1.2　颗粒度计量的基本特性

1.2.1　基本特点

对于单个颗粒而言，颗粒粒径的大小称为颗粒的粒度，也可称为颗粒的粒径，其单位用微米（μm）表示。颗粒粒度或粒径就是颗粒球的直径。

对于非球形颗粒的粒度或粒径的定义有多种表征，比如：体积直径、表面积直径、筛分直径和阻力直径等等，分别取决于测量基准和统计方法，其粒径的大小是“等效”球的直径。例如，等效体积球直径、等效投影圆直径等。

近二十多年来，“颗粒度”这个术语称谓被赋予了计量学的概念，在这里它所表征的颗粒粒径的定义是指投影面积等效圆的直径或投影截面的最大弦长。

颗粒度从计量学的角度来讲，尽管其计量单位是微米（μm），但是，其基本量值对象并不是人们所熟悉的“长度”概念，它的物理意义是根据颗粒粒径的大小与颗粒群的多少来描述某一给定颗粒群或液体中颗粒群的尺寸分布的，也就是说，颗粒度计量的测量量值并不是人们通常所想象的“单个颗粒”的尺寸大小，而是特定的“颗粒群”的一定尺寸的颗粒分布结果，即颗粒的“大小与多少”。

从专业技术角度看，颗粒度计量除具有自己的独特专业特点外，也通过技术的和法制的手段，实现测量单位的统一和量值的准确可靠。颗粒度计量的最独特特点是“军工特色”非常突出，该技术是随着航空液压系统污染控制技术的发展需要而不断建立起来的一门新兴计量专业。

为了能够持续保证颗粒度量值的准确可靠和统一，颗粒度计量同样被纳入政府计量管理机构的管理体系及国防军工计量管理，对人员、标准、器具、规程等依法监督和管理，和其他门类的计量一样，颗粒度计量同样具有技术和管理的双重特性，依靠计量技术能力实现单位量值的统一，依靠计量管理监督保证量值的准确可靠。

1.2.2　专业特点

（1）国防特色　颗粒度计量的显著特点之一就是“军工特色”或“国防特色”。颗粒度计量在20世纪90年代起源于航空工业系统，后来在其他国防工业系统、军用保障和民用工业领域逐步推广与普及，2007年由原国防科工委对当时的航空工业颗粒度计量测试站通过行政许可设立了“国防科技工业颗粒度一级计量站”，成为国防科技工业在全国设置的18个一级计量技术机构之一。由于国家计量院没有建立颗粒度计量标准，国家计量系统也没有建立该量值的量传体系，因此，国防科技工业颗粒度一级计量站也自然地行使起国家最高计量技术机构的职能，成为全国颗粒度量值传递的“源头”。

（2）化学计量　颗粒度计量按专业划分属于化学计量，源于其量传方式是依靠标准物质来实现的。颗粒度究竟是划分为几何量还是化学专业，在国防计量界确实有过一番争议，目前大家基本都认同颗粒度计量属于化学计量的范畴，具体的讲就是该量值属于化学计量专业的化学工程量计量，其量值单位名称就是我们通常所说的“颗粒度”。计量对象包括液体颗粒计数器、尘埃粒子计数器、激光粒度分析仪、在线污染度监测仪等，计量内容有尺寸校准/检定、计数校准/检定等。

（3）防污特性　颗粒度计量在油液污染测试行业最为普及，凡是涉及到液压油、滑油、机油、燃油等油液介质的工作系统都可能存在着颗粒污染与危害的问题，为解决、控制或预防这些污染与危害的发生，定期对油液系统的油样污染度指标进行必要的日常检查是必不可少的。对于油液的污染度指标，在本专业领域内就叫做防污特性量。大气（空气）也有污染的问题，比如人们常说的PM2.5，这属于环境化学的计量范畴。总之，流体的固体颗粒污染指标划归为防污特性量。

（4）净化特性　为了减少颗粒污染对流体系统的危害，人们总是想方设法地从根本上控制和减少流体的污染或污染程度，最经济、最简单、最常用的方法就是在流体系统增加设置过滤器，对流体工作介质有效的过滤，以达到流体“净化”的目的。过滤器或过滤设备可否有效的过滤流体中的固体颗粒杂质？其过滤精度能否可靠的满足它所保护的系统的净化要求？这必须经过“多次通过试验”的检验才能回答。多次通过试验评定过滤器过滤性能的核心指标是“过滤比”，即β值。那么，β值的准确、统一和可靠是依靠颗粒度计量做保障的。这就是说，过滤器过滤性能的优劣、净化特性的好坏与否，其评价体系是建立在颗粒度计量基础之上的一门技术。

1.2.3　技术特性

在有关的计量基础知识、技术规范、技术论文或法律法规中，最常见的几个术语有：一致性、准确性、可靠性、计量法、检定规程、校准规范等，这些都是计量活动的技术特性、技术要求和技术目的。颗粒度计量作为一门新兴的计量专业，同样具有这些计量专有的技术特性。

