氨氣報(bào)警器測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

洪　輝，劉　歡舟山市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)研究院

氨氣報(bào)警器測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

洪輝，劉歡
舟山市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)研究院

介紹了氨氣檢測(cè)報(bào)警器的示值誤差測(cè)量不確定度的評(píng)定方法。根據(jù)JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》［1］，識(shí)別測(cè)量過(guò)程中的各不確定度分量，通過(guò)數(shù)學(xué)建模、計(jì)算合成不確定度及擴(kuò)展不確定度。

報(bào)警器；示值誤差；不確定度；評(píng)定

一、引言

氨氣報(bào)警器是用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中氨氣濃度的計(jì)量器具。由于氨是一種無(wú)色而具有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體，短期內(nèi)大量吸入氨氣會(huì)出現(xiàn)頭暈惡心、呼吸困難等中毒癥狀，且易燃易爆，所以氨氣報(bào)警器的計(jì)量特性直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)安全和人生安全。根據(jù)我過(guò)的量值溯源體系，氨氣檢測(cè)報(bào)警器的量值通常溯源至有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)參照J(rèn)JF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》［1］和JJG1105-2015《氨氣檢測(cè)儀》［2］評(píng)定氨氣檢測(cè)報(bào)警器示值誤差的測(cè)量不確定度。

二、實(shí)驗(yàn)概述

2.1測(cè)量依據(jù)：JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》［1］、JJG1105-2015《氨氣檢測(cè)儀》［2］。

2.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：高純氮和濃度為200umol/mol；500umol/mol；800umol/mol的氮中氨標(biāo)準(zhǔn)氣體（相對(duì)不確定度為2%，包含因子k= 2）。

2.3被測(cè)對(duì)象：測(cè)量范圍（0～1000）umol/mol示值誤差為±10%氨氣檢測(cè)報(bào)警器。

2.4環(huán)境條件：環(huán)境溫度（0～40）℃，相對(duì)濕度＜85%，通風(fēng)良好，無(wú)干擾被測(cè)成分。

2.5測(cè)量方法：給儀器通電預(yù)熱穩(wěn)定后，校準(zhǔn)零點(diǎn)及儀器量程，然后按要求的三組氣體流量，將已知濃度的氮中氨標(biāo)準(zhǔn)氣體通入儀器，記錄儀器穩(wěn)定示值。每點(diǎn)做三次，三次的算術(shù)平均值為儀器示值。取絕對(duì)值最大的為示值誤差。

三、評(píng)定模型

3.1測(cè)量模型

式中：ΔCi--氨氣檢測(cè)報(bào)警器的示值誤差，umol/mol

C0——氨氣標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度實(shí)際值，umol/mol。

3.2靈敏系數(shù)

3.3不確定度來(lái)源分析

被測(cè)儀器引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度定值不確定度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

環(huán)境條件引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

四、評(píng)定不確定度

4.1被測(cè)儀器引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC的評(píng)定

被測(cè)對(duì)象為舟山三峰電器有限公司生產(chǎn)的測(cè)量范圍為（0～1000）umol/mol的氨氣檢測(cè)報(bào)警器，分別選取低、中、高濃度三點(diǎn)進(jìn)行10次連續(xù)測(cè)量：

根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，每個(gè)濃度點(diǎn)需要重復(fù)測(cè)定三次，取平均值作為結(jié)果。為使評(píng)定結(jié)果可靠，選取單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差中的最大值作為重復(fù)性帶來(lái)的不確定度。

4.2標(biāo)準(zhǔn)氣體的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uCˉ的評(píng)定

按標(biāo)準(zhǔn)氣體證書(shū)給出的不確定度為2%，k=2，本次評(píng)定重復(fù)性帶來(lái)的最大誤差濃度點(diǎn)在800umol/mol，

4.3環(huán)境的影響

若在規(guī)程規(guī)定的溫濕度范圍短時(shí)間內(nèi)完成檢定，受環(huán)境因素影響較小，故不考慮溫濕度對(duì)測(cè)定的影響。

4.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

4.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

輸入量Cˉ與C彼此獨(dú)立不相關(guān)，并且忽略溫度等環(huán)境因素的影響，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按下式得到：

4.6測(cè)量擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取k=2，則:取 Ur=3%

4.7測(cè)量擴(kuò)展不確定度的報(bào)告與表示

氨氣檢測(cè)報(bào)警器標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量擴(kuò)展不確定度：

測(cè)量范圍（0～1000）%Ur=3%k=2

五、結(jié)論

本次評(píng)定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度Ur=3%與規(guī)程規(guī)定的氨氣報(bào)警器的最大允許誤差±10%之比不大于1/3，滿足要求。

［1］中國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范.JJF1059.1-2012.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示.

［2］中國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程.JJG1105-2015.氨氣檢測(cè)儀.

［3］姜素霞.氨氣報(bào)警器校準(zhǔn)方法的研究，化學(xué)分析計(jì)量，2011: 81.