可燃氣體報警儀測量結果不確定度評定研究

裴嵩松 賈寶珠 魏明明

摘 要：測量結果不確定度的評定其實就是對測量結果正確性可疑程度的具體評價，在評判是否滿足國家量值傳遞需求中具備非常重要的意義。現階段，JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》推行，使得測量不確定度評定和表示的實際要求產生了極大的改變。現今，可燃氣體是一種新興能源，其檢測的及時性及可靠性會在很大程度上影響工業效益，而可燃氣體報警儀測量結果的不確定評定會就是其檢測及時性及可靠性的保障。

關鍵詞：可燃氣體報警儀；測量結果；不確定度評定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.199

如今，社會高速發展，可燃性氣體是一種新興能源，在工業產生中及日常生活中已經漸漸普及，并且其工業價值不能被忽略。可是可燃氣體的運用能夠有效增加工業效益，特會使得工業產生具備更多的安全風險，要是可燃性氣體出現嚴重的泄漏現象，并且未得到妥善處理，就會出現嚴重的后果，鑒于此，一定要保障可燃性氣體檢測的可靠性與及時性。因此，本文對可燃性氣體報警儀測量結果的不確定性進行研究，以期促進可靠氣體在日常生活及工業生產中的實際運用。

1 測量不確定度概念分析

測量不確定度并不是精確的數值，僅僅是估計值，借助這個估計值能夠測量真值所處的量值范圍表示出來。所有測量結果均具備自己的不確定度，并且測量不確定度都是和測量結果存在一定聯系的參數，將其作為測量之值分散性的具體體現。此外，在測量中，一定要全面地分析所存在的各項因素，并且有效修訂相關測量數值，尤其是應該對統計控制條件下的數值進行測量。此外，測量不確定度和一個與測量結果聯系的參數稱作“相聯系”，并且測量結果中完整表示一定要涵蓋測量不確定度。測量不確定度就字面上進行解釋，就表示從詞義上理解就表示測量結果可信性、有效性的懷疑程度或是一種不肯定程度，能夠定量闡述測量結果水平的參數。判斷測量的水平的重要指標還是不確定度，并且不確定度和測量質量、使用價值間呈反比關系。

根據ISO/IEC 17025《檢測和校準實驗室能力的通用要求》，一定不能使得測量不確定度的評定存在較大的模糊性，并且各校準實驗室或是開展自校準檢測的實驗室，一定要具備并且落實測量不確定度評定的實際程序。而形成不確定度的關鍵因素還是在于計量標準、標準物質、測量手段及器材、被檢測或是校準物品的實際特點及所處狀態、相關操作人員。此外，應該基于測量不確定評定實際嚴密性的影響因素包括相關要求、顧客的要求及基于此所提出的符合相關規范的具體需求。

而今，現階段，JJF 105 9—1999《測量不確定度評定與表示》推行，使得測量不確定度評定和表示的實際要求產生了極大的改變，并且評定及表示策略均不簡單，特別是運用甲烷報警儀所進行的檢定評定及表示。評定測量不確定度的時候主要包括下面幾個內容：概述、數學模型、標準不確定度的評定、合成標準不確定度的核算、擴展不確定度的評估、測量不確定度的具體表示等。基于相關政策法規中的要求，甲烷濃度要是大于1.00%，其運行會暫停，鑒于此，應該運用1.00%CH4有效實現其評定。

2 概述

測量方式：依照JJG693-2011《可燃氣體報警儀》來完成詳細流程的設計；

環境狀況：溫度25℃、相對濕度45%、大氣壓強100.4kPa；值相對不確定度U=2%；

被測對象：可燃氣體報警儀，并且其型號是SQJ-IA，量程是（0-100）%LEL；

測量程序：基于特定的氣體流量，將特定濃度標準氣體導入，待示值趨于穩定之后，將被檢儀器的具體示值顯示出來，反復進行三次測量之后，示值誤差就是所有測量結果的算術平均值和甲烷標準氣體實際值的差值。

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1 輸入量的標準不確定度u（X）的評定

輸入量的標準不確定度主要是由于測量重復性的因素所帶來的標準不確定度u（X1），而由于被檢儀器分辨率的因素所引起的是標準不確定度u（X2）。

（1）標準不確定度u=（X1）能夠借助連續測量獲得測量列，并且能夠采取A類評定的方式。運用濃度是40%LEL的甲烷標準氣體，并且在重復性的環境下，反復測量10次之后，能夠獲得40、40、41、40、39、40、39、40、40、41的測量序列。

（2）因為被檢儀器顯示分辨率的因素所引起的標準不確定度u（X2），所運用的是B類評定方式。儀器的分辨率具體為1%，并且選用1/2的儀器分辨率，根據均勻分布的原則，假設取kp=，并且經過有效的計算之后，能夠獲得標準不確定度是0.29%CH4。

由于分辨率因素所導致的不確定度低于重復性因素所導致的不確定度，鑒于此，選擇重復性所導致的不確定度0.39%。

3.2 輸入量Xs的標準不確定度u（Xs）的評定

Xs的標準不確定度主要是來自于標準氣體濃度定值的不確定度，能夠依照標準氣體證書所賦予的定值不確定度進行評定操作，并且選擇B類評定的措施。基于證書，標準氣體定值的相對不確定度是Us=2%，設置k=2，進而能夠得出標準氣體定值的相對不穩定度公式。

4 測量不確定度的表示

表示測量不確定度的方式非常多樣化，例如運用合成標準不確定度的方式進行表示，或是運用不確定度的擴展方式進行表示等，下文的主要研究對象就是不確定度的擴展。

甲烷報警儀在1.00%CH4點的示值差是Y =-0.01%CH4，并且具體的擴展不確定度是U95=0.03%CH4，這就是由合成標準不確定度Uc=0.017%CH4與k95=1.65相乘的值，并且預計被測量的分布形狀是矩形。

5 結語

本文深入闡述了甲烷報警儀檢定的測量不確定度評定，希望能夠幫助相關計量人員真正掌握并且理解相關知識及技能，進而真正落實并且完善甲烷報警儀的計量檢定。

參考文獻：

[1]王水成.一氧化碳檢測報警儀原理與使用策略[J].林業勞動安全，2016，29（03）：33-35+44.

作者簡介：裴嵩松（1984-），男，吉林長春人，大專，助理工程師，研究方向：氣體不確定度評定。