(xué)研究院，鄭州 450008)

火災(zāi)探測(cè)器濾光片校準(zhǔn)方法＊

孔小平，李佳，李博

(河南省計(jì)量科學(xué)研究院，鄭州 450008)

以紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器建立火災(zāi)探測(cè)器濾光片校準(zhǔn)方法?；鹧嫣綔y(cè)器紫外濾光片校準(zhǔn)選擇波長(zhǎng)范圍150～300 nm進(jìn)行光譜掃描，測(cè)量濾光片在紫外區(qū)域的透射比；紅外濾光片校準(zhǔn)選擇波長(zhǎng)范圍800～1 100 nm進(jìn)行光譜掃描，測(cè)量濾光片在紅外區(qū)域的透射比。線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片校準(zhǔn)波長(zhǎng)掃描范圍設(shè)置為700～1 100 nm，取850～950 nm透射比平均值計(jì)算減光值?；鹧嫣綔y(cè)器紫外濾光片校準(zhǔn)結(jié)果為220，240，260，280 nm波長(zhǎng)下的透射比，紅外濾光片校準(zhǔn)結(jié)果為850，900，950，1 000 nm波長(zhǎng)下的透射比，不作合格性判定。線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片減光值標(biāo)稱(chēng)值為0.4，0.9 dB時(shí)，誤差不超過(guò)±0.1 dB；減光值標(biāo)稱(chēng)值為10.0 dB時(shí)，誤差不超過(guò)±1.0 dB。

濾光片；火災(zāi)探測(cè)器；校準(zhǔn)

火災(zāi)探測(cè)器用于火災(zāi)報(bào)警，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全起著不可估量的作用［1–4］。常用火災(zāi)探測(cè)器主要有火焰探測(cè)器和線(xiàn)型光束探測(cè)器［5–10］。火焰探測(cè)器有兩種：一種是對(duì)波長(zhǎng)較短的光輻射敏感的紫外探測(cè)器，如GB 12791–2006點(diǎn)型紫外火焰探測(cè)器［11］，與之配套使用的濾光片為紫外濾光片；另一種是對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光輻射敏感的紅外探測(cè)器，如GB 15631–2008 特種火災(zāi)探測(cè)器［12］中的點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器，與之配套使用的濾光片為紅外濾光片。線(xiàn)型光束探測(cè)器利用減光原理探測(cè)煙霧多少，通過(guò)煙霧減少紅外發(fā)光器發(fā)射到紅外收光器的光束光量來(lái)判定火災(zāi)情況，如 GB 14003–2005［13］線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器，與之配套使用的濾光片為近紅外波段濾光片。與火災(zāi)探測(cè)器配套使用的濾光片又稱(chēng)減光片，用于透過(guò)特定波長(zhǎng)的光線(xiàn)，檢測(cè)探測(cè)器的響應(yīng)閾值，評(píng)價(jià)探測(cè)器性能。在探測(cè)器的使用過(guò)程中，需要隨時(shí)保證探測(cè)器的響應(yīng)閾值符合標(biāo)準(zhǔn)要求，所以有必要對(duì)濾光片的光學(xué)特性進(jìn)行校準(zhǔn)。目前此類(lèi)濾光片的校準(zhǔn)溯源沒(méi)有統(tǒng)一的方法和依據(jù)，GB 12791–2006，GB 15631–2008，GB 14003–2005 等有關(guān)火災(zāi)探測(cè)器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，不同的火災(zāi)探測(cè)器所配套使用的濾光片各不相同，校準(zhǔn)時(shí)需要根據(jù)濾光片的使用特點(diǎn)來(lái)確定校準(zhǔn)方法，從而給此類(lèi)濾光片的校準(zhǔn)帶來(lái)困擾。筆者對(duì)常用火災(zāi)探測(cè)器測(cè)量原理及濾光片的光學(xué)特性進(jìn)行整理，探討火災(zāi)探測(cè)器濾光片的校準(zhǔn)方法及量值溯源問(wèn)題。

