雾度计的基本介绍

　　雾度计是测量透明和半透明材料雾度的仪器。 雾度是透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示。通常仅将偏离入射光方向2.5度以上的散射光通量用于计算雾度。

　　说明

　　雾度是透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示。通常仅将偏离入射光方向2.5度以上的散射光通量用于计算雾度。

　　轴心球体－球体内衬表面的白色涂层作为反射标准。

　　球体可定轴在两个位置，一个是光捕集器在光束内，另一个是光束*落在球体内衬表面。

　　参数

　　zui小样本尺寸：直径2.54cm

　　分辨率：0.1%

　　标准： 符合ASTM D1003,BS2782和ISO标准

　　技术指标

　　说明： 雾度是透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示。通常仅将偏离入射光方向2.5度以上的散射光通量用于计算雾度。

　　轴心球体－球体内衬表面的白色涂层作为反射标准。

　　球体可定轴在两个位置，一个是光捕集器在光束内，另一个是光束*落在球体内衬表面。

　　参数： zui小样本尺寸：直径2.54cm

　　分辨率：0.1%

　　标准： 符合ASTM D1003,BS2782和ISO标准

　　工作原理

　　一束平行光束入射某介质(如透明塑料)时，由于物质光学性质的不均匀性;表面缺陷，内部组织的不均匀，气泡和杂质存在等，光束就会改变方向(扩散和偏折)，产生的部分杂乱无章光线称散射光。上规定用透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比用百分数来表示，这就是所谓雾度。雾度大的试样给人的感觉将更加模糊。光线在透过试样时还会产生损失，即穿过试样的透射光通量永远小于照射到试样上的入射光通量。两者之比，用百分数表示，上定义为透光率。

　　引起透光率下降的原因是试样两个表面对光线的反射和试样对入射光线的全波长或部分波长的光能量吸收等。在测试样品的雾度和透光率过程中，必须计量入射光通量(T1)，透射光通量(T2)、仪器散射光通量(T3)，试样的散射光通量(T4)。

　　数据处理按“GB2410-80”试验方法，本机透光率和雾度值计算方法如下：

　　透光率：Tt= T2/ T1×100% 其中T1为100

　　光电雾度仪雾度： H= T4/ Tt×100% T3 为0

　　选择雾度计的重要指标

　　1、双光束。目前雾度计行业除了Suga的HZ-V3雾度计外，都是单光束。双光束雾度计比单光束雾度计，稳定性、可靠性及准确性更高。双光束雾度计是未来雾度计行业发展方向。

　　2、双标准。雾度测量有两个主要标准，ASTM标准和ISO标准，区别在于是否有光补偿，双光束雾度计可以根据用户的要求自动选择ASTM/ISO标准测量，可满足所有用户的标准要求，Suga的HZ-V3满足ASTM标准和ISO标准双标准。

　　3、NPL标准板溯源。NPL是雾度计行业统一的标准板溯源，配备NPL标准板的雾度计，测量结果是准确的，是被接受的。未配置NPL标准板的雾度计，测量结果是被怀疑的。

　　4、触摸屏。随着触摸技术的发展，触摸屏操作是人性化的设计，人们习惯简单方便的操作方式，触摸屏与传统的机械式按钮相比，简单方便，而且使用寿命很长。Suga的HZ-V3配有大尺寸触摸屏，方便我们的操作人员正常、快捷的操作。

　　5、内置打印机。以文字的形式保存测量结果，要比手动记录更方便，更能减少差错。

　　6、数据输出端口。现在的实验室都是与PC或实验室系统对接，没有数据输出端口，已经很难满足用户的要求。

　　雾度计计量校准的应用与思考

　　1 环境因素直接影响雾度值的测量结果

　　雾度标准片对所处环境,特别是温度、相对湿度比较敏感,这是由雾度标准片的材质和制造工艺决定的。雾度标准片在研制过程中,采用高分子有机材料作为基质,均匀掺杂适量无明显荧光特性的散光剂,经过高温、均匀性试验等严格工艺过程制作而成。擦拭或摩擦雾度标准片,容易破坏表面分子结构的排列,产生数据偏差。这就造成了当雾度标准片表面起雾时不可擦拭的现状,从而对其校准过程中所处的环境条件有一定的约束。

　　JJF 1303中给出的环境参考温度为(23±5)℃,相对湿度≤80%[2],是一对比较宽泛的范围值,而在实际校准过程中,还有不少因素值得注意。为此,进行了两项实验,分别模拟日常雾度值校准的情况,以验证环境因素对雾度值测量的影响及其程度。

　　1.1 高低温差影响

　　当校准人员携带雾度标准片至校准现场时,如果室外环境温度和湿度相对于校准现场内环境的温、湿度差别较大,雾度标准片表面易起雾。此时，读取的雾度和透光率值会偏离正常值,直接导致判定的偏差。

　　取一台测试结果计算重复性为0.034%的WGT-S透光率雾度测定仪,以室温(20±1)℃、相对湿度60%为基准,先测得整套(5片)雾度标准片相应雾度实测值Hd 及透射比实测值t,得到*组数据。保持室内相对湿度60%不变,下面给出高低温试验的两种情况分析。

