濁度計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

姚 堯，李紅亮，李微微，白玉潔，胡淑金

(1 天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院，天津 300192）

(2 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇七研究所，天津 300131)

濁度計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

姚 堯1，李紅亮1，李微微1，白玉潔1，胡淑金2

(1 天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院，天津 300192）

(2 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇七研究所，天津 300131)

為了規(guī)范濁度計(jì)檢定過(guò)程的量值統(tǒng)一，保證溯源有效性，以濁度計(jì)示值誤差建立模型介紹其測(cè)量結(jié)果合成不確定度的評(píng)定方法。依據(jù)JJG 880-2006濁度計(jì)檢定規(guī)程，從重復(fù)性測(cè)量、測(cè)量?jī)x器分辨力、濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋、玻璃量器定容等角度出發(fā)，分析檢定過(guò)程中引入的各不確定度分量對(duì)合成不確定度的影響，計(jì)算各分量靈敏度，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，保證結(jié)果更加科學(xué)，為評(píng)定濁度計(jì)的不確定度提供重要參考，同時(shí)在環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)方面提供有力保障。

濁度計(jì)；不確定度；示值誤差

濁度計(jì)用于測(cè)量懸浮于水或透明液體中不溶性顆粒物質(zhì)所產(chǎn)生的光的散射程度，并能定量表征這些懸浮顆粒物質(zhì)含量的儀器。濁度計(jì)廣泛應(yīng)用于海洋凈化、市政供水、污水處理、綜合凈化、造紙行業(yè)、化工行業(yè)，其測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立及對(duì)濁度計(jì)的計(jì)量檢定對(duì)天津市濁度計(jì)儀器的量值統(tǒng)一和有效溯源具有重要的意義，具有廣大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 測(cè)量方法

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJG 880-2006《濁度計(jì)檢定規(guī)程》[1]；

JJF 1059-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[2]。

1.2 環(huán)境條件

環(huán)境溫度：15℃～30℃；

相對(duì)濕度：≤80%RH；

為保證環(huán)境要求，不確定度試驗(yàn)要求在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.3 被測(cè)對(duì)象

HACH生產(chǎn)的2100Q型號(hào)濁度計(jì)。

1.4 檢定用設(shè)備

GBW（E）12001福爾馬肼濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液，零濁度水，BW2048聚合物濁度懸浮液。

1.5 測(cè)量方法

使用同一瓶福爾馬肼濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液為基準(zhǔn)液，用零濁度水加以稀釋，分別配制對(duì)應(yīng)量程的系列濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用配置好的溶液校準(zhǔn)待測(cè)濁度計(jì)。使用待測(cè)濁度計(jì)測(cè)量各量程對(duì)應(yīng)的系列濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)量值與標(biāo)稱值的相對(duì)誤差為儀器示值誤差。

根據(jù)檢定規(guī)程的要求，利用零濁度水將聚合物濁度懸浮液稀釋到各量程80%處的濁度值。連續(xù)重復(fù)測(cè)量八次的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為儀器的重復(fù)性。

2 測(cè)量模型

儀器示值誤差利用如下公式計(jì)算：

3 方差及靈敏度

不確定度的計(jì)算公式可以從（1）中導(dǎo)出：

4 各分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1 被測(cè)濁度計(jì)測(cè)量結(jié)果引入的標(biāo)準(zhǔn)不確

表1 連續(xù)測(cè)量1 0次的測(cè)量數(shù)據(jù)

按貝塞爾公式計(jì)算：

按檢定規(guī)程要求在實(shí)際檢定中，以三次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)量濁度值，因此得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.2 被測(cè)濁度計(jì)分辨力引入的不確定度

用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。選用的濁度計(jì)儀器其一量程為0-100.0NTU，儀器分辨力為0.1NTU，由此分辨力引起的不確定度為：

4.3 Formazine濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液定值引入的不確定度

Formazine濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液證書給出的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為3%,包含因子

4.4 配置標(biāo)準(zhǔn)溶液使用的容量瓶引起的不確定度

在配置相應(yīng)濁度值的標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，使用A級(jí)200mL容量瓶，容量允差不超過(guò)±0.15mL。由此引起的不確定度由該容量瓶檢定證書給出，故而亦采用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。計(jì)量結(jié)果服從三角分布，取k=。由此容量瓶引起的不確定度

4.5 配置標(biāo)準(zhǔn)溶液使用的移液管引起的不確定度

在配置相應(yīng)濁度值的標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，使用A級(jí)5mL移液管，容量允差不超過(guò)±0.025mL。由此引起的不確定度由該移液管檢定證書給出，故而亦采用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。計(jì)量結(jié)果服從三角分布，取k=。由此容量瓶引起的不確定度

5 合成不確定度

各不確定度分量匯總及計(jì)算表見(jiàn)表2。

表2 各不確定度分量及靈敏度匯總及計(jì)算表

6 擴(kuò)展不確定度的計(jì)算

7 結(jié)語(yǔ)

濁度計(jì)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全生產(chǎn)方面有重要的應(yīng)用價(jià)值，文中根據(jù)JJG880-2006《濁度計(jì)》檢定規(guī)程對(duì)濁度計(jì)的示值誤差進(jìn)行不確定度分析與評(píng)定，其過(guò)程符合國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1059-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的要求，為濁度計(jì)示值的測(cè)量準(zhǔn)確性提供了可行有效的評(píng)定方法，為企事業(yè)單位建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)提供重要參考價(jià)值。

[1]全國(guó)環(huán)境化學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì).JJG 880-2006 濁度計(jì)檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社,2006.

[2]全國(guó)法制計(jì)量管理委員會(huì).JJF 1059-2012測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.

[3]倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定[M].北京：中國(guó)檢驗(yàn)出版社，2014.

[4]上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院.常用測(cè)量不確定度評(píng)定方法及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.

Evaluation of Uncertainty in Measurement Results Error of Turbidimeter

YAO Yao1, LI Hong-Liang1, LI Wei-Wei1, BAI Yu-Jie1, HU Shu-Jin2
(1 Tianjin Institute of Metrological Supervision and Testing, Tianjin 300192, China)(2 707 Research Institute of CSIC, Tianjin 300192, China)

This paper introduces the evaluation of uncertainty in the measurement results error of turbidimeter for the purpose of regulating the value of turbidimeter veri fi cation process and ensure the effectiveness of the traceability.According to turbidimeterverti fi cation regulation JJG 880-2006, with the model of turbidimeterindication error,from the measurement repeatability, the measurement resolution, the dilution of turbidity standard solution, constant volume of volumetric glass container and soon, this paper analyzes the influence of uncertainty components in veri fi cation on synthetic uncertainty, calculates the sensitivity of all kind of components, to ensure result more scienti fi c combined with experimental data analysis. It also provides the important reference for assessing the uncertainty of turbidimeter, and provides strong protectionin environmental protection and production safety at the same time.

Turbidimeter; Uncertainty; Measurementresults error

2017-05-02

姚 堯，女，天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院，醫(yī)療室，計(jì)量檢定員，助理工程師，碩士研究生

李紅亮，男，天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院，醫(yī)療室，計(jì)量檢定員，助理工程師，碩士研究生

李微微，女，天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院，醫(yī)療室，計(jì)量檢定員，工程師，碩士研究生

白玉潔，女，天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院，醫(yī)療室，計(jì)量檢定員，工程師，碩士研究生

胡淑金，女，中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇七研究所，計(jì)量檢驗(yàn)中心，計(jì)量檢定員，助理工程師，碩士研究生