目前,國家市場監(jiān)督管理總局還未頒布人工氣候箱相關校驗規(guī)范,只有浙江省于2014年發(fā)布了地方儀器校驗規(guī)范JJF(浙)1102-2014《生物人工氣候箱校準規(guī)范》,該規(guī)范首次提出了對人工氣候箱的溫度、濕度和光照強度三個技術參數(shù)進行校驗。本文在此基礎上進一步完善了人工氣候箱的校驗方法,為后期制定國家技術規(guī)范提供參考。
二、校驗用設備(見表1)
三、校驗方法
1.光照度的校驗
JJF(浙)1102-2014從光照度偏差和光照度不均勻率兩個校驗項目,對儀器的光照度進行校驗。規(guī)范中給出的校驗模型圖中,人工氣候箱的發(fā)光平面位于頂部,然而,目前市場在售的人工氣候箱分為兩面光照(A面+B面)、三面光照(A面+B面+C面)和四面光照(A面+B面+C面+D面)三種(見圖1)。
為提高空間利用率,大多數(shù)人工氣候箱都配置了多層隔板,有些廠家甚至安裝了多層隔板式光照系統(tǒng),以滿足用戶對光照強度、均勻度和光照空間靈活性的要求。因此在開展儀器校驗工作時,應該對每層隔板所在平面的光照強度進行校驗,校驗點數(shù)量及位置如圖1所示,由于光度頭的朝向對測量結果影響很大,建議使用合適的余弦修正器進行余弦誤差修正,光照度偏差和光照度均勻度的計算方法可參照JJF(浙)1102-2014。2.CO2濃度的校驗
(1)儀器校驗點的位置
當人工氣候箱用于人工育苗、組織培養(yǎng)等試驗時,其CO2濃度示值誤差、均勻度和波動度直接影響試驗的成敗,因此可根據(jù)用戶需要,使用CO2濃度測量儀進行校驗。儀器校驗點的位置應選在平行于氣候箱底面的三個校驗面上,簡稱上、中、下層,中層應通過氣候箱的幾何中心,共設置9個校驗點,每個校驗點在各校驗面上的位置如圖2所示。
(2)儀器校驗方法及數(shù)據(jù)處理
當設備運行穩(wěn)定后,每2min記錄所有校驗點的CO2濃度測量值,30min內共記錄15次,CO2濃度示值誤差、均勻度和波動度分別按式(1)、式(2)和式(3)進行計算。
N=Nd-No-No (1)
式中:
NCO2濃度示值誤差,%;
Nd人工氣候箱CO2濃度顯示值,%;
NoCO2濃度測量儀n次測量平均值,%;
NoCO2濃度測量儀的修正值,%。
式中:
NuCO2濃度均勻度,%;
n測量次數(shù);
Nimax各校驗點在第i次測得CO2濃度最高值,%;
Nimin各校驗點在第i次測得CO2濃度最低值,%。
Nf=(Nomax-Nomin)/2 (3)
式中:
NuCO2濃度波動度,%;
n測量次數(shù);
Nimaxn次測量所得CO2濃度最高值,%;
Niminn次測量所得CO2濃度最低值,%。
3.升溫速率的校驗
對于具有升溫速率控制程序的人工氣候箱,還需進行升溫速率校驗。首先將人工氣候箱的溫度設置為50℃,示值穩(wěn)定后,記錄圖2中9個校驗點的溫度測量值,取平均值記為TA,然后將人工氣候箱的溫度設置為90℃,示值穩(wěn)定后,記錄圖2中9個校驗點的溫度測量值,取平均值記為TB,按式(4)計算升溫速率。
VT=(TB-TA)/t (4)
式中:
VT升溫速率,℃/s;
TA50℃各校驗點溫度測量值的平均值,℃;
TB90℃各校驗點溫度測量值的平均值,℃;
t從TA到TB所需時間,s。
四、計量性能要求
參考行業(yè)標準JB/T6823-1993《生物人工氣候箱技術條件》,并歸納了各生產廠家的產品使用說明書,將人工氣候箱的技術參數(shù)限制設置成如表2所示。
五、結論
人工氣候箱作為生物、制藥、農林、環(huán)境等各大領域的常用設備,為了確保對其各項參數(shù)的準確控制,有必要編制相應的計量技術規(guī)范。本文針對JJF(浙)1102-2014《生物人工氣候箱校準規(guī)范》中光照度校驗項目給出了建議,并根據(jù)人工氣候箱的工作原理,提出了對其CO2濃度和升溫速率的校驗方法,在完善人工氣候箱校驗規(guī)范的同時,有助于讓使用者充分了解儀器的性能指標,做到試驗過程中相關參數(shù)的精準控制。雖然在JB/T6823-1993中還提到了對儀器風速和噪聲的技術要求,考慮到這兩項參數(shù)對使用人工氣候箱所開展的試驗影響甚微,因此,不建議開展相關儀器校驗項目。