　　情况1:保持环境湿度不变,将整套雾度标准片静置于0 ℃(模拟上海地区冬天的室外温度)恒温恒湿箱中等温20 min,取出后即在室温20 ℃的恒温试验室中观察雾度值的变化,得到第二组数据。

　　情况2:将此套雾度标准片静置于40 ℃(模拟上海地区夏天的室外温度)恒温恒湿箱中等温20 min,取出后即在室温20 ℃左右的恒温试验室中观察雾度值的变化,得到第三组数据。

　　值得注意的是,将第二组实验中测出雾度值为1.61的雾度标准片在20 ℃左右的实验室中等温30 min,测得其雾度值为1.50。

　　通过数据的对比分析,可得知严寒或酷暑的天气,确实对雾度片的校准产生一定影响。为保证测量值的准确可靠,在室内外温差较大的情况下,需将标准雾度片等温30 min及以上方可适宜进行计量校准测试。

　　1.2 自然天气影响

　　连日阴雨天气会导致空气中湿度增大,也可能会引起雾度标准片表面起雾,从而使读数产生误差。下面给出相对湿度试验的情况分析。

　　在保证室内温度基本不变的情况下改变湿度条件,以测算雾度标准片的雾度值在不同湿度环境条件中是否对检测结果产生影响。将实验室室温控制在(20±2)℃,利用除湿、加湿设备改变空气中湿度并时刻关注温湿度的变化。取雾度值为10左右的雾度标准片进行测试,得到所示数据。

　　从数据分析可知,当温度保持不变、相对湿度超过70%时,雾度仪测量的准确度将受到较大影响。

　　综合考虑以上情况,测试时对操作环境的温度和湿度一定要严格把关。在影响雾度值测量的阴雨天,必须对校准现场进行除湿处理,且校准过程需在通风、干燥的环境中进行,以保证数据的准确与稳定。

　　2 雾度标准片示值误差分析

　　在实际校准工作中,有不少客户会对JJF 1303提出很多疑问。其中,提出zui多的问题是相对示值误差范围与中国计量科学研究院给出的标准雾度片不确定度是否存在矛盾。现给出以下分析。

　　在JJF 1303中,条款7.3给出雾度示值误差与重复性计算,ΔHd为每片标准雾度片测量的雾度示值误差即误差。目前中国计量科学研究院给出5块标准雾度片的不确定度均为U(Hd)=0.30;k=2[5]。

　　通常,光学仪器的标准器不确定度一般不超过示值误差

　　否则在判定上其给出的不确定度不能起到约束作用,就没有意义了。在JJF 1303中仅给出供参考的标准雾度片相对示值误差δHd要求在±5%以内。

　　由此可以设想:

　　(1)是否能对每一块标准雾度片给出相对应的、不同的不确定度。

　　(2)是否可以采用相对不确定度来替代现在中国计量科学研究院给出的不确定度。

　　(3)是否可以对雾度仪进行分段设置示值误差来规定仪器雾度的参数。如上海仪电物理光学仪器有限公司生产的雾度仪,其出厂检验标准定为雾度Hd≤1.00的示值误差为±0.10,Hd＞1.00的示值误差为±0.50。当然,也可以把分段指标分得更详细,如按照JJF 1303规定使用的雾度值1、5、10、20、30的标准片来进行分段,雾度值为1～10给出其示值误差,雾度值为11～20再给出相应的示值误差,以此类推。

　　3 雾度计校准值及间隔的影响

　　日常校准一台雾度计时,根据JJF 1303要求,使用雾度值为1、5、10、20、30的5块雾度标准片进行校准。所选用的雾度值固定不变且间隔范围较大,会使不合格产品变为合格产品。一些厂家只针对JJF 1303规定的5个校准点对雾度计进行电脑数据修正,重利益而忽视仪器的准确性。按JJF 1303要求用5块雾度标准片校准仪器时,必定符合要求才可判定为合格。然而,此台仪器不一定在其他雾度点上也都能符合JJF 1303要求。若使用雾度值为3、7、15、25等雾度片去测量,所测出的值还会落在JJF 1303要求的误差区间内吗?如果答案是否，这将会给产品带来误判。

　　针对上述情况,选取一组理想的雾度计值和一组不合格的雾度计值用雾度标准片进行测试,并通过线性回归分析给出雾度测量值和雾度标准值的变化曲线。直观地表明雾度仪器生产可能存在的问题。

　　由此可以设想:

　　(1)是否能对每一块标准雾度片给出相对应的、不同的不确定度。

　　(2)是否可以采用相对不确定度来替代现在中国计量科学研究院给出的不确定度。

　　(3)是否可以对雾度仪进行分段设置示值误差来规定仪器雾度的参数。如上海仪电物理光学仪器有限公司生产的雾度仪,其出厂检验标准定为雾度Hd≤1.00的示值误差为±0.10,Hd＞1.00的示值误差为±0.50。当然,也可以把分段指标分得更详细,如按照JJF 1303规定使用的雾度值1、5、10、20、30的标准片来进行分段,雾度值为1～10给出其示值误差,雾度值为11～20再给出相应的示值误差,以此类推。