氨气检测报警器校准结果的不确定度评定

氨气检测报警器校准结果的不确定度评定
张晓飞
（杭州中美华东制药江东有限公司杭州311225）
摘要：氨气检测报警器的校准结果是判断该仪器是否满足使用要求的主要技术指标。

本文介绍了氨气检测报警器的测量方法和过程，建立了氨气检测报警器校准结果的数学模型，分析各不确定度分量主要来源，结合日常校准工作和计量数据，对其合成不确定度进行分析评定，对各不确定分量进行计算并得出合成不确定度和测量不确定度，最终可得出该检测项目的校准和测量能力。

关键词：氨气检测报警器；示值误差；不确定度评定
0引言
氨气检测报警器是一种常见的有毒有害气体报警器。

此类报警器常用于存储氨气的仓库、化工厂、生产车间、制药车间以及氨气容易产生的养殖场等场所。

为了有效防止中毒和爆炸事故的发生，氨气检测报警器的定期校准必不可少，而测量不确定度的评定也是校准工作中非常重要的一部分，笔者依据2019年4月10日发布实施的CNAS-CL01 -G003《测量不确定度的要求》、JJG1105-2015《氨气检测报警器检定规程》的方法，结合实践应用，分析氨气检测报警器的不确定度来源，得出校准氨气检测报警器的扩展不确定度。

1概述
1.1测量依据
JJG1105-2015《氨气检测报警器检定规程》。

1.2环境条件
温度：（0〜40）兀，温度波动不超过±5兀；湿度：不大于85%o
1.3测量标准
氨气气体标准物质,相对扩展不确定度为2%, K—2o
1.4被测对象
氨气检测报警器，最大允许误差±10.0%,量程（0〜100）ptmol/mol o
1.5测量过程
氨气检测报警器的示值误差检定采用直接测量方法。

在上述的环境条件下进行测量，通入一定浓度的标准气体（一般选在量程的20%、50%、80%附近3点），依次浓度约为20ymol/mol、50ymol/mol、80M mol/mol,^值稳定后读取报警器的示值，重复测量3次,测量平均值与标准气体的浓度值比较的差即为仪器的示值误差。

1.6测量模型的建立
LC=~C-C s（1）式（1）中：M——氨气检测报警器示值误差；C——氨气检测报警器示值的算术平均值；Cs——标准气体的浓度值。

式（1）中的灵敏系数为：C]=dAC/dC=1C2=dAC/dC s=-1
2不确定度的评定方法
2.1氨气气体标准物质的定值不确定度引入的标准不确定度的评定
校准用的标准物质为氨气气体标准物质，其定值相对扩展不确定度为2%，包含因子k=2,则气体标准物质的定值不确定引入的标准不确定度分量为：u re i（Cs）=弩二1%,u（Cs）=u re i（Cs）x Cs，如表1所75。

表1各校准点的U（Cs）值mol•mol"
校准点Cs u(C s)
20%20.90.21
50%51.10.51
80%81.60.82
2.2输入量I 的标准不确定度u(0的评定
由环境条件、人员操作和被校仪器等各种随
机因素引入的不确定度可以由测量重复性来表示， 选取BW 公司生产型号为GAXT - A-DL,测量范围
为(0〜100)ptmol/mol 的氨气检测报警器进行校准,
依据检定规程选用3种浓度标准气体，各在重复性
条件连续下测量10次，得到三组测量列：并按式 (2)计算各校准点测量结果的标准偏差，各校准点
的具体测量数据及计算结果如表2所示。

po
工(G- c)2
S =\ 1 1A __1
⑵
表2各校准点测量数据及计算结果
ymol • mol - 1
5
校准点 c s
1
2
3
45
678
910
20%20.9201920191920
1920191950%
51.1
5153
52
5152
495150
52
5080%
81.684
858385
8084
84
8383
79
依据JJG1105 - 2015《氨气检测报警器检定规 程》规定，测量示值每个校准点重复测量3次，取算
术平均值作为仪器示值，故按照式(3)计算 讥©, 结果如果表3所示。

81.6丄
73
和
_一
-C
(3)
各校准点的u ( C )值ptmol • mol -1
Cs
S
u( C)
20.90.52
0.30
51.1
1.200.69
2.00
1.15
3合成标准不确定度的评定
输入量的标准不确定度汇总如表4所示。

表4标准不确定度汇总表
标准不确定 度分量符号
不确定度来源
各校准点标准不确定度
分量值 /y mol • mol - 1
u( Cs)
氨气气体标准物质引入的不确定度
20.951.181.6
0.210.510.82u( C)
测量重复性引入
的不确定度
20.9
51.10.30
0.69
输入量I 与彼C s 此独立不相关，所以合成标
准不确定度可按下式得到。

u 2c (AC)=[
dCs)
・ u( C s )] 2=
[C^(C)] 2+ [ C 2u( Cs)] 2
(4)U = k x u c (AC)取农二 2
(5)
Urel = U/C S
⑹
根据式(4)(5)(6)可分别计算出各校准点的 uc(M 值，如表5所示
表5各校准点的ud 、U 和〃诙的值
校准点C s /y mol • mol _ 1u c (AC)/y mol • mol - 1
U
/y mol • mol - 1
%
/%
20.90.370.74
3.551.1
0.86 1.72
3.481.6
1.41
2.82
3.5
4氨气检测报警器校准结果的测量 不确定度
综上分析,氨气检测报警器校准结果的测量不
确定度为：〃诙=3.5%,%二2。

5结语
按照以上分析评估结果表明，氨气检测报警器 校准和测量能力为:校准范围为(0〜100)M mol/mol,
U rel = 3.5%9k = 2o 对氨气检测报警器测量结果的
不确定度进行评定，为企业的安全生产保驾护航。

参考文献
[11JJG1105 -2015氨气检测报警器检定规程[S].北京：中
国质检出版社，2015
[21JJF1059.1 -2012测量不确定度评定与表示[S].北京：中
国质检出版社，2012
[3]CNAS - CL01 - G003 - 2018测量不确定度的要求[S].北
京：中国质检出版社，2018
收稿日期：2020 -9 - 11 审稿：余其中
编辑：吴彩霞。