荊培強 李曉南 張淑美 侍東霞 馬潔
摘 要:二氧化硫是有毒有害氣體;二氧化硫氣體檢測儀屬于強制檢定類計量器具,在生產(chǎn)生活中應(yīng)用很廣泛。二氧化硫氣體檢測儀測量方法,以及對其示值誤差測量結(jié)果不確定度評定的探討。
關(guān)鍵詞:二氧化硫;二氧化硫氣體檢測儀;測量方法;示值誤差;測量不確定度評定
1概述
二氧化硫(SO2)是最常見、最簡單的硫氧化物,是一種有毒有害無色刺激性氣體。不僅易溶解于人體的血液和其它黏性液,還會對人體的呼吸道、眼結(jié)膜等器官造成很大損傷。它是大氣主要污染物之一,多則易形成酸雨,對環(huán)境造成巨大危害。因此二氧化硫氣體檢測儀被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和日常生活監(jiān)測中。
2測量方法
二氧化硫氣體檢測儀屬于強制檢定的計量器具,已被列入《中華人民共和國強制檢定工作計量器具目錄》中,應(yīng)當嚴格對其進行周期強制檢定。依據(jù)JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀》檢定規(guī)程在合適的環(huán)境條件下,對檢測儀進行檢測時,通入檢測儀滿量程20%、50%、80%左右濃度的二氧化硫氣體標準物質(zhì),讀取檢測儀的穩(wěn)定示值,然后與氣體標準物質(zhì)的標準值進行比較,即可求得檢測儀在該測量點的示值誤差。
3不確定度評定方法
本評定選用一臺量程為(0~500)mmol/mol的成都安可信電子股份有限公司生產(chǎn)的二氧化硫氣體檢測儀。本次使用的二氧化硫氣體標準物質(zhì)為中國測試技術(shù)研究院認定的(GBW(E)061323),其標準值為99.5mmol/mol、251mmol/mol、400mmol/mol的氮中二氧化硫氣體標準物質(zhì)(相對擴展不確定度為U=2%,k=3)。
4示值誤差的測量不確定度評定
4.1不確定度的來源
檢測儀測量結(jié)果的不確定度主要來源以下幾個方面:(1)測量方法不理想引入的測量不確定度(2)環(huán)境條件影響引入的不確定度(3)檢定人員操作引入的不確定度(4)被測儀器引入的不確定度(5)原料氣體純度檢測引入的不確定度(6)原料氣體稱量過程引入的不確定度(7)原料氣體穩(wěn)定性考察引入的不確定度。
4.2建立數(shù)學模型
二氧化硫氣體檢測儀的示值誤差計算公式為:
4.3測量不確定度分量計算
4.3.1檢測儀示值測量結(jié)果重復性的標準不確定度評定
在二氧化硫氣體檢測儀檢定裝置及被測氣體檢測儀正常工作條件下,將濃度為99.5mmol/mol、251mmol/mol、400mmol/mol的氮中二氧化硫氣體標準物質(zhì)通入氣體檢測儀。待示值穩(wěn)定后讀取其顯示值。重復測量10次,測量數(shù)據(jù)如表1所示。
根據(jù)JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀》檢定規(guī)程要求,重復性按下式計算:
代入上表中的測量結(jié)果,計算得到RSD1=0.74%;RSD2=0.62%;RSD3=0.90%。選最大值RSD3=0.90%作為其重復性;因此,其標準不確定度為:
4.3.2檢測儀數(shù)顯誤差的標準不確定度評定
所檢二氧化硫氣體檢測儀的分辨率是1mmol/mol,數(shù)顯誤差以等概率分布落在其半寬區(qū)間(1mmol/mol)/ =0.5mmol/mol內(nèi);則其標準不確定度為:u2(X)=0.5/ √3=0.3mmol/mol則uA2=(1/A)?u2(X)=0.20%
4.3.3二氧化硫氣體標準物質(zhì)表稱值準確度的標準不確定度評定
氣體標準物質(zhì)證書給出標稱值的擴展不確定度為2%(k=3),則標準氣體的標稱值準確度的標準不確定度為 uB1=0.67%
4.4合成測量不確定度的計算
輸出量標準不確定度分量一覽表如表2。
4.5擴展不確定度的計算
取置信因子k=2,則對于該二氧化硫氣體檢測儀,擴展不確定度為Urel=2?u=2?0.76%=1.6%(k=2)
5結(jié)語
測量不確定度是表征賦予被測量量值分散性的非負參數(shù),即對測量結(jié)果質(zhì)量的定值表述,測量結(jié)果的可用性一般取決于其不確定度的大小。因為二氧化硫是有毒有害氣體,易對人體和環(huán)境造成巨大危害,為確保二氧化硫氣體探測儀量值傳遞的準確可靠。
參考文獻
[1]蔡建華. JJG551-2003二氧化硫氣體檢測儀檢定規(guī)程.中國計量出版社,2003
[2]施昌彥.測量不確定度評定與表示指南.中國計量出版社,2005
[3白昕.固定源煙氣中二氧化硫測量不確定度評定. 化學工程師,2013(8)
[4]郭衛(wèi). 一氧化碳紅外線氣體分析器示值誤差測量結(jié)果不確定度評定. 計量與測試技術(shù).2010(6)
[5]趙祥峰,郭波,王樂新,許愛華. 有毒有害氣體報警器檢測探討. 化學分析計量.2010(3)
[6]王志鵬,常子棟,田郁郁. 二氧化硫氣體分析儀示值誤差的測量不確定度評定. 資源節(jié)約與環(huán)保.2016(6)
[7]黃靜,沈亦欽. 二氧化硫測量結(jié)果的不確定度評定. 上海環(huán)境科學.2004(2)
[8]田文,劉濤,李寧,吳忠祥. 二氧化硫標準氣體量值比對方法研究. 北京標準物質(zhì)國際研討會.2010
(作者單位:日照市計量測試所)