烟草实验室新鲜空气补充量及空气流动度的测量不确定度评定

王世源

摘 要： 实验室在测量时，应用报告样品被测量值各个测量环节对不确定度紧张测量，检测结果可以表示不确定度定量。所有的检测结果都会出现不确定度，但是其只要在允许范围内，得到的检测结果就能够得到认可。基于此，本文就烟草实验室新鲜空气补充量及空气流动度测量不确定展开研究。

關键词： 烟草实验室;空气测量;不确定度

【中图分类号】S572.01 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.164

1 新鲜空气补充量的测量不确定度评定

1.1 概述

1.1.1 测量依据：JJG（烟草）21-2010《烟草实验室大气环境》检定规程。

1.1.2 计量标准：主要计量标准设备为钢卷尺，测量范围（0～5）m;风速仪，风速测量范围：（0.05～30）m/s。

1.1.3 被测对象：烟草实验室，人均空气补充量不小于1m3/min。

1.1.4 测量方法：待烟草实验室正常运转6h，用风速仪测出烟草实验室进风孔上均匀分布的10个点上的风速值，取其平均值为最终测量结果。用钢卷尺测出出风口面积值。则最终得到空气补充量的值。

1.2 数学模型

1.4 标准不确定度评定

1.4.1 测量面积重复性引入的标准不确定度u（s1）。

对烟草实验室进风口面积0.5m2，选取10次独立重复性测量，测量值为si，平均值si=0.52536m2，标准不确定度分量0.00013m2，属于A类分量。

1.4.2 由钢卷尺误差引入的不确定度u（s2）。

由于钢卷尺的长度最大允许误差为±0.8mm，则半宽为0.8mm，面积不确定度按均匀分布2.0×10-7m2，属于B类分量。

1.4.3 由风速重复性引入的不确定度u（v1）。

对烟草实验室风速0.3m/s的稳定后，选取10次独立重复性测量，读取10次风速均值测量值，记为vi，平均值v=0.285m/s。标准不确定度分量0.003m/s，属A类分量。

1.4.4 由风速仪误差引入的不确定度u（v2）。

由于风速仪在风速为0.3m/s时的最大误差值为±0.015m/s，取半宽为0.115m/s，按照均匀分布为0.009m/s，属于B类分量。

1.5 合成标准不确定度

1.5.1 合成标准不确定度计算。

各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为0.0047m3/s。

1.5.2 扩展标准不确定度计算。

因主要分量中u（s）和u（v）可视为正态分布，因此P=95%时，可取包含因子k=2，则：Urel=6.3%。

1.6 对校准烟草实验室空气补充量的不确定度评估

1.6.1 烟草实验室的空气补充量范围为（0.01～50）m3/min，测量补充量变化主要体现标准器引入不确定度，可得全部校准点的测量不确定度。

1.7 校准和测量能力（CMC）

因此该项目的CMC为：（0.01～50）m3/min，Urel=6.3%，k=2。

2 空气流动度的测量不确定度评定

2.1 概述

烟草实验室，空气流动性不大于5min。待烟草实验室正常运转6h，开始检测，用钢卷尺测量出实验室的体积，则空气补充量等于实验室体积与空气补充量的比值。

2.2 数学模型

2.3 不确定度传播率

2.4 标准不确定度评定

2.4.1 测量体积重复性引入的标准不确定度u（V1）。

对烟草实验室体积45m3，选取10次独立重复性测量，测量值为Vi，平均值Vi=45.307m3，标准不确定度分量0.044m3，属于A类分量。

2.4.2 由钢卷尺误差引入的不确定度u（V2）。

由于钢卷尺的长度最大允许误差为±2.8mm，则半宽为2.8mm，面积不确定度按均匀分布1.2×10-8m3，属于B类分量，B分量太小可以省略。

2.4.3 由空气补充量的不确定u（l）。

根据本次测量中对空气补充量的不确定度评价可以得出，本次测量得到的u（l）=0.56m3/min

2.5 合成标准不确定度

2.5.1 主要标准不确定度汇总表

2.5.2 合成标准不确定度计算。

以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：

2.5.3扩展标准不确定度计算。

因主要分量中u（V）和u（l）可视为正态分布，因此P=95%时，可取包含因子k=2，则：U=2uc（t）=0.62min。

2.6 对校准烟草实验室空气补充量的不确定度评估

烟草实验室的流动度范围为（1～10）min，测量空气的流动引入不确定度，可得全部校准点的测量不确定度

2.7 校准和测量能力（CMC）

因此该项目的CMC为：（1～10）min，U=0.7min，k=2。

结束语：通过对烟草实验室新鲜空气补充量和空气流动度的测量不确定度评定分析，得到新鲜空气补充量标准不确定度为0.0047m3/s，因子k=2，则：Urel=6.3%。对校准烟草实验室空气补充量的不确定度评估，空气补充量为（0.01～50）m3/min，标准不确定度分量0.044m3，因子k=2，则：U=2uc（t）=0.62min。

参考文献

[1] 刘海义.烟草实验室物理量测量不确定度评定与结果表示[J].新烟草，2005，000（012）：51，53.

[2] 沈凤兰，曲亚玲，林琳.卷烟主流烟气中焦油测量不确定度评定[C]//北京烟草学术交流暨吸烟与健康论坛.2009.