氨氣報警器測量結果的不確定度評定

洪　輝，劉　歡舟山市質量技術監督檢測研究院

氨氣報警器測量結果的不確定度評定

洪輝，劉歡
舟山市質量技術監督檢測研究院

介紹了氨氣檢測報警器的示值誤差測量不確定度的評定方法。根據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》［1］，識別測量過程中的各不確定度分量，通過數學建模、計算合成不確定度及擴展不確定度。

報警器；示值誤差；不確定度；評定

一、引言

氨氣報警器是用于監測環境中氨氣濃度的計量器具。由于氨是一種無色而具有強烈刺激性臭味的氣體，短期內大量吸入氨氣會出現頭暈惡心、呼吸困難等中毒癥狀，且易燃易爆，所以氨氣報警器的計量特性直接關系到工業生產安全和人生安全。根據我過的量值溯源體系，氨氣檢測報警器的量值通常溯源至有證標準物質。實驗參照JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》［1］和JJG1105-2015《氨氣檢測儀》［2］評定氨氣檢測報警器示值誤差的測量不確定度。

二、實驗概述

2.1測量依據：JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》［1］、JJG1105-2015《氨氣檢測儀》［2］。

2.2測量標準：高純氮和濃度為200umol/mol；500umol/mol；800umol/mol的氮中氨標準氣體（相對不確定度為2%，包含因子k= 2）。

2.3被測對象：測量范圍（0～1000）umol/mol示值誤差為±10%氨氣檢測報警器。

2.4環境條件：環境溫度（0～40）℃，相對濕度＜85%，通風良好，無干擾被測成分。

2.5測量方法：給儀器通電預熱穩定后，校準零點及儀器量程，然后按要求的三組氣體流量，將已知濃度的氮中氨標準氣體通入儀器，記錄儀器穩定示值。每點做三次，三次的算術平均值為儀器示值。取絕對值最大的為示值誤差。

三、評定模型

3.1測量模型

式中：ΔCi--氨氣檢測報警器的示值誤差，umol/mol

C0——氨氣標準氣體濃度實際值，umol/mol。

3.2靈敏系數

3.3不確定度來源分析

被測儀器引起的標準不確定度；

標準氣體濃度定值不確定度引起的標準不確定度；

環境條件引起的標準不確定度。

四、評定不確定度

4.1被測儀器引起的標準不確定度uC的評定

被測對象為舟山三峰電器有限公司生產的測量范圍為（0～1000）umol/mol的氨氣檢測報警器，分別選取低、中、高濃度三點進行10次連續測量：

根據檢定規程規定，每個濃度點需要重復測定三次，取平均值作為結果。為使評定結果可靠，選取單次實驗標準差中的最大值作為重復性帶來的不確定度。

4.2標準氣體的標準不確定度uCˉ的評定

按標準氣體證書給出的不確定度為2%，k=2，本次評定重復性帶來的最大誤差濃度點在800umol/mol，

4.3環境的影響

若在規程規定的溫濕度范圍短時間內完成檢定，受環境因素影響較小，故不考慮溫濕度對測定的影響。

4.4合成標準不確定度匯總表

4.5合成標準不確定度的計算

輸入量Cˉ與C彼此獨立不相關，并且忽略溫度等環境因素的影響，所以合成標準不確定度按下式得到：

4.6測量擴展不確定度的評定

取k=2，則:取 Ur=3%

4.7測量擴展不確定度的報告與表示

氨氣檢測報警器標準裝置測量擴展不確定度：

測量范圍（0～1000）%Ur=3%k=2

五、結論

本次評定結果的擴展不確定度Ur=3%與規程規定的氨氣報警器的最大允許誤差±10%之比不大于1/3，滿足要求。

［1］中國國家計量技術規范.JJF1059.1-2012.測量不確定度評定與表示.

［2］中國國家計量檢定規程.JJG1105-2015.氨氣檢測儀.

［3］姜素霞.氨氣報警器校準方法的研究，化學分析計量，2011: 81.