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4) 統計的解析によらない標準不確かさの評価は,Bタイプ評価と呼ばれる。Bタイプ評価では,
測定器の校正証明書及び仕様書,物理定数を記載したデータ集,過去のデータ,発表された文
献などが利用される。
5) 式 (JA.2) は,入力量間に相関がない場合に適用される。相関がある場合には,右辺に入力量間
の相関係数を含む項が付け加わる。この規格では,入力量間の相関がない場合だけを扱う。
6) 式 (JA.1) が特に
p1 p2 pN
y C x1 x2 xN (JA.5)
ここに,C,p1,p2,···,pNは,定数の形で表されるとき,式 (JA.2) は,次の相対不確かさの
伝ぱ(播)則と等価である。
2 N 2
uc ( y) u(x )
pix i (JA.6)
y i1 i
7) =2とするとき,y及びuc (y)で特徴付けられる分布が正規分布の場合は,y±U は,分布のお
よそ95 %を含む区間を与える。
JA.2 計数効率
ここでは,計数効率の試験結果の不確かさを評価する方法を示す。参照器の計数効率がη0,その標準不
確かさがu (η0)であるとする8)。被試験器(DUT)及び参照器(REF)による並列同時測定をn回繰り返す。
nは,5以上とする9)。ただし,1回の測定における粒子計数値がDUT及びREFのいずれについても1 000
を下回ることがないように試料粒子個数濃度及び測定時間を選択する。また,附属書Aに記載されている
ように,試料の粒子個数濃度は,REF及びDUTの最大粒子個数濃度の25 %以下とする。第i回目測定に
おけるREF及びDUTそれぞれによる粒子個数濃度測定値をc0i, ciとする。ただし,c0iは,η0による補正を
行う前の濃度値である10)。DUT及びREFの濃度比ri=ci/c0iの平均値をrとする。このとき,DUTの計数効
率に対する数学的モデル[式 (JA.1) に相当]は,次のように表される。
η0 r
η (JA.7)
ここに,αは,サンプリング位置による粒子個数濃度の不均一性を不確かさ評価において考慮するため
の数因子で,図JA.1に示すようにDUT側濃度の基準計数器側濃度に対する比である11)。
被試験器
被試験器 ci
(DUT)
(DUT)
α
試験用エアロゾル
試験用エアロゾル サンプリング口の場所の
サンプリング口の場所の
違いによる濃度比
違いによる濃度比
11
サンプリング
サンプリング
参照計数器
参照計数器 c0i
チャンバ (REF)
(REF)
チャンバ
図JA.1−計数効率試験の不確かさ評価における実験装置の配置例
ηの標準不確かさuc (η)を,式 (JA.6) 及び式 (JA.7) に基づき,次によって評価する12)。
――――― [JIS B 9921 pdf 16] ―――――
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B 9921 : 2010
2 2 2 2
uc (η) u (α) u (r)
u (η0 )
(JA.8)
η2 α2 η0 r2
ここに,右辺に現れる標準不確かさは,次のように求める。
u (α) : 従来からの知見によって,αが[1−Δ,1+Δ]の範囲を超えないことが確認されている場合は,
これに基づき, u(α)Δ/ 3 とする。
なお,式 (JA.8) における分母のαの値は,1とする。αについての情報がない場合は,次のようにする。
2台の計数器A,Bを準備する。A,Bの計数効率は,不明でよい。A,Bを図JA.1のそれぞれREF及
びDUTのサンプリング位置で用いたときの濃度測定値をc0A,cBとする。次にA及びBのサンプリング位
置を交換して得た濃度測定値をc0B,cAとする。この配置におけるαを式 (JA.9) によって求める。
cAcB
α (JA.9)
c0 Ac0 B
次に,計数効率試験で対象となり得る最大の吸引空気流量をもつ計数器と同等の吸引能力を有するポン
プP(又は計数器)を準備し,Pの吸引口をDUTサンプリング口の近く,REFサンプリング口近く,又は
サンプリングチャンバ内のほかの代表的な幾つかの位置の中の一つに設置し,上記と同様の方法によって
αを評価する。さらにPの吸引口の位置を取り替えてαの評価を繰り返す。このようにして得られた複数
のαについて|α−1|の中の最大の値をΔとする。u (α)は,これを用いて u(α)
Δ/ 3 とする。
u (η0) : 参照器の計数効率の不確かさ。参照器の校正証明書による。
