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甲醛气体检测仪示值误差的测量不确定度分析
时间:2018-12-20 21:08:38 来源:装饰新闻网 作者:匿名



一,概述

1.计量基础

JJG1022-2007《甲醛气体检测仪检定规程》。

2.环境条件

温度:(20±2)°C;湿度: 40%RH~60%RH。

3.测量标准

使用VI450校准气体发生器和甲醛扩散管,多聚甲醛扩散管的标准物质可以在100.0°C的一定扩散速率下释放甲醛气体,并通过仪器自身的气体分配稀释系统将甲醛气体浓度值稀释到标准。该值用于测量指示错误。其中,甲醛扩散管可追溯到美国国家标准与技术研究院。

4.经过测试的对象

电化学原理甲醛气体分析仪,扩散或吸入,分辨率为0.01 ng/mL,分析和验证点为0.50 ng/mL。

二,测量模型

ΔC=-Cs

其中:ΔC——甲醛分析仪指示错误;仪器测量平均值为——; Cs——甲醛气体质量浓度标准值。

三是投入量评估的标准不确定性

1.评估输入数量的标准不确定度u()

由仪器的平均值引起的不确定性可以通过A级评估方法估计。因此,在实验条件下,在0.50ng/mL点重复测量10次,并且获得的测量结果(单位: ng/mL)分别为0.47,0.48。 ,0.49,0.47,0.51,0.49,047,0.48,0.47,0.47。

单试标准偏差

将6次测量结果的算术平均值作为测量结果。

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,数字显示仪器应考虑其分辨率0.29δx引入的不确定度,δx为仪器分辨率,因此分辨率引入的不确定度为0.0029ng/mL,小于由测量可重复性引入的标准不确定性可以忽略不计。

2.由输入量Cs引入的标准不确定度u(Cs)主要由甲醛气体发生装置带来的不确定性决定,因为多聚甲醛扩散管在一定温度条件下释放甲醛气体并被空气稀释。配置为标准气体后,产品证书中给出以下公式:: Cs=: Cs——标准甲醛气体浓度,ng/mL; K=24.45 /气体分子量(在该实验中,甲醛的分子量为30.0274)=0.815; P——甲醛扩散管在给定温度下释放的甲醛扩散速率,Ng/min; F——稀释气体(空气)的总流量,mL/min。

(1)扩散率u(P)不稳定引入的标准不确定度

扩散速率的不稳定性主要由两部分引起。:一种是由甲醛扩散管本身的扩散速率引入的;第二种是由扩散管加热室温度的不稳定性引入的。

1甲醛扩散管本身引入的标准不确定度(P1)

从甲醛渗透管证书中,在100.0℃下的扩散速率的最大误差为±2.69ng/min。根据均匀分布,自身引入的标准不确定性是

2由于多聚甲醛扩散管所在的加热室的温度会引起扩散速率的变化,最终甲醛气体浓度的标准值不稳定,并且温度与相应的扩散速率具有以下关系。:

logP2=logP0 0.034(T-T0)(公式由产品规格给出)

: P2——温度T下的甲醛扩散速率;在给定温度T0下P0——扩散速率,在100.0℃下为278.58ng/min; T——变化后的温度; T0——给定温度,此实验为100.0°C。

多聚体扩散管加热室的温度稳定性通过标准装置的证书获得,100.0℃时的最大允许误差为±0.1℃,因此

当T-T0=0.1℃时,logP2=log278.58 0.034×0.1,得到P2=280.77ng/min

当T-T0=-0.1℃时,logP2=log278.58-0.034×0.1,得到P2=276.41ng/min也就是说,P2的可能值间隔为[276.41ng/min,280.77ng/min],则间隔的全宽为4.36ng/min,因此可能值的半宽应为a=4.36/2 ≈2.18ng/min,根据均匀分布,则u(P)=

3合成标准不确定度u(P)

其中,P1和P2的两个量无关。

(2)稀释气体(空气)总流量不稳定引起的标准不确定度u(F)

由于空气流量计的不稳定性,空气的进气量不稳定,最终稀释的甲醛气体的标准值不稳定。流量计引入的标准不确定度用u(F)表示。流量计的最大允许误差为符合性证书的±5%。为了在该实验中获得0.50ng/mL的标准气体浓度值,需要将流量计控制在432mL/min。此时,流量计的最大允许误差为±(432 mL/min×5%)≈±21.6 mL/min。 ,其可能的价值区域

半宽度a=21.6mL/min,均匀分布,然后u(F)=12.47mL/min。

(3)计算甲醛分子量u(K)引入的标准不确定度

在计算公式中,K=24.45 /气体分子量,并且甲醛分子量的计算也引入了不确定性,因为甲醛分子中每个原子的原子量CH2O具有不确定性,国际上纯的和应用化学。联邦(IUPAC)公布的数据产生原子量C: 12.0107(8),H: 1.00794(7),O: 15.9994(3)。由它们计算的甲醛分子量的标准不确定度是u(K)==0.0009。可以看出,该值相对于u(F)和u(P)相对较小,可以忽略。因此,在计算合成标准不确定度时,不考虑。

(4)综合标准不确定度u(Cs)

从公式Cs=know u(Cs)=(P和F的两个量是无关的)

其中c1=

如上所述,: K=0.815,P=278.58ng/min,F=432mL/min。然后c1=1.89×10-3min/mL,c2=-1.22×10-3(ng·min)/mL2,所以

第四,合成标准的不确定性

评估uc(ΔC)

由于u()与u(Cs)无关,因此可以从测量模型ΔC=C-Cs获得:。

灵敏度系数c1=

根据不确定性:的传播速率

即uc(ΔC)=

V.相对扩展不确定性评估

根据正态分布,采用置信因子k=2,甲醛气体检测仪测量结果的扩展不确定度为

U=K·UC(ΔC)=2×0.018=0.036ng/mL的

相对扩张的不确定性

UREL=×100%=7.2%

关键词:甲醛,环境条件,实验标准,国家标准物质网络

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