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Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)
C.5 参照CPCに対する校正証明書の白紙例
校正証明書発行機関の名称及び所在地
JIS Q 17025(又は同等の規格)認定状態を表す記載,又はロゴ
(校正証明書発行機関が国家計量標準機関ではない場合)
CPC型式 :
CPC識別/製造番号 :
顧客名 :
注文番号 :
記 : CPC 型式XXの校正
校正日 :
ページ 1/2
校正証明書の参照 :
発行日 : 署名 : (署名権者)
確認者 : 名前 :
――――― [JIS Z 8850 pdf 61] ―――――
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Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)
校正室への機器受理日 :
(校正機関の)機器識別番号 :
装置型式及び製造番号 :
初期検査の結果 :
装置の動作確認の結果 :
内部パラメータの設定(該当する場合) :
装置計測モードの濃度範囲
(操作マニュアルから抜粋) :
データ集録方法 :
校正日 :
校正室の温度及び圧力 :
サンプル圧の校正室圧力からの差圧 :
設定した流量(cm3/s) :
流量測定値(校正室条件下での体積流量)(cm3/s) :
流量の測定不確かさ :
校正エアロゾルの粒子材質及びキャリアガス :
粒子発生方法 :
装置のゼロ値 : x cm-3(y分間の平均値)
校正結果
粒径(nm)
粒径の不確かさ(nm)a)
目標濃度(cm-3)
校正中の2価帯電粒子の割合の測定結果
校正中の3価帯電粒子の割合の測定結果
検出効率η
検出効率の不確かさa)
CPCのd90値及びd50値の推定
(値を決定した方法) :
使用した装置(型式,識別,校正期限) : 例 参照FCAE,流量計
用いた校正手順書 :
被験CPCの校正証明書の有効期限 :
(CPCの動作に問題が見られた場合,又はCPCが過度な量の粒子にさらされた場合,本校正証明書は無
効である。)
参照 :
確認者 :
ページ 2/2
注a) 本校正証明書に記載された拡張不確かさは,標準不確かさに包含係数k=2を乗じて求めたもの
である。包含係数k=2は,約95 %の信頼水準に相当するものである。
――――― [JIS Z 8850 pdf 62] ―――――
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Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)
附属書D
(規定)
CPCの検出効率の計算方法
D.1 DEMCから供給される校正エアロゾルの粒径及び濃度
箇条6及び箇条7で規定した校正において,一次エアロゾル発生源で生成した粒子は,DEMCによって
特定の電気移動度のものが分級され,測定に供給される。DEMCによって分級された粒子の電気移動度は,
DEMCの幾何学的形状,体積流量,及び印加電圧によって決定される。流量qsのシースエアを再循環させ
る方式の円筒型DEMCの場合,印加電圧がUのとき,電気移動度Z(U)は式(D.1)で与えられる。
qs ln r2 r1 1
ZU (D.1)
2πLU U
ここに, L : DEMCの入口出口間の有効電極長さ
r1,r2 : DEMCの内円筒の外径及び外円筒の内径
(詳細はISO 15900:2009のAnnex E参照)
エアロゾル粒子の電気移動度は,粒径と電荷とによって決まる。球形粒子の粒径と電気移動度との関係
は式(D.2)で表される。
e 2lgas 0.997d
Z d, p p 1 .1165 .0483exp − (D.2)
3πμgasd d 2lgas
ここに, d : 粒径
p : 粒子の正味の電荷数
e : 電気素量
μgas : キャリアガスの粘性係数
lgas : キャリアガスの平均自由行程
ISO 15900によれば,μgas及びlgasは296.15 K(23 ℃)及び101.3 kPaでは次の値となる。
105 kg m-1s -1
μgas = 1.832 45
lgas = 6.730×10-8 m
図D.1は,電気移動度,DEMC印加電圧,及び粒径の関係を示している。DEMCに電圧Uを印加したと
き,DEMCの出口では電気移動度Z(U)の粒子が取り出され,その中には粒径d1(U)の1価帯電粒子,粒径
d2(U)の2価帯電粒子,粒径d3(U)の3価帯電粒子などが含まれる。
それゆえ,DEMC出口での総粒子数濃度CN(U)は,正味の電荷数pをもつ粒径dp(U)の粒子の濃度CN(dp(U))
の足し合わせとなり,式(D.3)で表される(簡略化のため,変数Uの表記を割愛する。)。
CN CN dp (D.3)
p≧1
また,p価の粒子数の割合pは,本文中の式(6)及び式(15)と同様に式(D.4)で表される。
CN dp
p (D.4)
CN
pの値は,一次エアロゾルの粒径分布及び帯電分布によって決まる。p及びCNの値は,測定結果から
被験CPCの検出効率の計算に必要不可欠である(D.3参照)。
――――― [JIS Z 8850 pdf 63] ―――――