u (r) : まずriの実験標準偏差srを式 (JA.10) によって求める。
2
sr (rir) /(n )1 (JA.10)
i
従って, u(r) r /n (JA.11)
注8) η0は,試験に用いる校正用粒子の粒径値xにおける値とする。
9) 測定日の違いによる計数効率のばらつきが,短時間の繰返しにおけるばらつきよりも大きいと
考えられるときには,測定日を変えた実験を行うことが望ましい。例えば,3日間にわたり各
日ごとに3回の繰返し測定を行う。この場合には,分散分析を用いて日間のばらつきと繰返し
のばらつきを分離して評価することが望ましい。
10) この規格の式 (2) におけるC0は,計数効率η0による補正後の値であって,C0=c0i /η0に相当す
ることに注意する。
11) αの最良推定値は,1とする。
12) UTが最小可測粒径付近で極めて狭い粒径分布幅をもつ粒子の測定に利用される可能性がある
場合には,最小可測粒径での計数効率に関して,校正用粒子の粒径が最小可測粒径の値と厳密
に一致しないことに起因する不確かさ成分ux (η)の寄与を別途考慮しておくことが望ましい。
ux (η)の大きさは,式 (JA.12) によって求める。
dη
ux(η) u(x) (JA.12)
dx
ここに,dη/dxは近似的に dη dx
1( 2 πσ) で与えられ,σは校正用粒子に対してDUTで得ら
れる粒径分布スペクトルの拡がりを表す標準偏差(粒径の単位で表されたもの)である。また,
u(x) (xp x0 ) 2u2 (xp ) でxpは校正用粒子の認証粒径,u (xp)はその不確かさ(校正証明書等
によって求める),x0は最小可測粒径の仕様値である。
――――― [JIS B 9921 pdf 17] ―――――
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B 9921 : 2010
この規格では,DUTの測定対象は,ux (η)が式 (JA.8) のuc (η)と比べて顕著な大きさをもたな
い程度に広い粒径分布の測定に用いられると想定し,ux (η)の寄与を式 (JA.8) に合成することは
しない。
JA.3 粒径区分のしきい値の誤差
ここでは,粒径区分のしきい値の誤差に対する試験結果ε[式 (1) 参照]の不確かさを評価する手順を
示す。この規格の図4に示された応答曲線をY=f ( X )で表す(図JA.2参照)。
図JA.2−応答曲線
εの合成標準不確かさuc (ε)は,式 (1) 及び式 (JA.2) に基づき,近似的に式 (JA.13) によって評価する。
2 1 u2 (yp )
u2 ( yr )
uc (ε) 2u2 (xP ) 2 (JA.13)
xr b
dfのX=xrにおける値
ここに, b : 応答曲線f (x)の傾きdX
u(xP) : 校正用粒子の粒径xPの不確かさ。校正用粒子の校正証明
書による。
u(yr) : 粒径区分のしきい値xrに対する電圧設定値yrの不確か
さ。yrを求めるための電圧計の電圧目盛の不確かさ(電
圧計の校正証明書による)をut (yr)とし,yrを繰返しnt
回の測定(実験標準偏差st)から求めるものとして13),
式 (JA.14) による。
2t
2t s
u2 ( yr )
u (yr ) (JA.14)
nt
u(yp) : 応答曲線の決定において,xr近傍での校正用粒子の粒径
xPに対するメジアン電圧ypをPHAで求めるときの不確
かさ。PHAの電圧目盛の不確かさ(PHAの仕様書など
による)をuPHA (yp),ypを繰返しnPHA回の測定(実験標
準偏差sPHA)から求めるものとして13),式 (JA.15) によ
る。
2
2 sPHA
u2 ( yp )
uPHA(yp ) (JA.15)
nPHA
注13) 測定日の違いによるばらつきが,短時間の繰返し測定によるばらつきよりも大きいと考えられ
るときには,測定日を変えた実験によって実験標準偏差を評価することが望ましい。
――――― [JIS B 9921 pdf 18] ―――――
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B 9921 : 2010
参考文献 JIS B 7556 気体用流量計の校正方法及び試験方法
JIS B 9920:2002 クリーンルームの空気清浄度の評価方法
ISO 9276-1 Representation of results of particle size analysis−Part 1: Graphical representation
