计量工作作为一项重要的技术基础工作, 核心是保障计量单位制的统一和实现量值的准确、可靠, 量值溯源与量值传递是实现量值统一的主要途径。高质量完成好科研单位各类计量设备的量值溯源, 是评价各类试验装备性能、保证科研试验数据质量的重要技术手段。随着科研单位各类试验设备设施建设以及试验手段的提升, 各类计量设备的数量逐年增加, 量值溯源的需求也越来越多。因此, 高质量做好各类计量设备量值溯源工作是科研单位计量的中心工作, 也是科研单位计量机构抓好计量保障的主要任务。
计量设备量值溯源的意义和要求
计量设备的定义
根据相关规定, 计量设备是指能用以直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质, 包括实施科研试验保障和为试验装备配套的测量标准及配套设备、检测仪器设备及系统等。
根据这一定义, 计量设备主要包括:
测量标准及配套设备、仪器仪表、工量具、专用测试仪器设备以及测试系统等。
其中, 测量标准及配套设备主要由单位计量机构负责建立、保持、维护和使用。
各类仪器仪表、工量具、专用测试仪器设备以及测试系统主要由各基层研究室负责保存、维护和使用。
计量设备量值溯源的必要性
《装备计量保障量值溯源与传递》中规定了量值溯源与传递的总要求, 主要有以下五点要求:
(1) 装备、检测设备和测量标准的性能参数, 均应通过量值传递或溯源的方式, 与相应的国家计量基准建立联系, 确保被测对象量值的准确、一致。
(2) 对直接影响到装备、检测设备和测量标准的使用效能、人身和设备安全的参数或项目, 应纳入到强制检定范围, 并制定强制检定目录和强制检定实施计划。
(3) 量值传递和溯源应符合国家计量检定系统表的要求。
(4) 实施量值传递工作应按照正式颁布的计量检定规程、校准规范或其他计量技术文件要求进行, 若需要新编制或修改计量技术文件时, 应经过主管部门的审批后方可实施。
(5) 装备、检测设备和测量标准的量值传递和溯源工作应纳入装备科学化、制度化、经常化管理, 明确计量覆盖率和计量受检率的目标要求。
根据上述要求, 计量设备量值溯源和传递具有法制性、强制性和科学性。它是保证仪器仪表量值准确可靠的重要途径, 是检验装备是否始终处于良好技术状态的重要手段, 也是获取正确的、可信的科研试验数据的重要技术基础。
量值溯源的实施
量值溯源是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链, 使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准 (通常是国家计量基准或国际计量基准) 联系起来的特性。量值溯源的目的主要是通过检定/校准等方式, 以保证被计量对象的量值准确一致。
量值溯源主要有四种途径: (1) 直接送至有资质的检定/校准机构进行检定、校准来实现量值溯源, 比如外送中国计量科学研究院、中国测试技术研究院等; (2) 单位计量机构建立最高标准 (参考标准) , 进行内部检定、校准来实现量值溯源; (3) 通过使用有证标准物质 (CRM) 实现量值溯源; (4) 当溯源至国家基 (标) 准不可能或不适用时, 应溯源至公认实物标准 (标准品、对照品) , 或通过比对试验, 参加能力验证等途径提供证明。比如一些专用测试设备, 在没有溯源的渠道的情况下, 可以通过计量比对的形式实现量值溯源, 对参数性能提供证明。
计量设备量值溯源的实施主要包括确认量值溯源的计量设备、制定下达量值溯源计划、计量设备溯源送检、统计报表等四个环节。
确认量值溯源的计量设备
