揮發(fā)性有機(jī)化合物光離子化檢測儀測量結(jié)果不確定度分析

李玄曄

河北省計(jì)量監(jiān)督檢測研究院 河北石家莊 050000

1 概述

1.1 測量方法

根據(jù)JJF1172-2007《揮發(fā)性有機(jī)化合物光離子化檢測儀校準(zhǔn)規(guī)范》。

1.2 環(huán)境條件

（0-40）℃；相對濕度≤85%。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

空氣中異丁烯標(biāo)準(zhǔn)氣體，相對擴(kuò)展不確定度為2%，包含因子為2。

2 數(shù)學(xué)模型

通入一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，平衡后讀取被檢儀器的示值，重復(fù)測量三次，其讀數(shù)的算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)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(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定。

可認(rèn)為數(shù)學(xué)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(shù)平均值；s

τ-標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度值；

R-儀器的滿量程值。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

3.1 標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性，可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類評定方法進(jìn)行評定。選擇一臺量程為（0-10000）μmol/mol的儀器進(jìn)行試驗(yàn)。用濃度值為1950μmol/mol，4900μmol/mol，8080μmol/mol的標(biāo)準(zhǔn)氣體在相同條件下對儀器進(jìn)行連續(xù)測量，得到測量結(jié)果如下（單位：μmol/mol）。

?

由上表，根據(jù)公式（2），（3）計(jì)算得各點(diǎn)算術(shù)平均值及單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

具體數(shù)據(jù)見下表（單位：μmol/mol）。

?

為使評定結(jié)果可靠，取單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差中最大值即8080μmol/mol測量列的單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差來評定測量重復(fù)性帶來的不確定度，則：

由于實(shí)際測量情況，在重復(fù)性條件下連續(xù)測量3次，以該3次測量算術(shù)平均值為測量結(jié)果，則可得到：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)氣體濃度的不確定度。由于濃度位8080μmol/mol的標(biāo)準(zhǔn)氣體絕對不確定度最大，為使評定結(jié)果可靠，這里取8080μmol/mol的標(biāo)準(zhǔn)氣體定值不確定度來評定[2]。

上述試驗(yàn)中所采用的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

3.3.1 靈敏系數(shù)

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總于下表。

?

3.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

輸入量與τs彼此獨(dú)立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到：

4 擴(kuò)展不確定度的評定

5 測量不確定度的報(bào)告與表示

用標(biāo)準(zhǔn)氣體檢定該臺儀器，測量范圍為（0-10000）μmol/mol，示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度：

6 檢測中應(yīng)注意的問題

6.1 減少樣品檢測的誤差

在揮發(fā)性有機(jī)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(shù)據(jù)，導(dǎo)致所得結(jié)果與檢測結(jié)果之間存在明顯的偏差。因此，為了確保所檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)性，必須排除所有異常數(shù)據(jù)，然后必須對剩余數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析。對于被拒絕或無效的數(shù)據(jù)，應(yīng)再次進(jìn)行樣品測試并重新測試。這不僅保證了測試數(shù)據(jù)的科學(xué)性，而且在一定程度上提高了數(shù)據(jù)測試的準(zhǔn)確性，從而為后續(xù)工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

6.2 減少采樣和儀器誤差

有機(jī)物采樣的誤差主要是指環(huán)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(shù)據(jù)是異常的。該錯誤可能是由于檢查員操作不當(dāng)或儀器的影響所致。例如，未能按照相關(guān)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)對肘部位置進(jìn)行采樣，或者采樣過程中風(fēng)速的不確定性，直接影響到風(fēng)量的計(jì)算，進(jìn)而影響檢測到的排放濃度樣品的檢測值與實(shí)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(yuǎn)高于樣品的檢測濃度。這會導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)存在偏差，無法真實(shí)有效地反映出來。樣品測試的實(shí)際問題也將給后續(xù)改進(jìn)措施的制定帶來一定的困難。因此，為了減少錯誤，不應(yīng)在采樣后立即對其進(jìn)行測試，并且測試過程必須在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。另外，有必要積極實(shí)施樣品的存儲和運(yùn)輸措施，以盡可能確保樣品測試數(shù)據(jù)的客觀性。具體的預(yù)防措施如表所示。

7 結(jié)語

加強(qiáng)對環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的檢測，保護(hù)環(huán)境，同時也更加重視對揮發(fā)性有機(jī)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(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，揮發(fā)性有機(jī)物的檢測水平不斷提高，樣品的檢測方法也逐漸優(yōu)化，極大地提高了環(huán)境保護(hù)水平。但是，在檢測環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)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(fā)性有機(jī)化合物檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為開發(fā)揮發(fā)性有機(jī)化合物奠定基礎(chǔ)。本文對揮發(fā)性有機(jī)化合物光離子化檢測儀測量結(jié)果進(jìn)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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