數字式甲烷測量儀器示值測量結果不確定度評定

劉 旗（婁底市計量測試檢定所，湖南婁底，417000）

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數字式甲烷測量儀器示值測量結果不確定度評定

劉 旗
（婁底市計量測試檢定所，湖南婁底，417000）

摘要：作者在建立計量標準時，將多個規程囊括到一個標準項目中，節省人力和物力。簡單的介紹了合并后的不確定度分析及評定過程。

關鍵詞：高低濃甲烷傳感器；重復性；不確定度評定

1 概述

1.1 測量依據

JJG678－2007 《催化燃燒式甲烷測定器》

JJG（湘）08－2003《移動式甲烷斷電儀》

JJG（湘）09－2003《固定式甲烷斷電儀》

JJG (湘) 11-2003 《高濃度熱導式甲烷傳感器 》JJG（湘）10－2003《低濃載體催化燃燒式甲烷傳感器》

1.2 環境條件

溫度：（15～35）℃， 相對濕度:小于85%RH

1.3 測量標準

空氣中甲烷氣體標準物質，GBW(E) 080043

聲級計：型號HY110，測量范圍(45～120)dB，分辨率≥1 dB，編號020829，

衡陽儀表廠制造；

玻璃轉子流量計：型號LZB－3WB，測量范圍(0～600)ml/ min，準確度4級，

常州熱工儀表廠制造。

1.4 被測對象

名稱：高低濃甲烷測傳感器

出廠編號：87070

1.5 測量過程

采用直接比較法進行校準，把空氣中甲烷氣體標準物質、通過減壓閥、氣體流量計通入被校的甲烷測定儀器，甲烷測定儀器顯示濃度，此讀數減去空氣中甲烷氣體標準物質濃度值，即為被檢甲烷測量儀器的示值誤差。

2 數學模型

2.1 數學公式

式中：Y－被檢甲烷測定儀器的示值誤差，

X1－被檢甲烷測定儀器的實際指示值，

X2－空氣中甲烷氣體標準物質，

2.2 傳播系數

3 各輸入量的標準不確定度分量的來源

3.1 儀器檢定環境條件為常溫，即溫度引起的誤差忽略不計。誤差來源比較少，誤差輸入量X1的標準不確定度u(X1)，只有二個分量。

3.1.1 由重復性條件下被測甲烷測定儀器的測量重復性引起的不確定度u1（X1）。

3.1.2 被檢儀器的分辨率引起的誤差u2(X1)。

3.2 輸入量X2的標準不確定度u(X2)主要由二級甲烷標準氣體的誤差引起，

4 各輸入量的標準不確定度分量的評定

各輸入量估計值彼此不相關，合成標準不確定度為：

下面以二級甲烷標準氣體校準高低濃甲烷測傳感器為例，對示值誤差測量結果的各不確定度分量進行評定。

4.1 輸入量X1的標準不確定度u（X1）的評定

4.1.1 重復性測量引入的不確定度分量u（1X1）的評定

由于測量值是三次測量值平均值，則不確定度分量為：

4.1.2 被檢儀器的分辨率引起的不確定度量u（2X1）的評定

4.2 輸入量X2的標物質準不確定度u(X2)的評定

(X2)的自由度為

5 合成標準不確定度的評定

5.1 合成標準不確定度的計算

5.2 標準不確定度一覽表

5.3 擴展不確定度計算

包含因子k=2，擴展不確定度為

6 對使用二級標準氣體校準催化燃燒式甲烷測傳感器測量不確定度評估

根據規程規定對甲烷測定器每個測量點進行校準，其各點示值測量結果不確定度見下表3：

7 校準與測量能力（CMC）(見下表4)

8 結束語

這幾個設備囊括了現在煤礦在用的主要瓦斯測量儀器，將這幾個不同的儀器合并到一個計量標準里，不確定度也合并到一起，減少重復計算。希望能夠給相關檢定人員提供一些的幫助。

參考文獻

[1] JJG678－2007 催化燃燒式甲烷測定器檢定規程[M] 北京：中國質檢出版社，2007

[2] JJG（湘）08－2003 移動式甲烷斷電儀檢定規程[M] 湖南：湖南省質量技術監督局，2003

[3] JJG（湘）09－2003 固定式甲烷斷電儀檢定規程[M] 湖南：湖南省質量技術監督局, 2003

[4] JJG(湘)11- 2003 高濃度熱導式甲烷傳感器檢定規程[M]湖南：湖南省質量技術監督局, 2003

[5] JJG(湘)10－2003 低濃載體催化式甲烷傳感器檢定規程[M] 湖南：湖南省質量技術監督局， 2003

劉旗（1970.12- ），男，湖南邵陽人，本科，助理工程師。研究方向：計量檢測與計量管理。

表3

表4

Evaluation of uncertainty of measurement results of digital methane measuring instrument

Liu Qi
(Loudi Institute of Metrology and measurement,Loudi,Hunan,417000)

Abstract：The author in the establishment of measurement standards,will be included in a number of procedures to a standard project,saving manpower and material resources.After a brief introduction of the combined uncertainty analysis and evaluation process.

Keywords：high and low concentration methane sensor;repeatability;uncertainty evaluation

作者簡介