總懸浮顆粒物采樣器的不確定度評定

王文 范穎

（天津市計量監督檢測科學研究院 天津 300192）

引言

總懸浮顆粒物采樣器主要用于采集空氣動力學當量直徑<100μm顆粒物的采樣器，是環保監測的一種重要儀器。

其工作原理如下：使一定體積的空氣恒速通過已知質量的濾膜時，懸浮在空氣中的顆粒物被阻留在濾膜上，根據濾膜增加的質量和通過濾膜的空氣體積，確定空氣中總懸浮顆粒物的質量濃度，并可用于測定顆粒物中的金屬、無機鹽及有機污染物等組分。

其主要包括采樣頭、濾料采樣夾、抽氣動力裝置、流量傳感器、溫度傳感器以及時間控制器等部分組成。

1 數學模型的建立

依據JJG943-2011總懸浮顆粒物采樣器檢定規程，選定100L/min、1050L/min兩個流量點進行檢定，取下總懸浮顆粒物采樣器的切割器，安裝上一張潔凈濾膜，將孔口流量計與總懸浮顆粒物采樣器連接，確保氣路密封不泄露，按照總懸浮顆粒物采樣器的操作規定，采樣器通電后，將采樣流量調至采樣器工作點，啟動采樣器運行10min，讀取孔口流量計的讀數，重復測量10次，按下式計算工作點的流量示值誤差：

式中：δ——總懸浮顆粒物采樣器流量示值誤差，%；

Q0——總懸浮顆粒物采樣器的工作點流量值，L/min；

2 標準不確定度分量評定

2.1 流量示值重復性引入的標準不確定度uA

按規程要求，連接好氣路，待儀器穩定后，重復測量流量示值10次，數據如下（L/min）：

101.2 100.5 102.3 103.5 101.6 100.9 102.3 101.5 101.2 102.1

按貝塞爾公式計算，可得單次測量實驗標準差：

被檢儀器的流量測量值由10次測量的算數平均值得到，故由重復性引起的測量不確定度分量用下式計算得到：

2.2 標準流量計流量測量引入的標準不確定度uB

由所用標準流量計的校準證書查得，標準流量計在100L/min流量點的相對擴展不確定度是U=1.01%（k=2），則其引入的標準不確定度uB如下計算：

3 合成標準不確定度

由于各標準不確定度分量互不相關，因此其合成標準不確定度 uc（δ）計算如下：

4 擴展不確定度

取包含因子k=2，則相對擴展不確定度U=2×uc（δ）=1.2L/min

則在100L/min工作點，其測量擴展不確定度表示為

U（δ）=1.2L/min（k=2）

同理可得，在100L/min工作點的不確定度，完整的不確定度評定如下表：

單位：L/min

結語

本文主要依據JJG943-2011《總懸浮顆粒物采樣器》檢定規程對總懸浮顆粒物采樣器的流量示值誤差進行不確定度的評定，通過評定結果可以看出，不確定度來源主要由流量示值重復性及標準流量計引入。總懸浮顆粒物采樣器的不確定評定將更好地保證檢驗數據的準確可靠，量值溯源的統一性、科學性，更好的為社會服務，為環保監測任務服務。