可燃?xì)怏w報(bào)警儀測量結(jié)果不確定度評定研究

裴嵩松 賈寶珠 魏明明

摘 要：測量結(jié)果不確定度的評定其實(shí)就是對測量結(jié)果正確性可疑程度的具體評價(jià)，在評判是否滿足國家量值傳遞需求中具備非常重要的意義?，F(xiàn)階段，JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》推行，使得測量不確定度評定和表示的實(shí)際要求產(chǎn)生了極大的改變。現(xiàn)今，可燃?xì)怏w是一種新興能源，其檢測的及時性及可靠性會在很大程度上影響工業(yè)效益，而可燃?xì)怏w報(bào)警儀測量結(jié)果的不確定評定會就是其檢測及時性及可靠性的保障。

關(guān)鍵詞：可燃?xì)怏w報(bào)警儀；測量結(jié)果；不確定度評定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.199

如今，社會高速發(fā)展，可燃性氣體是一種新興能源，在工業(yè)產(chǎn)生中及日常生活中已經(jīng)漸漸普及，并且其工業(yè)價(jià)值不能被忽略。可是可燃?xì)怏w的運(yùn)用能夠有效增加工業(yè)效益，特會使得工業(yè)產(chǎn)生具備更多的安全風(fēng)險(xiǎn)，要是可燃性氣體出現(xiàn)嚴(yán)重的泄漏現(xiàn)象，并且未得到妥善處理，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，鑒于此，一定要保障可燃性氣體檢測的可靠性與及時性。因此，本文對可燃性氣體報(bào)警儀測量結(jié)果的不確定性進(jìn)行研究，以期促進(jìn)可靠氣體在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際運(yùn)用。

1 測量不確定度概念分析

測量不確定度并不是精確的數(shù)值，僅僅是估計(jì)值，借助這個估計(jì)值能夠測量真值所處的量值范圍表示出來。所有測量結(jié)果均具備自己的不確定度，并且測量不確定度都是和測量結(jié)果存在一定聯(lián)系的參數(shù)，將其作為測量之值分散性的具體體現(xiàn)。此外，在測量中，一定要全面地分析所存在的各項(xiàng)因素，并且有效修訂相關(guān)測量數(shù)值，尤其是應(yīng)該對統(tǒng)計(jì)控制條件下的數(shù)值進(jìn)行測量。此外，測量不確定度和一個與測量結(jié)果聯(lián)系的參數(shù)稱作“相聯(lián)系”，并且測量結(jié)果中完整表示一定要涵蓋測量不確定度。測量不確定度就字面上進(jìn)行解釋，就表示從詞義上理解就表示測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或是一種不肯定程度，能夠定量闡述測量結(jié)果水平的參數(shù)。判斷測量的水平的重要指標(biāo)還是不確定度，并且不確定度和測量質(zhì)量、使用價(jià)值間呈反比關(guān)系。

根據(jù)ISO/IEC 17025《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》，一定不能使得測量不確定度的評定存在較大的模糊性，并且各校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室或是開展自校準(zhǔn)檢測的實(shí)驗(yàn)室，一定要具備并且落實(shí)測量不確定度評定的實(shí)際程序。而形成不確定度的關(guān)鍵因素還是在于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、測量手段及器材、被檢測或是校準(zhǔn)物品的實(shí)際特點(diǎn)及所處狀態(tài)、相關(guān)操作人員。此外，應(yīng)該基于測量不確定評定實(shí)際嚴(yán)密性的影響因素包括相關(guān)要求、顧客的要求及基于此所提出的符合相關(guān)規(guī)范的具體需求。

而今，現(xiàn)階段，JJF 105 9—1999《測量不確定度評定與表示》推行，使得測量不確定度評定和表示的實(shí)際要求產(chǎn)生了極大的改變，并且評定及表示策略均不簡單，特別是運(yùn)用甲烷報(bào)警儀所進(jìn)行的檢定評定及表示。評定測量不確定度的時候主要包括下面幾個內(nèi)容：概述、數(shù)學(xué)模型、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的核算、擴(kuò)展不確定度的評估、測量不確定度的具體表示等?；谙嚓P(guān)政策法規(guī)中的要求，甲烷濃度要是大于1.00%，其運(yùn)行會暫停，鑒于此，應(yīng)該運(yùn)用1.00%CH4有效實(shí)現(xiàn)其評定。

