《空气负离子测量仪器性能测试规范》团体标准编制说明

《空气负离子测量仪器性能测试规范》

团体标准编制说明

一、工作简况（包括任务来源、协作单位、主要工作过程、主要起草人及其所做的工作等）；

1.任务来源

本标准由中国气象服务协会提出，由中国气象服务协会归口，项目于2020年批准立项，计划项目名称《空气负离子测量仪器性能测试规范》。

该标准由浙江省大气探测技术保障中心高级工程师罗昶负责，主要起草单位为浙江省大气探测技术保障中心和中国气象服务协会，项目协作单位为杭州赛玛信息技术有限公司、深圳市万仪科技有限公司、广东华风锐进科技有限公司、北京依派伟业数码科技有限公司、威德创新科技（北京）有限公司、中国气象局上海物资管理处、江西省气象服务中心、河南省气象服务中心。

2. 主要工作过程

2.1 成立起草组、召开启动部署会、任务分工、制定工作计划

2020年5月，在杭州召开了标准编制工作部署视频会，成立了编写组，明确了编写组人员分工任务，确定了标准编制编写原则和总体思路，制定工作进度计划。

2.2 组织调研、研讨咨询、确定技术路线

2020年6月-9月，完成标准编写的前期准备工作，研究学习国内外相关标准、指南、规范等文件，调查国内外负离子测量仪技术现状，详细研讨目前负离子测量仪技术参数，广泛征求各方意见，初步确定本标准具体技术参数、编制思路、框架和内容。

2.3 技术参数的试验、分析和验证

2020年7月-9月，编写组根据前期调研的情况，又组织相关专家对标准编制的工作进展进行研讨，特别是对相关标准的仪器技术指标进行讨论研究，以GB/T 18809-2019 《空气离子测量仪器通用规范》和JIS-B 9929-2006《空气离子密度测定方法》为基础，开展了大量的实验、研究和分析，通过上述大量实验对负离子测量仪的性能测试方法进行了改进完善，对本标准中规定的各项技术参数进行了验证研究，形成了本标准中的性能试验方法，证明了本标准确定的各项技术参数的可行性。

2.4 完成初稿编写

2020年9月，项目组在杭州召开会议，对前期试验进行了总结，根据各项性能测试结果，完成测试规范初稿和编制说明的编写。

2.5 完成征求意见稿

2020年10月根据GB/T 1.1—2020 标准化工作导则第1部分项标准的结构和编写的原则，对初稿进行了修改，形成了征求意见稿。同时，对标准编制说明进行完善。

3. 标准主要起草人及其所做的工作

本标准的主要起草人包括：罗昶、屈雅、丁妙增、杨安良、李闯、唐修雄、谢克勇、冯杉、王珊山、张垒、齐会会、张阳、陆勇、黄鹏良、章焕、夏祎萌、王新伟、李永强、季洪献、张梦磊、付裕、安锦华。其分工情况见表1。

表1 编写组成员任务分工表

二、标准编制原则和确定标准主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等）的论据（包括试验、统计数据），修订标准时，应增列新旧标准水平的对比；

1. 编写原则

本标准以GB/T 1.1--2020 《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写规则》系列标准为基础，遵照我国相关法律、法规、规章、技术规范、标准及其规范，以及气象行业标准的特点，本着完整性、统一性、科学性和实用性为基本原则进行编制。

1.1完整性

本标准根据相关计量法规要求和空气负离子测量相关标准，明确了量值溯源途径，规定了气负离子测量仪器开展测试的适用范围、测试条件、标准设备选择、测试项目和方法、测

试数据处理、证书的出具等主要内容，内容完整，对规范空气负离子测量仪器的测试工作具有重要指导意义。

1.2统一性

本标准的适用范围为目前我国通用的负离子测量仪器计量性能测试，并参考了国外相关仪器设备，所规定的技术要求或指标均采用现行有效的国家标准，并结合当前我国目前能达到的技术水平，统一规定了测试项目和测试方法。

1.3科学性

本标准根据负离子浓度测量原理，将负离子浓度溯源至电流、空气流量及相关物理量，经试验验证，溯源方法科学合理。另外，对本标准主要内容中的测试项目和测试方法进行了大量试验，对测试结果进行了测量不确定度分析和评估，测量结果不确定度小于被测仪器最大允许误差的1/2，符合我国量值传递基本要求，具有很好的科学合理性。

1.4适用性

本标准适用于当前所我国主流负离子测量设备的测试，所规定的测试项目和方法方便可行。以目前科技水平，可自主制作或采购标准仪器和配套设备。

2. 主要内容

2.1 标准的编制依据

本标准主要依据GB/T 18809-2019 《空气离子测量仪器通用规范》和JIS-B 9929-2006《空气离子密度测定方法》对空气负离子测量的有关规定，确定了计量测试相关的技术指标、测试方法以及产品应符合的其他技术标准。

根据目前计量技术，本标准规定的测试方法选择了量值间接比较测试法。为保证具有良好的测量重复性，结合标准器具的计量特性，规定了测试环境条件、标准设备和测试方法。为保证测量结果的准确可靠，结合量值溯源的可靠性，确定了标准设备的技术指标要求。

结合目前通用的负离子浓度测量设备技术要求，规定测试项目主要有测量误差、响应时间、重复性和离子迁移率。

2.2主要技术指标及依据

GB/T 18809-2019《空气离子测量仪器通用规范》和JIS-B 9929-2006《空气离子密度测定方法》规定的测量仪器的主要技术指标，其中GB/T 18809-2019中规定的常见测量技术指标如表2所示。

表2 空气离子浓度示值的准确度

GB/T 18809-2019与JIS-B 9929-2006规定的仪器测量准确度基本一致。根据我国量值传递要求，开展测试的标准设备的准确度（以最大允许误差表征）一般应不超过被测仪器最大允许误差的1/3，因此，本标准采用的标准仪器的最大允许误差规定不超过±5%。再结合测量不确定度要求（开展校准或测试，其扩展不确定度一般不超过被测仪器最大允许误差的1/2），确定了配套设备的技术要求，并通过试验进行了验证。

2.3 性能测试方法

2.3.1 量值溯源和传递方法

假设存在恒定负离子浓度的空气，则可用于校准负离子测量仪。但以目前的科技水平，产生一个可计量至单个负离子的空气十分困难。另外，由于空气负离子生命周期短，负离子浓度也无法保持长时间恒定。仪器测得的负离子浓度无法溯源至单位体积内空气中的负离子个数。

测量误差是测量仪器的主要计量特性。对于负离子浓度测量误差，当前最有效的方法是在一个负离子浓度恒定均匀的负离子场（负离子源）中用准确度高的标准负离子测量仪与被校仪器进行比较。

由于空气负离子测量仪尚无负离子浓度计量溯源途径，其准确度无法验证，无法得到准确度高的标准负离子测量仪。但根据测量原理可将负离子测量仪的组成部分单独进行溯源（见表3）。

表3 负离子测量仪量值溯源

按照GB/T 18809-2002或日本国家标准（JIS B 9929:2006 《Standard for measuring methods of airborne ion density》），在离子收集器结构尺寸和极化电压符合标准的情况下，根据空气流量误差和电流测量误差可计算出理论上的负离子浓度测量误差。空气负离子测量仪标称允许