1 火災(zāi)探測(cè)器濾光片的校準(zhǔn)原理

1.1 火焰探測(cè)器濾光片

火焰探測(cè)器濾光片有紫外濾光片和紅外濾光片兩種，用于衰減光線(xiàn)，為中性濾光片。紫外濾光片應(yīng)用于對(duì)短波進(jìn)行檢測(cè)的紫外探測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)小于300 nm的紫外光線(xiàn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，點(diǎn)型紫外火焰探測(cè)器減光片可通過(guò)波長(zhǎng)大于200 nm、小于300 nm的紫外輻射，其透過(guò)率視具體要求而定；紅外濾光片應(yīng)用于對(duì)紅外波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)的紅外探測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)大于800 nm的紅外線(xiàn)，點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器減光片可通過(guò)波長(zhǎng)大于850 nm、小于1 050 nm的紅外輻射，其透過(guò)率視具體試驗(yàn)要求而定。

校準(zhǔn)時(shí)測(cè)定濾光片在規(guī)定波長(zhǎng)下的透射比，判定其是否符合儀器使用要求。

1.2 線(xiàn)型光束探測(cè)器濾光片

線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片(減光片)為中性密度濾光片(衰減片)，用于模擬煙霧多少，利用濾光片減少紅外發(fā)光器發(fā)射到紅外收光器的光束光量來(lái)確定探測(cè)器的響應(yīng)閾值，感光范圍一般為700～1 100 nm近紅外區(qū)。當(dāng)紅外波段不同波長(zhǎng)的光通過(guò)濾光片后，均按同一比例衰減，使得光學(xué)元件在寬波段內(nèi)保持近似于相等的光能量透過(guò)率。濾光片的特征量值減光值A(chǔ)按式(1)計(jì)算。

式中：A——濾光片減光值，dB；

I0——無(wú)濾光片時(shí)接收的光強(qiáng)度；

I——濾光片減光后接收的光強(qiáng)度。

在確定減光片的減光值時(shí)，以上公式可轉(zhuǎn)換為A=10lg(1/τ)，其中τ為減光片的透射比。GB 14003–2005規(guī)定了一般工業(yè)與民用建筑中安裝使用的線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器的生產(chǎn)要求及試驗(yàn)方法，規(guī)定探測(cè)器的響應(yīng)閾值應(yīng)不小于1.0 db、不大于10 db，所以線(xiàn)型光束感煙探測(cè)器濾光片(減光片)減光值多為0.4，0.9，10 dB 3種，或根據(jù)要求確定減光值。

線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片校準(zhǔn)時(shí)，波長(zhǎng)范圍可選擇700～1 100 nm，將此波長(zhǎng)范圍測(cè)得的透射比按公式(1)轉(zhuǎn)換為減光值。

2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及校準(zhǔn)步驟

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器：Cary 5000型紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)，美國(guó)安捷倫科技有限公司，波長(zhǎng)范圍為175～3 300 nm，透射比范圍為0～100%，透射比最大允許誤差為±0.3%。

校準(zhǔn)條件：環(huán)境溫度為(23±5)℃，相對(duì)濕度不大于65%，保存和工作環(huán)境中不應(yīng)有可能導(dǎo)致濾光片或其膜層腐蝕的氣體。

校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備：(1)對(duì)濾光片表面進(jìn)行清潔處理；(2)紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)按使用要求開(kāi)機(jī)，預(yù)熱30 min，根據(jù)濾光片類(lèi)型、配套儀器測(cè)量原理選擇波長(zhǎng)掃描范圍，光譜帶寬為2.0 nm，以1 nm步長(zhǎng)校準(zhǔn)100%基線(xiàn)。

校準(zhǔn)項(xiàng)目：濾光片在規(guī)定波長(zhǎng)下的透射比、重復(fù)性。

校準(zhǔn)方法：在測(cè)量窗口位置放置濾光片，以空氣為參比，掃描減光片測(cè)量波段的透射比值［14］，重復(fù)3次測(cè)量；有固定入射光方向的濾光片以90°方向改變位置，測(cè)量3次，取6次平均值為透射比測(cè)量結(jié)果，3次測(cè)量值最大值與最小值之差為測(cè)量重復(fù)性。無(wú)固定方向的濾光片正反交替改變?nèi)肷涔夥较蚍胖脺y(cè)量樣品，各測(cè)量3次，6次測(cè)量平均值為透射比測(cè)量結(jié)果，同方向3次測(cè)量值最大值與最小值之差為測(cè)量重復(fù)性。