2 概述

測量方式：依照J(rèn)JG693-2011《可燃?xì)怏w報(bào)警儀》來完成詳細(xì)流程的設(shè)計(jì)；

環(huán)境狀況：溫度25℃、相對濕度45%、大氣壓強(qiáng)100.4kPa；值相對不確定度U=2%；

被測對象：可燃?xì)怏w報(bào)警儀，并且其型號是SQJ-IA，量程是（0-100）%LEL；

測量程序：基于特定的氣體流量，將特定濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體導(dǎo)入，待示值趨于穩(wěn)定之后，將被檢儀器的具體示值顯示出來，反復(fù)進(jìn)行三次測量之后，示值誤差就是所有測量結(jié)果的算術(shù)平均值和甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)際值的差值。

3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

3.1 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（X）的評定

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由于測量重復(fù)性的因素所帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（X1），而由于被檢儀器分辨率的因素所引起的是標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（X2）。

（1）標(biāo)準(zhǔn)不確定度u=（X1）能夠借助連續(xù)測量獲得測量列，并且能夠采取A類評定的方式。運(yùn)用濃度是40%LEL的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體，并且在重復(fù)性的環(huán)境下，反復(fù)測量10次之后，能夠獲得40、40、41、40、39、40、39、40、40、41的測量序列。

（2）因?yàn)楸粰z儀器顯示分辨率的因素所引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（X2），所運(yùn)用的是B類評定方式。儀器的分辨率具體為1%，并且選用1/2的儀器分辨率，根據(jù)均勻分布的原則，假設(shè)取kp=，并且經(jīng)過有效的計(jì)算之后，能夠獲得標(biāo)準(zhǔn)不確定度是0.29%CH4。

由于分辨率因素所導(dǎo)致的不確定度低于重復(fù)性因素所導(dǎo)致的不確定度，鑒于此，選擇重復(fù)性所導(dǎo)致的不確定度0.39%。

3.2 輸入量Xs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Xs）的評定

Xs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是來自于標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度定值的不確定度，能夠依照標(biāo)準(zhǔn)氣體證書所賦予的定值不確定度進(jìn)行評定操作，并且選擇B類評定的措施?；谧C書，標(biāo)準(zhǔn)氣體定值的相對不確定度是Us=2%，設(shè)置k=2，進(jìn)而能夠得出標(biāo)準(zhǔn)氣體定值的相對不穩(wěn)定度公式。

4 測量不確定度的表示

表示測量不確定度的方式非常多樣化，例如運(yùn)用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的方式進(jìn)行表示，或是運(yùn)用不確定度的擴(kuò)展方式進(jìn)行表示等，下文的主要研究對象就是不確定度的擴(kuò)展。

甲烷報(bào)警儀在1.00%CH4點(diǎn)的示值差是Y =-0.01%CH4，并且具體的擴(kuò)展不確定度是U95=0.03%CH4，這就是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc=0.017%CH4與k95=1.65相乘的值，并且預(yù)計(jì)被測量的分布形狀是矩形。

5 結(jié)語

本文深入闡述了甲烷報(bào)警儀檢定的測量不確定度評定，希望能夠幫助相關(guān)計(jì)量人員真正掌握并且理解相關(guān)知識及技能，進(jìn)而真正落實(shí)并且完善甲烷報(bào)警儀的計(jì)量檢定。

參考文獻(xiàn)：

[1]王水成.一氧化碳檢測報(bào)警儀原理與使用策略[J].林業(yè)勞動安全，2016，29（03）：33-35+44.

作者簡介：裴嵩松（1984-），男，吉林長春人，大專，助理工程師，研究方向：氣體不確定度評定。