CO2红外线气体分析器示值误差的不确定度评定

张令莉（大庆市质量技术监督检验检测中心 黑龙江 大庆 163316）

CO2红外线气体分析器示值误差的不确定度评定

张令莉（大庆市质量技术监督检验检测中心 黑龙江 大庆 163316）

依据JJF1059.1-2012对CO2红外线气体分析器示值误差的不确定度进行了评估，分析了影响测量不确定度的各个因素，计算得出CO2红外线气体分析器示值误差的扩展不确定度为：U=1.0%，k=2。

CO2；红外线气体分析器；示值误差；不确定度

1 概述

测量依据：JJG635-2011《一氧化碳、二氧化碳红外线气体分析器》。

环境条件：实验室温度（15-30）℃；相对湿度≤85%。

测量标准：氮中二氧化碳气体标准物质：Urel=1.0%，k=2；零点气体：纯度≥99.99%；秒表：分辨力≤0.1s；绝缘电阻测试仪：500V，10级。

测量仪器：量程0-1000×10-6mol/mol，GXH-3010E型二氧化碳红外线气体分析器。

测量方法：按照仪器使用说明书的要求对仪器进行预热稳定以及零点和示值的调整。依次通入一定浓度的标准气体，读取被测仪器的示值，重复测量3次，通过输入标准气体与被检仪器的显示值比较来确定仪器的示值误差。

2 数学模型

式中：A—分析器示值误差；

Cm—分析器读数的算术平均值；

Cs—标准气体浓度值；

R—分析器量程。

灵敏系数：

方差：

3 标准不确定度来源

CO2红外线气体分析器示值误差检定结果的不确定度主要来源于：仪器测量重复性所引入的标准不确定度分量u（Cm）；氮中二氧化碳气体标准物质定值引入的标准不确定度分量u（Cs）。

3.1 仪器测量重复性所引入的标准不确定度分量u（Cm）

检定过程中，由于环境温度变化、大气压力变化、气体标准物质的流量变化以及仪器供电电源不稳定性等因素对测量结果的影响，均可以通过测量结果的重复性反映出来，根据JJG635-2011《一氧化碳、二氧化碳红外线气体分析器》的规定：在重复性条件下，独立测量6次以获得的相对标准不确定度（相对标准偏差），可用贝赛尔公式计算（属于A类不确定度方法评定），此标准不确定度分量为u（Cm）。用GBW08113标准气体，对被测GXH-3010E型二氧化碳红外线气体分析器测量6次，得到测量列（mol/mol）：103×10-6，105×10-6，102×10-6，104×10-6，105×10-6，103×10-6。计算单次实验标准偏差：

检定实际情况是在重复性条件下连续测量3次，以该3次测量算术平均值作为测量结果，所以

3.2 氮中二氧化碳气体标准物质定值引入的标准不确定度u（Cs）

检定装置采用的是国家一级标准物质GBW08111、GBW08112、GBW08113、GBW08115对红外线气体分析器进行量值传递与溯源，氮中二氧化碳气体标准物质定值的相对扩展不确定度为Urel=1%，k=2（属于B类不确定度方法评定），则由氮中二氧化碳气体标准物质引入的标准不确定度u（Cs），见表1。

选用标准不确定度最大，即在0.104%mol/mol标准浓度的二氧化碳气体，=5.20×10-6mol/mol进行不确定分析评定。

表1 氮中二氧化碳气体标准物质引入的标准不确定度mol/mol

4 标准不确定度分量汇总

4.1 标准不确定度分量汇总表，见表2。

表2 标准不确定度分量汇总表

4.2 合成标准不确定度计算

由于输入量与彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算：

5 扩展不确定度

扩展不确定度：U=k·uc（A）=2×0.52%=1.0%（取包含因子k=2）。

6 结论

（1）针对CO2红外线气体分析器示值误差的计算，建立了数学模型。

（2）得出CO2红外线气体分析器示值误差的扩展不确定度为：U=1.0%，k=2。

〔1〕蔡建华，王晓艳，施建伟，陈岚.JJG635-2011《一氧化碳、二氧化碳红外线气体分析器》.北京：国家质量监督检验检疫总局，2011：1-10.

〔2〕叶德培，赵峰等.JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示〔M〕.北京：国家质量监督检验检疫总局，2012：1-88.

〔3〕邓媛芳，丁跃清等.JJF1033-2008计量标准考核规范〔M〕.北京：国家质量监督检验检疫总局，2008：28-34.

Evaluation of Uncertainty of Indication Error of CO2Infrared Gas Analyzer

ZhangLingli（Quality and Technical Supervision and Inspection Center of DaQing City DaQing HeiLongjiang 163316）

According to JJF1059.1-2012，we evaluated the uncertainty of CO2infrared gas analyzer，analysed the influence factors of uncertainty measurement and calculated to find out extended uncertainty of indication error of CO2infrared gas analyzer：U=1.0%，k=2.

CO2Infrared gas analyzer Indication error Uncertainty

X830.3

A

1674-263X（2017）01-0031-02

2017-03-06

张令莉（1977-），女，研究生，高级工程师，主要从事物化计量器具的检定和研究工作。