王智慧 李雙定

【摘要】林格曼黑度計(jì)是環(huán)保部門及工礦企業(yè)對(duì)環(huán)境污染和能源節(jié)約進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(jì)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(jì)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(jì)；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(jì)又稱林格曼煙度計(jì)、林格曼測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡等，它是通過林格曼煙氣黑度圖法來測(cè)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(duì)環(huán)境污染和能源節(jié)約進(jìn)行監(jiān)測(cè)的專用儀器。作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)和重要保障，儀器設(shè)備應(yīng)按照要求進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，以保證設(shè)備量值的有效性，進(jìn)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(guó)內(nèi)在林格曼黑度計(jì)量值溯源方面尚無相應(yīng)的國(guó)家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范作為依據(jù)。各地計(jì)量機(jī)構(gòu)或檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)林格曼黑度計(jì)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(jì)內(nèi)嵌的林格曼黑度標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比對(duì)測(cè)量?，F(xiàn)有方法存在諸多弊端，如對(duì)不同種類的林格曼黑度計(jì)的校準(zhǔn)方法描述不夠全面，測(cè)量精度較低，所使用的林格曼黑度圖大多為林格曼黑度計(jì)生產(chǎn)廠家自制，作為標(biāo)準(zhǔn)器林格曼黑度等級(jí)和測(cè)量范圍與林格曼黑度計(jì)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(duì)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(jì)從測(cè)量原理上進(jìn)行區(qū)分，針對(duì)不同類型的林格曼黑度計(jì)給出具有針對(duì)性的校準(zhǔn)方法，以及對(duì)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)器提出要求。

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

1A類林格曼黑度計(jì)的校準(zhǔn)

A類林格曼黑度計(jì)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(duì)比，進(jìn)而對(duì)煙氣黑度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定煙氣的黑度等級(jí)。如圖1所示。

此類林格曼黑度計(jì)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(cè)量準(zhǔn)確度，應(yīng)分別采用不同方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.1內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板可拆卸時(shí)林格曼黑度計(jì)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(cè)量設(shè)備對(duì)其林格曼黑度圖中不同等級(jí)進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法及計(jì)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(jì)為例，使用影像測(cè)量?jī)x測(cè)量2級(jí)林格曼黑度的數(shù)據(jù)見表1。

相對(duì)于比對(duì)測(cè)量只能給出符合范圍，依據(jù)此方法進(jìn)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(shí)林格曼黑度計(jì)的校準(zhǔn)方法

對(duì)于內(nèi)置玻璃光學(xué)分劃板無法取出的林格曼黑度計(jì)，仍將采用比對(duì)測(cè)量的方式進(jìn)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(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)，同被測(cè)林格曼黑度計(jì)的黑度等級(jí)相同，只能在兩個(gè)等級(jí)之間進(jìn)行比較，無法得到更為準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，因此應(yīng)對(duì)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(jí)和5級(jí)外，在其余每個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)板的前后分別增加0.25級(jí)標(biāo)準(zhǔn)板，提高比對(duì)精度。

具體校準(zhǔn)方法為：將林格曼黑度計(jì)的測(cè)量光路對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)林格曼煙氣黑度圖，目視測(cè)量。除0級(jí)全白與5級(jí)全黑可直接判斷外，以1級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)分別對(duì)0.75級(jí)、1級(jí)、1.25級(jí)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比較測(cè)量；2級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)分別對(duì)1.75級(jí)、2級(jí)、2.25級(jí)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比較測(cè)量；3級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)分別對(duì)2.75級(jí)、3級(jí)、3.25級(jí)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比較測(cè)量；4級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)分別對(duì)3.75級(jí)、4級(jí)、4.25級(jí)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比較測(cè)量。以此判斷其誤差范圍，縮小了范圍區(qū)間，提高了測(cè)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(jì)為例，測(cè)量1～4級(jí)林格曼黑度的結(jié)果見表2。

2B類林格曼黑度計(jì)的校準(zhǔn)方法

利用光學(xué)傳感器來對(duì)目標(biāo)測(cè)量，采用光電轉(zhuǎn)換及微機(jī)新技術(shù)，用微電腦模擬林格曼煙氣黑度圖進(jìn)行對(duì)比測(cè)量。對(duì)煙氣黑度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)打印記錄，所有數(shù)據(jù)通過微機(jī)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(cè)煙氣的林格曼黑度等級(jí)。

2.1B類林格曼黑度計(jì)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(jìn)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(jì)測(cè)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(jì)量值溯源所對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)方法。林格曼黑度計(jì)作為一種廣泛使用在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的專用儀器，在實(shí)際應(yīng)用中需要進(jìn)行校準(zhǔn)以保證其精度和可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

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

【作者簡(jiǎn)介】

王智慧，男，1984年出生，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)量檢定。

李雙定，女，1982年出生，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)量檢定。

（編輯：李加鵬）