ISO/IEC Guide 98-3,Uncertainty of measurement−Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ASTM F50-92 (2001) e1,Standard Practice for Continuous Sizing and Counting of Airborne Particles in
Dust-Controlled Areas and Clean Rooms Using Instruments Capable of Detecting Single
Sub-Micrometre and Larger Particles
ASTM F328-98 (2003),Standard Practice for Calibration of an Airborne Paricle Counter Using
Monodisperse Spherical Particles
ASTM F649-01,Standard Practice for Secondary Calibration of Airborne Particle Counter Using
Comparison Procedures
飯塚幸三監修 : ISO国際文書“計測における不確かさの表現のガイド”日本規格協会(1996)
櫻井 博,佐藤佳宏,榎原研正,“凝縮式粒子計数器(CPC)の検出効率の校正と微分型移動度
分級器(DMA)の分級特性の評価”,エアロゾル研究,22,310-316(2007)
[1] 高橋幹二著,“エアロゾル学の基礎”,日本エアロゾル学会編,森北出版,pp.147-164
――――― [JIS B 9921 pdf 19] ―――――
18
B 9921 : 2010
B9
2
附属書JB
92
(参考)
1 : 2
JISと対応国際規格との対比表
010
JIS B 9921:2010 光散乱式気中粒子計数器−校正方法及び検証方法 ISO 21501-4:2007,Determination of particle size distribution−Single particle light
interaction methods−Part 4: Light scattering airborne particle counter for clean spaces
(I) JISの規定 (II) (III)国際規格の規定 (IV) JISと国際規格との技術的差異の箇条(V) JISと国際規格との技術的差異
国際規 ごとの評価及びその内容 の理由及び今後の対策
箇条番号及 内容 格番号 箇条番号 内容 箇条ごと 技術的差異の内容
び題名 の評価
1 適用範囲 1
注記1 変更 ISOでは,本文であったが注記 技術的差異はない。
に変更した。
注記2 追加 物理的粒径の測定ではないこと測定の内容を明確に説明するため。
の説明 技術的差異はない。
削除
The following are within 削除 目次にある項目であり,技術的差異
the scope of this part of ISO はない。
21501
2引用規格
3用語及び 2 Terms and definitions
定義
3.2 清浄空気 追加 重要な用語であるため。 技術的差異はない。
3.3 偽計数
3.4 試験用空気
2.3 Particle counter 削除 適用範囲で説明しているため。
4 測定原理 − 追加 理解しやすく,かつ,現行JIS
5基本構成 にあるため。技術的差異はない。
6性能 3 Requirements 一致
――――― [JIS B 9921 pdf 20] ―――――
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JIS B 9921:2010の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 21501-4:2007(MOD)
JIS B 9921:2010の国際規格 ICS 分類一覧
- 19 : 試験 > 19.120 : 粒度分析.ふるい分け
JIS B 9921:2010の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB9925:2010
- 光散乱式液中粒子計数器―校正方法及び検証方法
- JISZ8103:2019
- 計測用語
- JISZ8122:2000
- コンタミネーションコントロール用語