揮發性有機化合物光離子化檢測儀測量結果不確定度分析

李玄曄

河北省計量監督檢測研究院 河北石家莊 050000

1 概述

1.1 測量方法

根據JJF1172-2007《揮發性有機化合物光離子化檢測儀校準規范》。

1.2 環境條件

（0-40）℃；相對濕度≤85%。

1.3 測量標準

空氣中異丁烯標準氣體，相對擴展不確定度為2%，包含因子為2。

2 數學模型

通入一定濃度的標準氣體，平衡后讀取被檢儀器的示值，重復測量三次，其讀數的算術平均值與標準氣體實際值的差，即為被檢儀器的示值誤差[1]。以下為對一臺量程為（0-10000）μmol/mol的儀器示值誤差校準結果的不確定度評定。

可認為數學模型是：

式中：τ? -被檢儀器的示值誤差；

τ-被檢儀器示值的算數平均值；s

τ-標準氣體的濃度值；

R-儀器的滿量程值。

3 標準不確定度的評定

3.1 標準不確定度u()的評定

輸入量的不確定度來源主要是儀器測量的不重復性，可以通過連續測量得到測量列，采用A類評定方法進行評定。選擇一臺量程為（0-10000）μmol/mol的儀器進行試驗。用濃度值為1950μmol/mol，4900μmol/mol，8080μmol/mol的標準氣體在相同條件下對儀器進行連續測量，得到測量結果如下（單位：μmol/mol）。

?

由上表，根據公式（2），（3）計算得各點算術平均值及單次實驗標準偏差。

具體數據見下表（單位：μmol/mol）。

?

為使評定結果可靠，取單次實驗標準差中最大值即8080μmol/mol測量列的單次實驗標準差來評定測量重復性帶來的不確定度，則：

由于實際測量情況，在重復性條件下連續測量3次，以該3次測量算術平均值為測量結果，則可得到：

3.2 標準不確定度u (τ s)的評定

輸入量τs的不確定度主要來源于標準氣體濃度的不確定度。由于濃度位8080μmol/mol的標準氣體絕對不確定度最大，為使評定結果可靠，這里取8080μmol/mol的標準氣體定值不確定度來評定[2]。

上述試驗中所采用的標準氣體的不確定度為U=2%，包含因子k=2。則可得到：

3.3 合成標準不確定度的評定

3.3.1 靈敏系數

3.3.2 標準不確定度匯總表

輸入量的標準不確定度匯總于下表。

?

3.3.3 合成標準不確定度的計算

輸入量與τs彼此獨立不相關，所以合成標準不確定度可按下式得到：

4 擴展不確定度的評定

5 測量不確定度的報告與表示

用標準氣體檢定該臺儀器，測量范圍為（0-10000）μmol/mol，示值誤差校準結果的擴展不確定度：

6 檢測中應注意的問題

6.1 減少樣品檢測的誤差

在揮發性有機化合物的檢測過程中，由于各種因素的影響，將直接影響樣品的檢測數據，導致所得結果與檢測結果之間存在明顯的偏差。因此，為了確保所檢測數據的真實性，必須排除所有異常數據，然后必須對剩余數據進行有效分析。對于被拒絕或無效的數據，應再次進行樣品測試并重新測試。這不僅保證了測試數據的科學性，而且在一定程度上提高了數據測試的準確性，從而為后續工作的開展奠定了堅實的基礎[3]。

6.2 減少采樣和儀器誤差

有機物采樣的誤差主要是指環境測試之前對樣品的采樣。但是，由于該過程中許多因素的影響，所獲得的數據是異常的。該錯誤可能是由于檢查員操作不當或儀器的影響所致。例如，未能按照相關的執行標準對肘部位置進行采樣，或者采樣過程中風速的不確定性，直接影響到風量的計算，進而影響檢測到的排放濃度樣品的檢測值與實際值存在較大差異，或者可能是由于采樣過程中臟口的橫截面問題所致，使得檢測濃度遠高于樣品的檢測濃度。這會導致檢測數據存在偏差，無法真實有效地反映出來。樣品測試的實際問題也將給后續改進措施的制定帶來一定的困難。因此，為了減少錯誤，不應在采樣后立即對其進行測試，并且測試過程必須在實驗室中進行。另外，有必要積極實施樣品的存儲和運輸措施，以盡可能確保樣品測試數據的客觀性。具體的預防措施如表所示。

7 結語

加強對環境中揮發性有機物的檢測，保護環境，同時也更加重視對揮發性有機物的檢測和分析樣品的檢測過程，從而有效改善人們的居住環境。隨著科學技術的發展，揮發性有機物的檢測水平不斷提高，樣品的檢測方法也逐漸優化，極大地提高了環境保護水平。但是，在檢測環境中的揮發性有機化合物的過程中，還必須盡量減少樣品采樣誤差或減少樣品檢測誤差，以真正提高揮發性有機化合物檢測數據的準確性，為開發揮發性有機化合物奠定基礎。本文對揮發性有機化合物光離子化檢測儀測量結果進行了分析，為同類儀器或類似儀器的不確定度分析及評定提供了借鑒與參考。

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