（1）一致性　量值一致，单位统一，这就是计量的一致性或统一性。颗粒度计量的目的和任务，是保证油液固体颗粒污染度或空气洁净度量值的准确可靠与单位的统一。

（2）准确性　不同的人、不同的仪器的不同测量结果，尽管其一致性很好，但是，如果不准确，那也就失去了测量的意义。所以，计量的一致性必须建立在计量的准确性基础之上。颗粒度计量的一致性和准确性是依靠“液相颗粒标准物质”来实现的，它是颗粒度量值传递与溯源的载体。颗粒标准物质经过准确可靠的定值并建立相应的计量标准，通过检定或校准计量活动把颗粒度量值传递到科研生产现场使用的每台测量仪器，从而保证测量结果的准确性、一致性。

（3）法制性　颗粒度测试自从纳入计量管理后，其量值的一致性和准确性才有了可靠的保证。计量作为一门区分于其他门类的科学，就是计量的法制性，这就是人们经常所说的“计量管理是法制管理”。人、机、料、环、法、测等，凡是影响计量结果所涉及到的要素都要纳入政府性质的有关计量主管部门所形成的法律法规管理体系。

（4）局限性　颗粒度计量起源于国防工业，那是因为诸如飞机、舰船、战车、导弹等武器装备中的液压、润滑、燃油动力等流体系统的颗粒污染危害很大，严重影响了武器装备的作战性能和工作可靠性。加强油液污染的检测与控制，提高过滤净化产品科研生产水平，离不开颗粒度计量的基础性支撑保障作用。把颗粒度计量运用到流体装备的生产、使用、维修所带来的好处就是：提高性能、延长寿命、降低费用。随着人们对流体污染危害性认识的不断提高，目前在机械、汽车、电力、冶金、化工等民用工业领域也越来越重视颗粒度计量的重要性。凡是涉及流体工作介质的行业，都会有颗粒度计量的需求，但其局限性是显而易见的。也就是说，颗粒度计量的运用仅仅局限于“流体工业”设备的生产与使用，与人们的“吃、穿、住、行、用、听、看”离得比较远，这也是当初在国家计量体系找不到该量值的溯源途径的主要起因。

1.2.4　管理特性

计量工作既是科学性较强的技术活动，也是各项管理工作比较严格的政府行为。颗粒度计量也是同样的，除了上述的专业特点、技术特性，颗粒度计量还有以下几个管理特性。

（1）技术性　计量人员必须掌握最先进的颗粒度计量基础知识、技术标准、检定规程和操作技能，必须拥有依靠技术数据给出正确、准确、公正的判定能力；计量标准应优先使用最先进的仪器设备，液相颗粒标准物质在国际国内处于领先或先进水平；最新的技术手段和先进的测量原理不断在行业内普及应用。

（2）服务性　颗粒度计量管理的目的是为了对行业和计量客户进行更好的服务，人员培训、能力验证、仪器检定/校准、测量审核、期间核查、标准宣贯等，这些具有服务性的管理活动也是保持颗粒度量值准确、可靠、统一的有效支撑。国防科技工业颗粒度一级计量站作为一级计量技术机构，在行业内必须树立服务意识，不断改进服务作风，持续提高服务质量。

（3）市场性　颗粒度计量管理应着眼于市场的需求和客户的利益，杜绝使用不合格的标准物质和不满足要求的计量人员从事计量业务，以免客户受到计量不准而造成不必要的危害和损失。通过加强管理，自觉接受市场的监督，高度重视并认真解决客户反馈的不满意事项。

（4）权威性　行政、法制、职能和水平。行政即政府行为，计量管理部门和各级管理机构代表国家、政府对各项计量工作进行计量监督。法制即计量法，依法计量，通过法治手段维护“度量衡”准确、一致和可靠。计量管理部门和技术机构开展的检定/校准职能是政府依法授权的，包括检查、认证、认可和鉴定等。水平即计量技术水平和能力。计量技术的权威性通过计量管理充分的发挥，计量管理的权威性通过计量技术全面的体现，两者的结合保证了计量制度的统一和量值的准确可靠。

1.2.5　专业范围

颗粒度计量技术的专业范围主要包括：标准物质的研究、标准体系的研建、检定规程的制定、技术体系的规划、颗粒计数器的检定与校准、过滤净化产品测试设备可计量性研究等等。

（1）标准物质体系　颗粒度计量的量值传递是依靠标准物质来实现的，这种标准物质是液相态的颗粒标准物质，常用的有“石油基”MTD、ACFTD、球形颗粒标准物质，有“磷酸酯液压油基”的MTD颗粒标准物质，还有“水基”的球形颗粒标准物质。这些标准物质有单分散的、也有多分散的；有尺寸校准用的，也有颗粒计数校准用的；有球形颗粒的，也有非球形颗粒的。

