烟气分析仪示值误差测量结果不确定度评定,本文是测量方面有关论文范文与不确定度和误差和分析仪类论文范文例文.
测量论文参考文献：
韦小华
（柳州市计量技术测试研究所,广西 柳州 545000）
摘 要：以CNAS-CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》要求为根据,同时以F1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为依据,参照G968-2002《烟气分析仪检定规程》的规定,分析了各个影响测量不确定度的因素,同时对烟气分析仪测量四种标准气体示值误差结果的不确定度进行评定.
关键词：烟气分析仪；示值误差；不确定度；评定
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.32.102
1概述
测量依据：G968-2002《烟气分析仪》.
环境条件：实验室温度15℃～35℃；相对湿度不超过85%RH.
测量仪器： testo 350型烟气分析仪.
测量标准：见表1.
表1测量标准
标准气体名称标准值（μmol/mol）不确定度
氮中二氧化硫标准气体
（SO2-N2 ）
105
242
403Urel＝2％,k＝2
氮中一氧化氮标准气体
（NO-N2 ）
75
302
521Urel＝2％,k＝2
氮中一氧化碳标准气体
（CO-N2 ）
237
569
790Urel＝1％,k＝2
氮中氧气标准气体
（O2-N2 ）
5.03
10.2
20.3Urel＝1％,k＝2
测量方法：首先对烟气分析仪进行零点校准,随后分别、重复通入满量程为20%、50%、80的气体标准物质各3次,烟气分析仪示值误差为算术平均值与标准气体浓度值的差值及标准气体浓度值的比值.
2数学模型
Δα等于c－cscs×100%
式中：Δα代表的是示值误差；c代表的是3次示值算术平均值；cs代表的是标准气体浓度值.灵敏系数：
c1等于Δαc等于1,c2等于Δαcs等于－1
方差：
uc2(Δα)等于［c1u(c)］2+［c2u(cs)］2等于u2(c)+u2(cs)
3标准不确定度来源
烟气分析仪标准不确定度的来源成分主要包含两种,分别为能影响测量结果平均值的标准气体标称值标准不确定度分量u(cs)和标准不确定度u(c).其中,u(c)包含读数分辨力的量化误差与仪器测量重复性的标准偏差.
3.1能影响测量结果平均值的气体标称值标准不确定度分量u(c)
3.1.1仪器测量重复性引入的标准不确定度分量u(c)（A类评定）
具体校准实践中,测量结果由于环境温度与大气压力的变化、气体标准物质流量变化、仪器供电电源不稳定性等因素的影响,具有不确定性.通过了解G968-2002《烟气分析仪》得知,针对一定摩尔分数中的氮中SO2、NO、CO和氧气标准气体在重复性条件下分别测量6次,得到测量列（氮中二氧化硫标准气体）：401,396,398,392,396,393（μmol/mol）；得到测量列（氮中一氧化氮标准气体）：518,513,518,511,515,504（μmol/mol）；得到测量列（氮中一氧化碳标准气体）：788,794,782,783,784,776（μmol/mol）；得到测量列（氮中氧气标准气体）：20.2,19.7,19.8,19.7,19.8,20.1（%）.经随即测量之后可判定为A类不确定度评定.经随机测量之后可判定为A类不确定度评定,采用贝塞尔公式计算标准偏差.