3 火焰探測(cè)器濾光片的校準(zhǔn)及結(jié)果判定

3.1 紫外濾光片

3.1.1 校準(zhǔn)方法

濾光片衰減紫外輻射，主要通過(guò)波長(zhǎng)200～300 nm的紫外輻射，選擇波長(zhǎng)范圍為150～300 nm進(jìn)行光譜掃描，測(cè)量濾光片在紫外區(qū)域的透射比(見(jiàn)圖1)。

圖1 點(diǎn)型紫外火焰探測(cè)器減光片光譜圖

根據(jù)圖1光譜掃描結(jié)果，圖1(a)濾光片減光范圍寬，圖1(b)濾光片透過(guò)的紫外光線(xiàn)明顯多于圖1(a)濾光片。由于不同廠家對(duì)濾光片的規(guī)定有差別，此類(lèi)濾光片在200～300 nm范圍的透射比變化大。

3.1.2 校準(zhǔn)結(jié)果判定原則

根據(jù)GB 12791–2006的要求，濾光片應(yīng)通過(guò)200～300 nm的光線(xiàn)，透射比未作具體規(guī)定，對(duì)此類(lèi)濾光片分別給出不同波長(zhǎng)下的透射比及透射比的不確定度，不作合格性判定，由用戶(hù)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判定濾光片是否滿(mǎn)足使用要求。可選擇波長(zhǎng)點(diǎn)為220，240，260，280 nm。

3.2 紅外濾光片

3.2.1 校準(zhǔn)方法

通過(guò)波長(zhǎng)850～1050 nm的紅外輻射，可選擇波長(zhǎng)范圍800～1 100 nm進(jìn)行光譜掃描，測(cè)量濾光片在紅外區(qū)域的透射比(見(jiàn)圖2)。

圖2 點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器濾光片光譜圖

3.2.2 校準(zhǔn)結(jié)果判定原則

與紫外濾光片方法相同，對(duì)于未明確規(guī)定透射比的濾光片，可分別給出不同波長(zhǎng)下的透射比及測(cè)量結(jié)果的不確定度，由用戶(hù)對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)?？蛇x擇波長(zhǎng)點(diǎn)為 850，900，950，1 000 nm。

4 線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片的校準(zhǔn)及判定

4.1 校準(zhǔn)方法

波長(zhǎng)掃描范圍設(shè)置為700～1 100 nm，符合標(biāo)準(zhǔn)要求的減光片在此波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射比變化較小，減光值變化不大(見(jiàn)圖3、圖4)，在850～950 nm 范圍內(nèi)每間隔5 nm取透射比值，以平均透射比按公式(1)計(jì)算濾光片的減光值。

感光范圍寬、光學(xué)性能差的濾光片在不同波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射比變化較大(見(jiàn)圖5)。此類(lèi)減光片可分別計(jì)算800，850，900，950 nm等不同波長(zhǎng)下的減光值。

4.2 校準(zhǔn)結(jié)果判定原則

圖3 濾光片光譜圖(減光值為10 dB)

圖4 濾光片光譜圖(減光值為0.4dB)

圖5 濾光片光譜圖(減光值標(biāo)稱(chēng)值為10dB)

此類(lèi)濾光片有兩個(gè)重要技術(shù)要求：一是透射比為特定量值，減光值標(biāo)稱(chēng)值要求定值準(zhǔn)確；二是在規(guī)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射比變化小，減光值在不同波長(zhǎng)下數(shù)值穩(wěn)定。圖5所示減光片透射比明顯不符合儀器使用要求。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，減光值標(biāo)稱(chēng)值為0.4 dB的濾光片校準(zhǔn)結(jié)果一般為0.36～0.44 dB，測(cè)量結(jié)果的不確定度為0.04 dB；減光值標(biāo)稱(chēng)值為10 dB的濾光片校準(zhǔn)結(jié)果一般為9.5～10.5 dB，測(cè)量結(jié)果的不確定度為0.4 dB。

常用線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片減光值技術(shù)指標(biāo)及測(cè)量結(jié)果的不確定度見(jiàn)表1。