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Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)
図D.1−電気移動度,DEMC印加電圧及び粒径の関係
D.2 被験CPCの検出効率の計算式
D.2.1 一般式
FCAEは,粒子の電荷数,検出効率ηFCAE(dp),及び分流器の偏りβによって決まる電流(又は,1価帯電
を仮定して電流値から算出した粒子数濃度CN,FCAE)を測定し,次の式で表される。
CN, FCAE CN dp p ηFCAE dp β
p≧1
(D.5)
CN β pp ηFCAE dp
p≧1
被験CPCの指示値は,粒径依存性のある検出効率ηCPC(dp)を用いて次の式で表される。
CN, CPC CN dp ηCPC dp
p≧1
(D.6)
CN p ηCPC dp
p≧1
参照CPCの指示値は,更に分岐の補正係数βを考慮し,次の式で表される。
CN, CPC, ref CN dp β
ηCPC, ref dp
p≧1
(D.7)
CN β p ηCPC, ref dp
p≧1
FCAE及び参照CPCの検出効率が,粒径d1以上の粒径範囲において一定と仮定する。この仮定によって,
式(D.5)及び式(D.7)は,式(D.8)及び式(D.9)となる。
CN, FCAE ηFCAEβ CN 1
p p (FCAEの場合) (D.8)
p≧
ηCPC, ref
CN, CPC, ref β CN (参照CPCの場合) (D.9)
ここに, ηFCAE : FCAEの検出効率
ηCPC,ref : 粒径に依存しない参照CPCのプラトー効率
式(D.6),式(D.8)及び式(D.9)から,粒径d1における被験CPCの検出効率は,次のように与えられる。
――――― [JIS Z 8850 pdf 64] ―――――
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Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)
CN, CPC CN p ηCPC dp
p≧2
ηCPC d1 ηFCAEβ (FCAEの場合) (D.10)
CN, FCAEηFCAEβ CN p p
p≧2
CN, CPC CN p ηCPC dp
p≧2
ηCPC d1 β (参照CPCの場合) (D.11)
ηCPC, ref
ηCPC, ref
CN, CPC, ref β CN p
p≧2
式(D.10)又は式(D.11)を用いて被験CPCの検出効率を算出するには,2価以上(p≧2)のηCPC(dp)の値が
必要だが,通常は未知の量である。そのため,ηCPC(d1)を得るには更なる仮定が必要であり,それらをD.2.2
及びD.2.3に規定する。多価帯電粒子が存在しなければ,2価以上の帯電粒子の割合pはゼロとなる。こ
の事例を,D.2.4に記載する。D.3には,多価帯電粒子が含まれる場合の粒子数CN及びp価帯電粒子の割
合pの計算方法を規定する。
D.2.2 被験CPCの検出効率が粒径に対して変動する領域での校正
次の計算では,2種類の極端な仮定を行って得られる二つのηCPC(d1)から,その算術平均としてηCPC(d1)
を推定する。
a) ≧2に対してηCPC(dp)=ηCPC(d1)と仮定する。この場合,2価以上の粒子に関してはηCPC(dp)の過小評価
になり,式(D.10)及び式(D.11)から明らかなように,ηCPC(d1)は過大評価になる。
この仮定の下では,式(D.6)は次のようになる。
CN, CPC ηCPC d1CN (D.12)
この式と式(D.8)及び式(D.9)から,次の式が導かれる。
CN, CPC
ηCPC, a d1 ηFCAEβ p p
(FCAEの場合) (D.13)
CN, FCAE p≧1
CN, CPC
ηCPC, a d1 β (参照CPCの場合) (D.14)
ηCPC, ref
CN, CPC, ref
ηCPC,a(d1)中の添え字“a”は,上記の仮定の下に算出された検出効率を示し,この値がηCPC(d1)の上
限となる。
なお,式(D.13)の使用にはpの値が分かっていなければならない(D.3参照)。
b) ≧2に対してηCPC(dp)=η'CPCと仮定する。ここでη'CPCは,検出効率が粒径によらず一定な領域にある
大粒径(例えば,100 nm)での,被験CPCの検出効率である。この場合,2価以上の粒子に関しては
ηCPC(dp)は過大評価になり,式(D.10)及び式(D.11)から明らかなように,ηCPC(d1)は過小評価になる。
この仮定の下では,式(D.10)及び式(D.11)は次のようになる。
CN, CPC ηCPCCN p
p≧2
ηCPC, b d1 ηFCAEβ (FCAEの場合) (D.15)
CN, FCAEηFCAEβ CN p p
p≧2
CN, CPC ηCPCCN p
p≧2
ηCPC, b d1 β (参照CPCの場合) (D.16)
ηCPC , ref
ηCPC , ref
CN, CPC , ref β CN p
p≧2
ηCPC,b(d1)中の添え字“b”は,上記の仮定の下に算出された検出効率を示し,この値がηCPC(d1)の下
限となる。
――――― [JIS Z 8850 pdf 65] ―――――
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- 19 : 試験 > 19.120 : 粒度分析.ふるい分け