超聲波流量計測定廢水中流量的不確定度評定
——以化工廠矩形堰為例

吳海華

(江蘇省鎮江環境監測中心，江蘇 鎮江 212004)

1 引言

在實施排污許可證制度和總量控制中，污染物濃度和污水排放量是計算污染物排放總量的兩個主要監測指標，要能夠正確核算總量控制指標和正確評估污染物排放情況，必須保證污染源濃度在線監測儀器和排放流量在線監測設備的準確可靠[1]。現就多年現場監測的工作經驗，對化工企業矩形堰使用超聲波流量計測定廢水中流量監測結果的不確定度進行評定。

2 測量儀器

廢水中流量測量使用便攜式超聲波流量計，其具有精度高、重復性好、靈敏度高等特點，且便于安裝和維護。本文所使用的是水流跟蹤者手持式測速儀(SonTek FlowTracker手持式ADV,美國賽萊默儀器公司)。

3 測量方法

在企業的廢水排放口，在矩形堰截面上選取3條測速垂線，因為水深小于1 m，所以每條垂線測試1個點，就是水深的0.5倍處，根據面積S和流速v計算實際流量Q=v·S，S=d·h,其中d為矩形堰寬度，h為液面高度，故Q=v·d·h。d由分度值為1 mm的鋼卷尺重復9次測量液面垂線寬度，h由測桿標尺9次測量水深獲得，v由超聲波測速儀9次測量直接獲得，測量數據見表1。

4 不確定度的評定

4.1 不確定度的分類

不確定度主要有兩類，A類不確定度和B類不確定度。A類不確定度主要是指用對觀測列進行統計分析的方法來評定標準不確定度， 此類不確定度主要用來評定由測量引起的隨機誤差。B類不確定度是指用不同于對觀測列進行統計分析的方法來評定標準不確定度， 此類不確定度主要用來評定由測量儀器示值或校準引入的誤差[2]。

表1 寬度、水深和流速數據

4.2 不確定度來源與分析

分析測量方法可知，對流量Q的測量不確定度影響的因素有：水面寬度d，液面高度h，水流速度v的測量重復性引起的不確定度和鋼卷尺、測桿標尺分辨率引起的不確定度。

4.3 不確定度的評定

4.3.1 寬度測量引入的標準不確定度評定

4.3.2 水深測量引入的標準不確定度評定

4.3.3 流速測量引入的標準不確定度評定

由于是重復性測量，因此采用A類評定方法評定測量結果的不確定度。測量次數為9次，采用極差法。

4.4 合成標準不確定度及擴展不確定度

5 測量結果

(1) 用合成標準不確定度評定流量測量的不確定度結果為：

Q=25.18 m3/h，uq=0.52 m3/h,自由度v=25。

(2)用擴展不確定度評定流量測量的不確定度結果為：

Q=(25.18±1.07)m3/h，p=95%,v=25。