需要注意的是:凡是对检测/校准结果的准确性和有效性有影响的计量设备都应纳入需要量值溯源的范围内, 不论是主要设备还是辅助设备。
具体要求是:每年底, 各基层单位应综合考虑本年度所属计量设备的数量情况、质量情况、拟退役报废情况以及下年度试验任务安排情况, 安排装备管理员专人进行梳理确认下年度需要溯源的计量设备, 提出溯源要求 (包括溯源时间、溯源参数以及其他特殊要求, 比如是否需要现场溯源等) , 经逐级汇总审核后上报。
需要说明的是:各单位在确认所需量值溯源的计量设备时, 一定要考虑可执行性, 建议不要把已损坏的, 或拟退役报废的, 或者已经封存不使用的仪器设备列入溯源需求表中。否则会影响各单位年度计量受检率。当然, 在用的、该周期溯源的也不能漏报、错报。
制定下达量值溯源计划
单位年度计量设备溯源计划制定, 一般由单位计量机构根据各基层单位上报的计量设备年度溯源需求, 结合自身计量参数技术能力以及计量设备溯源途径、渠道和目的, 统筹制定溯源计划。
为确保年度量值溯源计划的科学性和可执行性, 一般在年度量值溯源计划下达前, 组织召开溯源计划协调会, 会议的目的主要根据各基层单位计量保障需求的轻重缓急, 进一步协调明确各单位溯源送检计划的分布、时间要求, 在综合考虑各单位任务冲突和可执行可操作的前提下, 进行适当调整后下达。
需要说明的是:年度计量设备溯源计划是全年计量设备送检溯源的依据, 也是主管部门、计量机构和基层单位共同的遵循, 计划制定下达后, 应维护计划的严肃性, 认真执行, 不得随意提前或推后送检, 否则就将会影响到整个年度计划的完成。
计量设备溯源送检
各基层单位仪器设备统管人员应根据下达的年度量值溯源计划, 按期送到计量机构仪器统管组, 仪器统管组会根据仪器的性能参数, 若在单位计量机构测量标准参数能力范围内的, 就直接下达到各参数计量检定人员进行检定或校准。如果超出单位计量机构的技术能力范围, 将按照就近原则和经济性原则, 统一分送地方计量机构溯源。溯源完成后, 由仪器仪表组统一取回通知各基层单位统管人员及时取件。
需要注意事项是:各基层单位计量送检清单和委托单信息要齐全准确, 提前清点好数量、附件, 做到送检清单和实物一致。具体实施过程中, 有些单位送检清单比较混乱, 要么信息不全, 要么清单和实物不一致, 要么箱子上是一个名称, 里面又是另外的设备, 这些情况都时有发生。另外, 如是科研任务急需, 一定要注明急件, 对于急件一般都会优先安排;对于现场临急计量检定任务, 根据规定一定要提前填写申请表, 明确任务时间、地点、内容, 经审批同意后下达给计量机构执行, 以免实验室检定任务和现场检定任务冲突。
此外, 对于测量标准装置, 在一个溯源周期内, 还应通过期间核查、比对、能力验证等方式监控仪器设备, 以实现测量结果的质量保证。
统计报表
量值溯源的实施的第四个环节是统计报表, 主要包括月报、季报、半年总结及计划调整、年度总结。
月报, 主要是统计各基层单位计划执行情况, 并及时向主管部门和各基层单位通报, 督促检定计划完成。
季报, 每季度统计各单位计划完成率、分析存在的问题、制定针对性的措施, 以确保下一季度的计划完成。
半年总结及计划调整, 主要是总结半年计划完成情况, 如上半年计划变动较大, 一般会根据计划执行情况及时进行半年调整, 以确保下半年计划的可执行性。
年度总结, 主要是总结全年计量设备溯源计划完成情况, 通报各单位计划完成率, 分析存在的问题, 总结好的经验和做法, 对下一年度溯源计划提出意见和建议。
量值溯源中存在的问题和建议
管理方面的问题和建议
