張令莉（大慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測中心 黑龍江 大慶 163316）

煙氣分析儀測量兩種氣體的不確定度分析

張令莉（大慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測中心 黑龍江 大慶 163316）

依據(jù)JJF1059.1-2012對煙氣分析儀測量兩種氣體示值誤差的不確定度進(jìn)行了評估，分析了影響測量不確定度的各個(gè)因素，計(jì)算得出煙氣分析儀測量二氧化硫氣體示值誤差的擴(kuò)展不確定度為 k=2；煙氣分析儀測量一氧化氮?dú)怏w示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：k=2。

煙氣分析儀；二氧化硫；一氧化氮；示值誤差；不確定度

1 概述

測量依據(jù)：JJG968-2002《煙氣分析儀》

環(huán)境條件：實(shí)驗(yàn)室溫度（15-35）℃；相對濕度≤85%RH。

標(biāo)準(zhǔn)氣體：

（1）氮中二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體：GBW（E）08056，標(biāo)準(zhǔn)值分別為（mol/mol）：50.50×10-6，99.60×10-6，971.2×10-6，其相對擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為1%，0.5%，0.5%（k=2）。

（2）氮中一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體：GBW08116，標(biāo)準(zhǔn)值分別為（mol/mol）：46.8×10-6，97.0×10-6，795×10-6，其相對擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1%（k=2）。

測量儀器：KM-900型煙氣分析儀

檢定方法：煙氣分析儀校準(zhǔn)零點(diǎn)后，分別通入約為滿量程20%、50%和80%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，每種濃度的氣體通入3次，其算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值的差值與標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值的比值即為煙氣分析儀示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

式中：Δα—示值誤差；—3次示值的算術(shù)平均值；cs—標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源

主要來源于煙氣分析儀對測量結(jié)果平均值有影響的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（）和標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)稱值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（c）s兩部分組成。其分量u（）包括儀器測量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差和讀數(shù)分辨力的量化誤差。

3.1 煙氣分析儀對測量結(jié)果平均值有影響的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（）

3.1.1 儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1（）

檢定過程中，因環(huán)境溫度變化、大氣壓力變化，氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的流量變化以及儀器供電電源不穩(wěn)定性等因素，均對測量結(jié)果有影響。JJG968-2002《煙氣分析儀》規(guī)定：在重復(fù)性條件下分別測量一定摩爾分?jǐn)?shù)的氮中二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體、氮中一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體6次，得到測量列（氮中二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體）：960×10-6，969×10-6，942×10-6，964×10-6，966×10-6，956×10-6（mol/mol）；得到測量列（氮中一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體）：99×10-6，98×10-6，99×10-6，100×10-6，96×10-6，98×10-6（mol/mol）。隨機(jī)測量屬A類不確定度評定，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差用貝塞爾公式計(jì)算。

檢定規(guī)程規(guī)定實(shí)際檢定中重復(fù)性測量3次，取其平均值，所以

3.1.2 儀器讀數(shù)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

儀器測量二氧化硫/一氧化氮時(shí)讀數(shù)的最小值分別為：SO2：1×10-6mol/mol；NO：1×10-6mol/mol；則其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.3 儀器測量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（c）

3.2 標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)稱值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（cs）

檢定裝置采用國家一級和二級氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，對煙氣分析儀進(jìn)行量值傳遞與溯源。其中氮中二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體相對擴(kuò)展不確定度Urel=0.5-1%；氮中一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體相對擴(kuò)展不確定度Urel=1%，屬正態(tài)分布，k=2。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

4.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見下表

4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

5 相對擴(kuò)展不確定度

6 結(jié)論

（1）針對煙氣分析儀測量兩種氣體示值誤差的計(jì)算，建立了數(shù)學(xué)模型。

（2）得出煙氣分析儀測量二氧化硫氣體示值誤差的相對擴(kuò)展不確定度：Urel（SO2）=1.3%k=2

（3）得出煙氣分析儀測量一氧化氮?dú)怏w示值誤差的相對擴(kuò)展不確定度：Urel（NO）=2.0%k=2

〔1〕金麗莎，諶永華等.JJG968-2002《煙氣分析儀》.北京：國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2002：1-5.

〔2〕葉德培，趙峰等.JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示〔M〕.北京：國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2012：1-88.

〔3〕鄧媛芳，丁躍清等.JJF1033-2008計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范〔M〕.北京：國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2008：28-34.

Analysis of Uncertainty in Determining Two Kinds of Gases by Flue Gas Analyzer

ZhangLingli（Quality and Technical Supervision and Inspection Center of DaQing City DaQing HeiLongjiang 163316）

According to JJF1059.1-2012，we evaluated uncertainty in determining two kinds of gases by flue gas analyzer，analysed factors influencing measurement uncertainty and calculated the extended uncertainties in determining Sulfur dioxide and Nitric oxide by flue gas analyzer.

Flue gas analyzer Sulfur dioxide Nitric oxide Indication error Uncertainty

X831

A

1674-263X（2017）02-0055-02

2017-06-20

張令莉（1977-），女，研究生，高級工程師，主要從事物化計(jì)量器具的檢定和研究工作。