表1 減光值示值誤差及測(cè)量結(jié)果的不確定度

5 注意事項(xiàng)

不同廠家生產(chǎn)的濾光片形狀、大小不一，光學(xué)特性也有較大差異，若校準(zhǔn)方法不當(dāng)則會(huì)影響校準(zhǔn)結(jié)果。校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)濾光片的清潔。當(dāng)濾光片因其特定的使用場(chǎng)所而污染嚴(yán)重時(shí)，可用洗耳球吹凈表面浮塵，對(duì)污染嚴(yán)重的濾光片用脫脂棉蘸洗凈液(乙醇和乙醚的1∶4混合物)輕輕擦拭，注意清潔正反兩面。

(2)放置位置。濾光片多為圓形，大小各異，校準(zhǔn)時(shí)盡量使光路通過(guò)減光片中心位置，并固定好，測(cè)量時(shí)不發(fā)生松動(dòng)。

(3)正反兩面測(cè)量。無(wú)固定使用方向的濾光片應(yīng)正反兩個(gè)方向進(jìn)行校準(zhǔn)。

(4)濾光片校準(zhǔn)結(jié)果差異比較大。線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器濾光片多數(shù)有減光值標(biāo)稱(chēng)值，可根據(jù)其技術(shù)指標(biāo)判定。其它一些紫外濾光片、紅外濾光片可根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)或執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定波長(zhǎng)范圍、透射比。

6 結(jié)語(yǔ)

火焰探測(cè)器多安裝在可瞬間產(chǎn)生爆炸的場(chǎng)所，線(xiàn)型光束感煙探測(cè)器常用于初始火災(zāi)有煙霧形成的大空間火災(zāi)探測(cè)報(bào)警，其重要性不言而喻。根據(jù)用戶(hù)數(shù)年校準(zhǔn)情況來(lái)看，線(xiàn)型光束感煙探測(cè)器濾光片的數(shù)量較多，濾光片的校準(zhǔn)有助于火災(zāi)探測(cè)器的準(zhǔn)確報(bào)警。除了上述濾光片，還有一些火災(zāi)探測(cè)器使用的是紫外火焰檢測(cè)器，僅對(duì)火焰中180～260 nm的紫外光線(xiàn)進(jìn)行響應(yīng)，而對(duì)其它范圍的光線(xiàn)不敏感。因此對(duì)于一些特定濾光片還需結(jié)合儀器的使用要求進(jìn)行校準(zhǔn)。

［1］郭玲玲.火災(zāi)探測(cè)器現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)［J］.安防科技，2010(5):31–34.

［2］杜建華，張認(rèn)成.火災(zāi)探測(cè)器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2004(7): 10–15.

［3］丁瑞金，程櫻.火災(zāi)探測(cè)器的最新發(fā)展［J］.消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2005(12): 3.

［4］徐春燕.火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用［J］.鞍鋼技術(shù)，2000(9):60–62.

［5］郭圣紅.論火災(zāi)探測(cè)器的分類(lèi)［J］.智能建筑，2007(8): 44–45.

［6］蒙平.各類(lèi)火災(zāi)探測(cè)器原理分析及應(yīng)用探討［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2009(9): 86–87.

［7］程曉舫，張維農(nóng).火災(zāi)探測(cè)的原理和方法［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，1999，9(1): 1–5.

［8］陳學(xué)軍.楊永明.一種基于雙波段紅外視頻火災(zāi)探測(cè)器的研制［J］.電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2016(3): 473–479.

［9］金志成，王鳳英.感煙火災(zāi)探測(cè)器的改進(jìn)研究［J］.中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012(12): 87–92.

［10］王芳，張敏，趙貴昉.復(fù)合式智能火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì)［J］.航空精密制造技術(shù)，2003(6): 41–43.

［11］GB 12791–2006 點(diǎn)型紫外火焰探測(cè)器［S］.

［12］GB 15631–2008 特種火災(zāi)探測(cè)器［S］.

［13］GB 14003–2005 線(xiàn)型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器［S］.

［14］JJG 1034–2008 光譜光度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)濾光器檢定規(guī)程［S］.

［15］蔣雪萍.近紅外光譜分析儀校準(zhǔn)方法的探討［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2011，20(1): 80–82.

