浮标式氧气吸入器校准与测量能力评定

浮标式氧气吸入器校准与测量能力评定
赵鹏
【摘要】根据浮标式氧气吸入器的工作原理,通过分析其在测量过程中引入的各种不确定度分量及不确定度的分布类型,然后依据JJF1059规范要求对各个分量进行合成。

通过分别对压力部分和气体流量部分的测量不确定度评定,最终通过计算的方式对浮标式氧气吸入器整体的校准与测量能力进行评估,为医疗机构在临床治疗中的使用提供依据。

【期刊名称】《甘肃科技纵横》
【年(卷),期】2012(041)006
【总页数】3页(P49-50,124)
【关键词】浮标式氧气吸入器;压力;气体流量;校准与测量能力
【作者】赵鹏
【作者单位】甘肃省计量研究院,甘肃兰州730000
【正文语种】中文
【中图分类】TH77
浮标式氧气吸入器作为一种控制氧气流量准确、操作简单的医用计量器具广泛的使用在各级医疗部门，其压力、氧气流量测量准确性直接关系到临床治疗的质量。

为了保证浮标式氧气吸入器测量准确，根据其仪器构造及工作原理，我们从压力和流量两方面对它的校准与测量能力进行评估。

1 压力部分
1.1 实验条件概述
环境条件：温度(20±5)℃
测量标准：0.4级精密压力表
被测对象：浮标式氧气吸入器。

测量范围：（0-10）MPa
示值误差：2.5级
测量过程
在规定的环境条件下，以氧气为传压介质，用直接比较法测量。

用橡胶管和标准表连接，通过气球造压，当系统达到静平衡时，根据标准表和被测表读数，通过计算可得到浮标式氧气吸入器压力示值的误差的测量结果。

1.2 数学模型
式中：△p—被测氧气表的示值误差；
Px—被测氧气表的示值；
Pt—标准器示值。

1.3 不确定度传播率
式中，灵敏系数
1.4 标准不确定度评定
1.4.1 标准压力表的测量误差引入的标准不确定度的评定，用B类标准不确定度评定
我院使用的标准器中压力部分为0.4级，在区间分布属均匀分布，包含因子为，用B类标准不确定度评定
1.4.2 被检浮标式氧气吸入器压力测量重复性引入的不确定度
用A类标准不确定度评定。

以10MPa为例，将标准压力表与被测氧气表连接，
待示值稳定后，重复测量10次，分别计算修正值，
1.4.3 测量过程中由于估读引入的不确定度
在实际测量时，氧气压力表估读误差为最小分度值的1/5，其估读误差为0.2MPa 在区间分布属均匀分布，包含因子为，用B类标准不确定度评定
1.5 合成标准不确定度
1.5.1 主要标准不确定度见表1
表1 主要标准不确定度汇总表不确定度来源（xi） Ki u（xi）■32.3×10-31
1.4×10-2■31.1×10-2
1.5.2 合成标准不确定度计算
以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：
1.5.3 扩展标准不确定度计算
取P=95%时，可取包含因子k=2，则：
1.6 对使用浮标式氧气吸入器装置校准氧气表的测量不确定度评估
依据JJG913—1996要求，对氧气表的0 kPa、1 kPa、5 kPa、10 kPa进行校准，其测量不确定度见表2。

表2 各测量点不确定度校准点（kPa）Urel不确定度分量Ucrel(k=2)0 2.3×10-
3 1.4×10-2 1.1×10-2 1.8×10-2 3.6%1 2.3×10-3 1.4×10-2 1.1×10-2
1.8×10-2 3.6%5
2.3×10-3 1.4×10-2 1.1×10-2 1.8×10-2
3.6%10
2.3×10-3 1.4×10-2 1.1×10-2 1.8×10-2
3.6%
1.7 压力部分校准和测量能力（CMC）
利用压力部分为0.4级浮标式氧气吸入器检定装置对浮标式氧气吸入器压力部分示值误差进行校准，因此该项目的CMC为：
（0～10）MPa，Urel=3.6%(k=2)
2 气体流量部分
2.1 实验条件概述
环境条件：温度(20±5)℃
测量标准：1级气体流量计
被测对象：浮标式氧气吸入器。

测量范围：（0-10）L/min
示值误差：4级
测量过程
将流量计的输出口与标准流量计输入口用橡皮管连接，打开吸入器流量计的输出调节阀，通过调节标准流量计输出调节阀将流量调0至10L/min检定点进行示值检定，逐点读取被检流量计示值。

2.2 数学模型
式中：—被测流量计的示值误差；L/min
Q—被测流量计的示值；L/min
QN—标准流量计示值；L/min
Qmax—最大流量示值；L/min。

2.3 不确定度传播率
式中，灵敏系数
2.4 标准不确定度评定
2.4.1 标准流量计的测量误差引入的标准不确定度的评定，用B类标准不确定度评定。

我院使用的标准器中流量部分为1级，在区间分布属均匀分布，包含因子为，用B 类标准不确定度评定
2.4.2 被检浮标式氧气吸入器压力测量重复性引入的不确定度
用A类标准不确定度评定。

以5 L/min为例，将标准流量计与被测流量计连接，待示值稳定后，重复测量10次，分别计算修正值，
2.4.3 测量过程中由于估读引入的不确定度
在实际测量时，被测流量计估读误差为最小分度值的1/5，其估读误差为
0.02L/min，在区间分布属均匀分布，包含因子为，用B类标准不确定度评定
表3 主要标准不确定度汇总不确定度来源（xi） Ki u（xi）■35.8×10-31
0.5×10-2■30.6×10-2
2.5 合成标准不确定度
2.5.1 主要标准不确定度见表3
2.5.2 合成标准不确定度计算
以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：
2.5.3 扩展标准不确定度计算
取P=95%时，可取包含因子k=2，则：
2.6 对使用浮标式氧气吸入器装置校准被检流量计的测量不确定度评估
依据JJG913—1996要求，对被检流量计的1 L/min、5 L/min、10 L/min进行
校准，其测量不确定度见表4。

表4 各流量测量点测量不确定度校准点（L/min）Urel不确定度分量
Ucrel(k=2)1 5.8×10-3 0.5×10-2 0.6×10-2 1.0×10-2 2.0%5 5.8×10-3
0.5×10-2 0.6×10-2 1.0×10-2 2.0%10 5.8×10-3 0.5×10-2 0.6×10-2
1.0×10-2
2.0%
2.7 气体流量部分校准和测量能力（CMC）
利用流量部分为1级浮标式氧气吸入器检定装置对浮标式氧气吸入器压力部分示值误差进行校准，因此该项目的CMC为：
流量为（0～10）L/min，Urel=2.0%（k=2）
综上所述，浮标式氧气吸入器的校准和测量能力（CMC）汇总见表5。

表5 不确定度汇总表项目测量范围校准和测量能力（CMC）压力（0～10）MPa Urel=3.6%(k=2)流量（0～10）L/min Urel=2.0%(k=2)
参考文献：
［1］国家技术监督局.JJG913—1996《浮标式氧气吸入器》计量检定规程［M］.北京：中国计量出版社，1997.
［2］国家质量技术监督局计量司组.JJF1059-1999测量不确定度评定与表示［M］.北京：中国计量出版社，2005.
［3］郭勇.医学计量［M］.北京：中国计量出版社，2002.。