離心機轉速的計量檢測

趙毅峰，李維嘉，錢建國

復旦大學附屬華山醫院 裝備科，上海 200040

離心機轉速的計量檢測

趙毅峰，李維嘉，錢建國

復旦大學附屬華山醫院 裝備科，上海 200040

離心機現已廣泛應用于生物學、臨床醫學、檢驗醫學、生物化學等實驗室中，因其是樣本檢測前處理過程中重要的處理步驟，離心機的優劣直接影響到檢驗結果。為了能夠對離心機的轉速進行測量及評價，本文參照《JJG326-2006轉速標準裝置檢定規程》，使用FLUKE公司型號為931型的組合式轉速表對離心機進行檢測，通過對不同離心機的檢測，總結檢測方法，并對檢測結果進行分析，對離心機的精度進行合理評價。

離心機；轉速檢測；離心精度

0 前言

離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開；它也可用于排除濕固體中的液體；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。離心機現已廣泛應用于生物學、臨床醫學、檢驗醫學、生物化學等實驗室中，因其是樣本檢測前處理過程中重要的處理步驟，離心機直接影響到檢驗結果，所以，有必要對離心機進行定期檢定，確保其離心精度。

1 檢測條件及工具

1.1 測量依據

由于國家沒有專門制訂針對離心機的校準規程，所以按照離心機的工作原理，可以參照《JJG326-2006轉速標準裝置檢定規程》對離心機進行計量檢定。

1.2 測量環境

測量環境溫度為20℃，相對濕度約為55%。

1.3 檢測工具

本次檢定過程使用FLUKE公司生產的931型組合式轉速計，其光學非接觸式測量量程為1~99999 r/min；接觸式計量量程為1~19999 r/min；精度為±0.02%讀數。

為了確保檢定過程的安全有效，應至少有2名或2名以上有資質的檢定人員參與檢定過程。在檢定前應檢查轉速表是否能夠正常運行，并準備扳手、螺絲刀、剪刀等必要的維修工具，以備在檢定過程中對離心機進行必要的拆卸或簡單的維修。

2 檢測方法

（1）在檢定前應對離心機生產廠家、儀器型號、轉速范圍、出廠編號等相關信息進行記錄，以便之后對檢定結果的查詢與分析。

（2）在開始檢測前應合理選擇被檢離心機的檢測點，選擇檢測點時應首先選取被測離心機最大轉速，然后應選擇使用者較常用的轉速，最后按照線性原則選擇其余檢測點，檢測點應＞3點，并盡可能多，以保證結果的準確性。

質控與計量

QUALITY CONTROL & MEASUREMENT

（3）FLUKE公司型號為931的組合式轉速表是通過在被測量轉軸上設定反射記號，而后獲得光線反射信號來完成物體轉速測量的。反射式光電轉速傳感器的光源會對被測轉軸發出光線，光線透過透鏡和半透膜入射到被測轉軸上，而當被測轉軸轉動時，反射記號對光線的反射率就會發生變化。反射式光電轉速傳感器內裝有光敏元件，當轉軸轉動反射率增大時，反射光線會通過透鏡投射到光敏元件上，反射式光電轉速傳感器即可發出一個脈沖信號，而當反射光線隨轉軸轉動到另一位置時，反射率變小光線變弱，光敏元件無法感應，即不會發出脈沖信號。所以，在檢測前還應在離心機轉動臂或軸上選擇合適的位置粘貼反射記號，粘貼的位置應為轉速表最容易照射到的位置。通常離心機生產廠商在離心機蓋上設計1個透明有機玻璃窗口，這種離心機只要在能經過該窗口下方的任意轉動臂上粘貼反射記號即可。但也有許多離心機制造廠商沒有設計窗口，為了能夠達到檢測的目的，又必須確保檢測人員的安全，對于小容量無窗口離心機可以制作一塊較厚，并可以覆蓋離心機倉口的有機玻璃片，此時反射記號可以粘貼在方便照射的任意轉動位置，在檢測時必須同時有2人壓住有機玻璃板，保證檢測過程的安全性；若無窗口離心機為大容量離心機，為保證安全，不能在開蓋的情況下檢測，如有必要，可拆開儀器，若能夠暴露轉動軸下端，也可將反射記號貼在轉動軸下方進行檢測，若仍無法暴露轉動軸，最好要求原廠家檢測，或送專業檢測機構進行檢測。

3 檢定結果（表1）4 檢測結果分析

4.1 轉速誤差率

轉速誤差率是衡量離心機轉速精度的簡單指標，其范圍一般以廠家出廠標準為參考，若誤差率超出廠家標準值就應進行維修或校準。

轉速誤差率A計算：

式中：n為轉速檢測值；n0為檢定點的標稱轉速。Y1的轉速誤差率，見表2。

表1 離心機轉數檢測結果（r/min）

表2 Y1的轉速誤差率

表3 檢測點10次檢測數據（單位：r/min）

表5 檢定點的擴展不確定度

4.2 檢測數據

使用轉速計對選定的常用轉速點進行測量，測量顯示時間在3~10 s之間，為了分析該檢測方法的轉速相對擴展不確定度，對每個測定點重復測量10次，并記錄數據,見表3。

4.3 檢定點10次檢定值的平均值

式(2)中: ni為檢定點轉速10次檢定值，r/min； N為檢定點的測量次數。檢定點的平均值，見表4。4

表4 檢定點平均值

.4 檢定點的擴展不確定度

為了評價本次檢測方法示值的不確定程度，需要計算每個檢定點的擴展不確定度：

式中：n0為檢定點的標稱轉速，k為置信系數，k=3。

經過公式(2)~(6)的計算，得到最終結果，假設檢測值為N1，檢測擴展不確定度，見表5。

5 小結

通過參照《JJG326-2006轉速標準裝置檢定規程》，總結對不同離心機轉速的檢測方案，并通過檢測結果的分析，對離心機轉速精度以及檢測方案的擴展不確定度進行評價，為離心機轉速精度檢測給出合理方案。

[1] JJG326-2006,轉速標準裝置檢定規程[S].北京:中國計量出版社,2000.

[2] JJF1059-1999,測量不確定度評定與表示[S].北京:中國計量出版社,1999.

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[4] 孫祝嶺.正態分布變差系數的置信區間[J].兵工學報,2009,(7):911-914.

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Research on Metrology of Centrifuge Revolution Speed

ZHAO Yi-feng, LI Wei-jia,QIAN Jian-guo
Equipment Department, Huashan Hospital Aff i liated to Fudan University,Shanghai 200040, China

TQ051.8+4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.08.020

1674-1633(2012)08-0067-03

2012-03-02

作者郵箱：Saxophone0417@163.com

Abstract: Nowadays, centrifuges have been widely used in kinds of laboratories, such as biology, clinical medicine, laboratory medicine, biochemistry. Since it is an important processing step before sample pretreatment process, whether the centrifuge is good or not has direct impact on test results. In order to measure and evaluate the revolution speed of the centrifuge, this paper refers to JJG326-2006 regulations verif i cation of standard equipment for revolution speed , in which model 931 modular speed table from FLUKE is used to test the centrifuge. Through different centrifuge tests, this paper summarizes the test methods, analyzes the test results and evaluates the accuracy of centrifuges.

Key words: centrifuge; revolution speed test; centrifuges accuracy