问题一:制定年度量值溯源计划还不准确。根据统计, 年度溯源计划未完成大部分原因主要是: (1) 计划送检时间与试验任务冲突, 无法及时安排; (2) 列入计划的部分设备无溯源依据和渠道, 或者无法拆卸, 不具备检定条件。 (3) 部分封存和拟退役报废设备未及时剔除年度量值溯源计划, 导致部分单位计划完成率不高。建议在编制年度计量溯源计划时, 各基层单位能结合设备维修月、试验任务安排和设备状态, 合理确定送检设备和送检时间, 以确定计划的科学性和可操作性。
问题二:执行年度量值溯源计划还不到位。这方面由客观原因, 也有主观原因。客观上讲, 各单位计量管理人员一般是兼职人员, 岗位变化较大, 新的计量管理人员普遍存在不了解计量业务流程、不清楚计量工作具体要求、不熟悉计量检定规程等情况, 导致送检不及时、数据统计不准确、督促各基层装管员不到位等情况, 影响了年度溯源计划的顺利开展和按期完成。建议各单位计量管理人员能相对稳定, 同时加强相关计量专业知识的培训宣贯, 解决好不懂不会的问题。主观上, 一线科研人员和管理人员计量法规意识还不强, 导致仪器设备送检随意性较大, 误送、漏送甚至不送的情况时有发生。建议进一步加强计量法规的宣贯力度, 及时制定下发仪器设备强制检定目录和工作程序, 加强经常性的检查和督导, 建立溯源计划完成情况定期通报机制, 以确保年度溯源计划落到实处。
技术方面的问题和建议
近年来, 随着设备建设和科研试验的快速发展, 先后配置了大量的特种仪器和专用测试系统, 而单位计量机构和国内计量机构的测量标准和方法体系建设相对滞后, 导致部分专用测试设备和仪器仪表不能有效溯源。主要原因: (1) 国内计量机构不具备计量溯源能力, 导致无法进行计量检定。 (2) 部分专用测试设备是自研设备, 还没有校准测试规范和溯源渠道。 (3) 部分仪器设备安装固定在试验设备上, 现场设备拆卸和安装困难, 不具备现场在线检定的条件。为解决上述问题, 建议从以下四个方面考虑溯源问题。
(1) 进行针对性溯源。从设备使用实际情况出发, 计量主管部门组织技术人员和计量人员对设备的性能、技术指标 (参数、测量范围、准确度等级等) 进行分析分类, 需要量值溯源的参数或主要技术指标, 针对性进行溯源检测。
(2) 开展计量比对。根据设备的性能和技术要求, 根据JJF 1117-2010《计量比对》要求, 组织技术和管理人员编制作业指导书或计量技术规范, 联系各单位对同量程、同等级、同参数的多台比对 (三台及以上) 或两台比对设备, 定期或不定期进行性能和技术指标计量比对, 其目的是替代设备溯源, 比对合格设备标明状态和有效日期。
(3) 重复测量核查。根据《装备计量保障中量值的溯源与传递》关于设备核查要求, 组织技术人员和管理人员编制设备作业指导书或计量技术规范, 采用设备定期核查的方式, 对同一稳定、准确度相当的被测件进行重复测试、稳定性考核, 其目的是保证设备的技术性能, 重复测量核查合格设备标明状态和有效日期。
(4) 坚持设备建设和量值溯源同步论证, 必要时建立计量标准装置。按照“有所为、有所不为”的原则, 一方面, 对数量不多、单位计量机构计量能力不能覆盖的仪器设备, 可以充分借助国内计量机构进行溯源, 如果国内解决不了, 可以用计量比对、重复性核查的方式进行计量确认, 解决溯源的问题。另一方面, 针对单位计量能力不能覆盖, 但在用数量多、且与科研试验数据质量紧密相关的仪器仪表, 建议及时建立测量标准装置, 以解决外送费用贵、周期长而没有及时送检的问题。此外, 针对新建设备, 对其计量溯源手段应进行同步规划论证, 特别是涉及到特殊环境下、专业性强、行业独有的计量保障需求, 应需要提前考虑, 必要时可联合国内计量技术机构共同研制校准装置或编制校准方法。