颗粒度计量技术的发展与进步，在一定意义上表现为颗粒标准物质的发展与进步。目前的标准物质大都是微米级的，将来亚微米级和纳米级的标准物质会随着新的计量需求而投入使用。新的标准物质的研究给定值技术研究、均匀性和稳定性考核提出了更高的要求。根据计量对象的不同，如何理顺量值的传递与溯源关系，这也是标准物质研究的主要专业内容。总之，液相颗粒标准物质的地位非常重要，它就是颗粒度计量专业中的“砝码”。

（2）计量标准与检定规程　在颗粒度计量专业领域，1989年研究建立了首个国防计量标准：液体颗粒计数器检定装置，对应的检定规程是JJG（航空）066—1995《颗粒度测量仪器计量检定规程》，用于量传的标准物质主要是GBW（E）120017。该计量标准的研究与建立，开创了颗粒度计量这一新计量专业的新纪元。

随着流体污染控制技术的不断发展和颗粒度计量技术专业的细分，为了满足不同领域的计量需要，先后又研究建立了油基MTD颗粒标准装置、水基液体颗粒计数器检定装置、激光粒度分析仪校准装置、尘埃粒子计数校准装置等，对应的检定规程或校准规范分别是JJG（军工）17—2011《油基液体颗粒计数器检定规程》、JJF（军工）34—2012《水基液体颗粒计数器校准规范》和JJG 1061—2010《液体颗粒计数器检定规程》等。

（3）检定/校准　液体颗粒计数器的检定/校准工作是颗粒度计量专业中的日常业务。开展检定/校准工作之前，计量检定人员必须搞明白几个问题：一是，被计量仪器的情况，包括品牌、型号、测试油液、使用年限、运行状态、计量情况、维修情况等；二是，采用何种标准、何种标物、计量几条曲线；三是，对方现场可提供的条件；四是，对方操作人员的培训、持证、年限等有关情况。知道的信息量越多越利于检定/校准工作的开展；最后根据检定规程/校准规范做好检定/校准工作。

（4）技术体系　颗粒度计量对象所涉及的量值有：粉体特性量、防污特性量和净化特性量，这些构成了颗粒度计量的技术体系。

粉体特性量计量主要研究颗粒粉尘的粒度（粒径大小）、浓度（颗粒分布）的准确测量技术。测量仪器主要是激光粒度分析仪，常见的仪器制造商有马尔文公司、丹东百特公司等。测量的粉体对象有火炸药、推进剂、尘埃、水泥、面粉、盐、糖、煤等粉体材料，测量的粒度范围分为纳米级（<0.1μm）、亚微米级（0.1～1μm）和微米级（>1μm）。

防污特性量计量是针对流体中固体颗粒污染度和油液中的水珠颗粒及气泡颗粒含量所开展的准确测量活动。测量仪器有液体颗粒计数器、微水分析仪、气含量分析仪等，其中液体颗粒计数器和微水分析仪的运用最为常见和普及。液体固体颗粒污染度的粒度测量是微米级的范围，在气体中的固体颗粒粒度的测量范围有纳米级、亚微米级和微米级之分。对于水珠颗粒和气泡颗粒的测量，通常叫做“油中含水量”、“油中含气量”，用体积或重量百分比衡量。

净化特性量计量是指围绕流体过滤、分离与净化所采用的过滤材料，对不同污染物的净化性能指标的准确测量活动。影响过滤材料净化性能的指标有：孔径（最大孔径、平均孔径）、透气度等，对应的检测仪器是孔径仪、透气度仪等。目前对这些仪器如何开展计量，从技术上讲仍不具备条件，还缺乏相应的规范和手段。

（5）过滤产品测试设备的可计量性研究　过滤器、滤芯（过滤元件）、过滤材料（过滤介质）的过滤性能指标主要有：过滤效率、过滤比（过滤精度）、纳污容量（寿命）、压降、冒泡压力等，其中过滤效率即过滤比、纳污容量和压降在“多次通过试验台”上按照相应标准经过试验可同时检测出结果来，检测冒泡压力的试验设备通常叫做“冒泡压力试验台”。如何保证“多次通过试验台”、“冒泡压力试验台”测试结果的准确、可靠和统一，也就是说，这些实验设备的可计量性研究也是颗粒度计量专业的范畴。

关于多次通过试验台的校准问题，其核心项目是上、下游的液体颗粒计数器一致性校准，另外还有试验系统、污注系统、稀释系统的验证与校准等，有关校准方法和要求的具体内容在本书相关章节中进行介绍。

关于冒泡压力试验台的校准问题，目前成熟的做法是开展试验比对，由有资格的技术机构出具比对结果报告。