大气采样器的检定校准误差来源的数据分析及不确定度评定

大气采样器的检定校准误差来源的数据分析及不确定度评定

摘要受到我国社会经济的快速化发展影响，生态环境问题日益突出，尤其是大气问题关乎着广大人民群众的切身利益，而要想加强环境保护效果就必须首先做好环境监控，而大气采样器便是进行大气污染监控所经常要用到的一种采样工具。本次研究重点针对导致大气采样器出现误差的主要因素展开了分析研究，希望能够为有关研究人员提供一些有益参考。

关键词大气采样器；误差；不确定度；环境保护

近年来一到秋冬季节我国华北大部分地区就会出现大量的雾霾天气，大气污染问题受到了全社会的广泛关注。基于这一现状情况下国家环保部门对于大气污染也愈发重视，进一步加强环境监测力度也变得十分迫切。在开展环境检测工作时经常要用到大气采样器，这一种工具有着十分广泛的应用性。因此，从计量部门的角度而言开展好对大气采样器的检定校准工作也变得异常重要。下文主要分析了大气采样器检定时示值误差不确定度的响应因素。

1 测量方法

在开展大气样本采集时首先需将被检测采样器入口直接和皂膜流量计出口直接连通，对采集到的样本流量做出调控直到所对应的检测点预备采样流量处于平衡状态，基于智能电子皂膜流量计内获取被测量点在标准工作状况下的流量水平，并与被检测大气采样器流量点展开对比分析，进而获取到所对应检测点的采样流量示值误差。在实际测量时可确定出数学模型：

在上述计算公式中，代表示值的误差量，单位采用%表示；代表检定点的流量值，单位采用mL/min表示；代表检定点基于标准水平下的流量平均值，单位采用mL/min表示。依据相关大气采样器国家标准，对采样器开展检定工作，需首先确定鉴定结果不确定受影响的主要因素，其中主要就包括了：真实流量测量所获得的不确定度，由于出现温度偏差而造成的不确定度，大气压强测量等多项内容。从本质上来说在具体的工作开展时，测量不确定受到影响的原因来自于多个方面，其所用到的测量方法也应当结合实际情况做出相应的调整，将影响因素的所带来的负面影响尽可能降到最低程度，减小大气采样器的标准示值误差，更加准确的获得被检测流量计的整体不确定性程度[1]。

2 标准不确定度来源及评定

2.1 不确定度来源分析

在开展大气环境样本采集研究时，其测量结果不确定度的来源途径包括了以下几点，即：①重复性的样本测量影响；②环境温度的影响；③大气压力的影响；

④标准器本身的不确定度影响；⑤被检测采样器为数显型最低分辨率。

2.2 标准不确定度评定

①在开展实际的鉴定工作之时因需要进行多次的反复性测量，并在此过程中需引进不确定度分量u1，对于这一分量的评价与判断需要基于规程要求的基础上结合标准方法，共分别进行不少于10次的独立测量，最终所获得的数据为：494.2 mL/min、493.4 mL/min、495.3 mL/min、495.2 mL/min、494.7 mL/min、494.3 mL/min、493.2 mL/min、495.4 mL/min、494.9 mL/min、492.5mL/min。对于所测量得到的测量结果进行计算并由此得到平均值即x=493.07 mL/min。而后再进一步针对其标准误差展开计算处理，则有s=0.993 mL/min，相应的u1也便等于这一数值。

②温度对测量结果也可能会产生一定的影响，在实验室环境下难以完全保证达到绝对的温度均衡，标准器进出气位置与被检测采样器进出气口位置必然会存在着一定的温度差，基于单位时间内通过同等体积气体量，温差变化同样也会导致体积流量发生偏差，引进标准不确定度分量记录为u2，温度对流量测量的影响一般不会超过0.5%。

③压力对测量结果也可能会产生一定影响，大气压所发生的改变将会导致检测气压环境存在明显差异，引进标准不确定分量u3，经查阅相关资料可了解到，压力对流量测量的影响一般不会超过0.1%，满足于均匀分布要求[2]。

④在进行测量之时因所用到的标准器自身并不能够完全保证百分之百的精准，存在着测量结果发生偏差的可能性，基于标准器所引进的标准不确定度分量表示为u4。针对标准不确定度分量在进行测定及评价之时，依据标准规定要求，标准装置最大允许误差应不超过1%，只有符合于这一标准要求限定方可认定其分布达到了均衡性，一般每分钟500mL的流量点可被允许的最大误差值正负不超过每分钟5mL。

⑤被检测采样器为数显型最小分辨率导致读数不精准，引进不确定度分量u5，对于这一分量值的测量被检测仪器数值显示最小分辨率应为每分钟10mL，完全符合于均匀分布规律。

将上述u1～u5的测量不确定度分量进行汇总可得到如下表1所示统计内容：

3 标准不确定度合成与拓展

可依据数学模型来针对多种影响因素的灵敏度系数展开数学分析，最终可合成标准不确定度：

通过计算分析后可知采样器示值誤差测量结果相对拓展不确定度。

4 结束语

总而言之，在具体的检定校准工作当中对于大气采样器的应用考虑到所选用

的标准器存在明显差异，相应的检测结果本身也会出现不同的重复情况，受到采样器显示精度、环境温度压力以及其他变量测量因素的影响，都有可能会导致测量结果产生出一定的不确定度。在开展测量工作时要能够针对多种差异化的因素展开具体分析，并以此来减小测量结果的不确定度，促使所得到的结果更加精准，为环境检测工作提供技术保障支持。

参考文献

[1] 王亮.环保系统大气采样器流量示值检定问题分析[J].中国化工贸易，2015，（9）：160.

[2] 朱社均.大气采样器检定结果的测量不确定度的评定[J].资源节约与环保，2015，（12）：35.