单次实验标准偏差：s(ci)等于∑ni等于1(ci－c)2n－1
根据上式可得s(SO2）等于3.29μmol/mol；s(NO）等于5.27μmol/mol；s(CO）等于6.06μmol/mol；s(O2）等于0.21%.在具体校准实践中,依据检定规程G968-2002中的相关规定,重复测量3次取平均值,故而：
u1(SO2)(c)等于S(SO2)/n等于3.29/3等于1.90μmol/mol
u1(NO)(c)等于S(NO)/n等于5.27/3等于3.04μmol/mol
u1(CO)(c)等于S(CO)/n等于6.06/3等于3.50μmol/mol
u1(O2)(c)等于S(SO2)/n等于0.21%/3等于0.12%
3.1.2仪器读书分辨力引入标准不确定度（B类评定）
仪器对SO2、NO、CO、O2测量时最小的读数值
分别为1.0μmol/mol、1.0μmol/mol、1.0μmol/mol、01%.如此,以F1059.1-2012中所提出的数字仪器分辨率引入标准为根据,不确定度分量为：
u2(SO2)(c)等于0.29×1等于0.29μmol/mol
u2(NO)(c)等于0.29×1等于0.29μmol/mol
u2(CO)(c)等于0.29×1等于0.29μmol/mol
u2(O2)(c)等于0.29×0.1等于0.029%
3.1.3仪器测量值标准不确定度u(c)
u2(c)等于u12(c)+u22(c)
u2(SO2)(c)等于(1.90)2+(0.29)2等于3.694,u(SO2)(c)等于1.92μmol/mol
u2(NO)(c)等于(3.04)2+(0.29)2等于9.326,u(NO)(c)等于3.05μmol/mol
u2(CO)(c)等于(3.50)2+(0.29)2等于12.334,u(CO)(c)等于3.51μmol/mol
u2(O2)(c)等于(0.12)2+(0.029%)2等于0.0152,u(O2)(c)等于0.123%
3.2标准气体标称值标准不确定度u(c)（B类评定）
本文所选检定装置以国家一级、二级气体标准物质为主,量值传递、溯源烟气分析仪.其中氮中SO2标准气体相对扩展不确定度Urel等于2%,k等于2,属正态分布,采用B类方法进行评定；氮中NO标准气体相对扩展不确定度Urel等于2%,k等于2；氮中CO标准气体相对扩展不确定度Urel等于1%,k等于2；氮中氧气标准气体相对扩展不确定度Urel等于1%,k等于2.
u(SO2)(cS)等于403×2%/2等于4.03μmol/mol
u(NO)(cS)等于521×2%/2等于5.21μmol/mol
u(CO)(cS)等于790×1%/2等于3.95μmol/mol
u(O2)(cS)等于20.3%×1%/2等于0.102%
4标准不确定度分量汇总
4.1标准不确定度汇总表
表1标准不确定度汇总表
标准不确定
度分量不确定
度来源标准
不确定
度值c1标准不确定
度分量
|Ci|u(xi)
u(SO2)(c)烟气仪对SO2的测量结果平均值1.9211.92
u(SO2)(cs)SO2标准气体标称值4.03-14.03
u(NO)(c)烟气仪对NO的测量结果平均值3.0513.05
u(NO)(cs)NO标准气体标称值5.21-15.21
u(CO)(c)烟气仪对CO的测量结果平均值3.5113.51
u(CO)(cs)CO标准气体标称值3.95-13.95
u(O2)(c)烟气仪对O2的测量结果平均值0.12310.123
u(O2)(cs)O2标准气体标称值0.102-10.102
4.2合成标准不确定度计算
uc(ΔSO2)等于(1.92)2+(4.03)2等于4.46μmol/mol
uc(ΔNO)等于(3.05)2+(5.21)2等于6.04μmol/mol
uc(ΔCO)等于(3.51)2+(3.95)2等于5.28μmol/mol
uc(ΔO2)等于(0.123)2+(0.102)2等于0.160μmol/mol
4.3相对扩展不确定度
U等于k·uc(Δα),k等于2
Urel(S02)等于(2×4.46）/(403)×100%等于2.2%,k等于2
Urel(NO)等于(2×6.04）/(521)×100%等于2.3%,k等于2
Urel(CO)等于(2×5.28）/(790)×100%等于1.3%,k等于2
Urel(O2)等于(2×0.160）/(20.3%)×100%等于16%,k等于2
5结论
本文参照G968-2002《烟气分析仪检定规程》,以F1059.1-2012《测量不确定度评定与表》为依据用四种标准气体对烟气分析仪进行测量示值误差的测量结果不确定度评定.
参考文献
［1］张令莉.烟气分析仪测量两种气体的不确定度分析［J］.黑龙江环境通报,2017,41(2).
［2］宋洁,滕飞,洪滔,等.臭氧气体分析仪示值误差测量结果不确定度评定［J］.工业计量,2015,(s1).
［3］彭旭东.烟气分析仪示值误差测量值的不确定度评定［J］.计量与测试技术,2014,(12)：4949.
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