仪器校准

浅析氯离子扩散系数测定仪器校验方法

作者：calibration    来源：未知    发布时间：2019-06-06 13:59    浏览量：
0 引言
混凝土是国内使用量最大、应用最广泛的建筑材料。从目前国内混凝土结构的使用情况来看，不少以钢筋混凝土为主体的基础设施存在 “短命”问题， 究其原因主要是结构设计不合理、结构耐久性不足等， 但结构耐久性不足往往是其中最主要原因。混凝土氯离子扩散系数测定仪 ( 以下简称 ＲCM 测定仪) 是一种测量混凝土结构耐久性指标的专用设备， 参照氯离子扩散系数实验方法 NTBuild 492 的实验原理来定量评价混凝土抗氯离子扩散的能力， 为氯离子侵蚀环境中的混凝土结构耐久性设计以及使用寿命的评估与质量检验评定的依据。但对于它的仪器校验方法现今还没有一个可靠稳妥的方法。本文在多次仪器校验比较的基础上提出一种仪器校验方法供大家探讨， 在实际工作中也有一定的参考价值。
 
1 ＲCM 测定仪原理和特点
ＲCM 测定仪的基本原理是: 通过给混凝土施加外电场， 加速氯离子在混凝土中的迁移速度，然后结合化学分析， 测定一定时间内氯离子在混凝土中的渗透深度， 再结合计算公式得出氯离子在混凝土中的扩散系数， 并通过扩散系数来反映混凝土的抗氯离子渗透性能。主要计量参数有输出电压、采样电流和温度等。
 
2 仪器校验项目和校验方法
2. 1 仪器校验条件
( 1) 环境温度: 15 ～ 30 ℃。
( 2) 相对湿度: 不大于 85% 。
( 3) 应无影响 ＲCM 测定仪正常工作的外电场、外磁场。
( 4) 供电电源: 交流电压应为 220( 1 ± 10% )V， 频率应为 50( 1 ± 1% ) Hz。
 
2. 2 校验用主要设备
2. 2. 1 直流数字电压表直流数字电压表在实际测量范围内的允许误差应不超过 ＲCM 测定仪输出电压允许误差的 1 /5。
2. 2. 2 直流数字电流表直流数字电流表在实际测量范围内的允许误差应不超过 ＲCM 测定仪采样电流允许误差的 1 /5。
2. 2. 3 标准温度计温度校验装置的扩展不确定度 ( k = 2) 应不超过 ＲCM 测定仪温度允许误差的 1 /3。
 仪器校验
3 校验项目和校验方法
3. 1 基本误差校验
3. 1. 1 输出电压的校验
ＲCM 测定仪输出电压的校验应在带载状态下进行。一般情况下， ＲCM 测定仪输出电压校验点应至少 包 括 10、15、20、25、30、35、40、50、60 V 等 9 个点; 特殊情况下， 可根据客户要求进行选择。用直流数字电压表对 ＲCM 测定仪的输出电压进行仪器校验时， 按图 1 进行接线。ＲCM 测定仪的输出电压为 10、15、20、25、30、35、40、50、60 V， 对输出电压进行校验时， 负载电阻分别选择100、200、300、400、600、800、1 200、1 600、3 000 Ω， 也可根据用户要求或仪器说明书中输出电压和采样电流的测量范围进行选择。ＲCM 测定仪的输出电压示值误差按式 ( 1)或式 ( 2) 计算:ΔV = V － V0 ( 1)式中: ΔV 为 ＲCM 测定仪输出电压示值误差;V 为 ＲCM 测定仪直流电压输出值; V0 为直流数字电压表读数值式中:
 仪器校验
γv 为 ＲCM 测定仪输出电压的相对误差; V 为 ＲCM 测定仪直流电压输出值; V0为直流数字电压表读数值。
 
3. 1. 2 采样电流的校验
用直流数字电流表对 ＲCM 测定仪的采样电流进行 校 准 时， 按 图 2 进 行 接 线。一 般 情 况 下，ＲCM 测定仪采样校验点负载电阻一般选择 300、1 000 和 2 000 Ω; 校验点亦可根据用户要求进行选择， 但不得少于 3 个校验点。仪器校验时， 应充分考虑负载电阻的额定功率。ＲCM 测定仪的采样电流示值误差按式 ( 3) 或式 ( 4) 计算:ΔI = I － I0 ( 3)式中: ΔI 为 ＲCM 测定仪采样电流示值误差;I 为 ＲCM 测定仪采样电流显示值; I0 为直流数字电流表读数值
 仪器校验
式中: γi 为 ＲCM 测定仪采样电流的相对误差; I 为 ＲCM 测定仪采样电流显示值; I0 为 直流数字电流表读数值3. 1. 3 温度的校验将 ＲCM 测定仪温度传感器与标准铂电阻温度计置入恒温槽中， 待读数稳定后读取相应的温度值。一般情况下， ＲCM 测定仪温度的校验点应包括 5、25、50、95 ℃ 等 4 个温度点。在特殊情况下， 可根据用户要求选择。读数时应按以下顺序进行:标准→被校 1→被校 2→…→被校 n→标准标准→被校 1→被校 2→…→被校 n→标准ＲCM 测定仪的温度示值误差按式 ( 5) 计算:Δti = ti － tv － x ( 5)式中: Δti 为 ＲCM 测定仪某一通道的示值误差; ti 为 ＲCM 测定仪某一通道 2 次温度显示值的平均值; tv 为标准铂电阻温度计 4 次读数的平均值; x 为标准铂电阻温度计的修正值。
 
4 结束语
经过长期的实践摸索， 本文对混凝土氯离子扩散系数测定仪进行了系统的测试和论证， 提出了计量性能要求、校验方法基本符合仪器的设计性能及实际测试工作要求， 为计量检定机构开展该类仪器的校验工作及今后规程的制定提供了参考。本文建议混凝土氯离子扩散系数测定仪的仪器校验周期为 1 年， 首次使用前和维修后均应进行校验， 以确保监测数据的准确、可靠。
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