［16］邢德林.測(cè)量不確定度及其在化學(xué)計(jì)量中的應(yīng)用實(shí)例［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2000，9(2): 8–12.

一種鑒別棗花蜜與糖漿摻假棗花蜜的分析方法

申請(qǐng)公布號(hào)：CN106932517A申請(qǐng)公布日：2017.07.07

申請(qǐng)人：山東師范大學(xué)

摘要：本發(fā)明公開(kāi)一種鑒別棗花蜜與糖漿摻假棗花蜜的分析方法，具體內(nèi)容是應(yīng)用超高效液相色譜–四極桿–軌道阱高分辨質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合代謝組學(xué)方法，包括：將真棗花蜜樣品和與待檢測(cè)的糖漿摻假棗花蜜樣品分別采用有機(jī)溶劑進(jìn)行前處理后，應(yīng)用超高效液相色譜–四極桿–軌道阱高分辨質(zhì)譜方法實(shí)現(xiàn)對(duì)前處理后樣品中化學(xué)成分的分離與測(cè)定，然后對(duì)得到真棗花蜜樣品與待測(cè)的棗花蜜樣品的UHPLC–MS原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，最后應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法主成分分析區(qū)分真棗花蜜與糖漿摻假棗花蜜。本方法是在對(duì)棗花蜜與糖漿摻假棗花蜜的代謝物信息進(jìn)行一個(gè)全面獲取后，結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)棗花蜜與糖漿摻假棗花蜜進(jìn)行全面分析，完成對(duì)糖漿摻假棗花蜜的檢測(cè)。

液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水果防腐保鮮劑殘留量的方法

申請(qǐng)公布號(hào)：CN106970169A申請(qǐng)公布日：2017.07.21

申請(qǐng)人：新疆維吾爾自治區(qū)分析測(cè)試研究院

摘要：本發(fā)明屬于測(cè)定水果防腐保鮮劑殘留量技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水果防腐保鮮劑殘留量的方法。利用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析技術(shù)，對(duì)水果中10種防腐保鮮劑殘留量分析方法進(jìn)行研究，采用QuEChERS方法萃取凈化，樣品前處理方法操作簡(jiǎn)單，能夠滿(mǎn)足水果中10種保鮮劑殘留同時(shí)檢測(cè)的要求。結(jié)果表明，10種防腐保鮮劑在各自濃度范圍內(nèi)線(xiàn)性良好(r＞0.99)，在3個(gè)加標(biāo)水平下，回收率為80.2%～110%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6.3%。10種防腐保鮮劑的檢出限(S/N＞3)為 0.11～1.12 μg/kg。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、準(zhǔn)確可靠，適用于葡萄10種防腐保鮮劑殘留量的同時(shí)測(cè)定。

Calibration Method of the Filter on the Fire Detectors

Kong Xiaoping, Li Jia, Li Bo
(Henan Institute of Metrology, Zhengzhou 450008, China)

A UV–Vis–NIR spectrophotometer was used as a measuring standard to establish the fire detectors filter calibration method. The transmittance of flame detectors UV filter was determined with the calibration wavelength of 150–300 nm for spectrum scanning; the transmittance of infrared filter was determined with the calibration wavelength of 800–1 100 nm for spectrum scanning. The wavelength scanning range of the smoke detectors–line detectors was set from 700 nm to 1 100 nm, the less light was calculated with the average transmittance of 850–950 nm. Flame detector UV filter calibration results was the transmittance of 220, 240, 260, 280 nm; infrared filter calibration results was the transmittance of 850, 900, 950, 1 000 nm, the qualification of the filter was not judged. If the light attenuation value of the smoke detectors–line detectors filter is 0.4 dB or 0.9 dB, the error should not be more than 0.1 dB, while the error should not be more than 1.0 dB when the light attenuation value of the smoke detectors–line detectors filter is 10.0 dB.

filter; fire detectors; calibration

O651

A

1008–6145(2017)05–0108–04

10.3969/j.issn.1008–6145.2017.05.028

*國(guó)家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目(2009QK287)

聯(lián)系人：孔小平；E-mail: kxp1119@163.com

2017–06–29