数字式甲烷测量仪器示值测量结果不确定度评定

刘 旗（娄底市计量测试检定所，湖南娄底，417000）



数字式甲烷测量仪器示值测量结果不确定度评定

刘 旗
（娄底市计量测试检定所，湖南娄底，417000）

摘要：作者在建立计量标准时，将多个规程囊括到一个标准项目中，节省人力和物力。简单的介绍了合并后的不确定度分析及评定过程。

关键词：高低浓甲烷传感器；重复性；不确定度评定

1 概述

1.1 测量依据

JJG678－2007 《催化燃烧式甲烷测定器》

JJG（湘）08－2003《移动式甲烷断电仪》

JJG（湘）09－2003《固定式甲烷断电仪》

JJG (湘) 11-2003 《高浓度热导式甲烷传感器 》JJG（湘）10－2003《低浓载体催化燃烧式甲烷传感器》

1.2 环境条件

温度：（15～35）℃， 相对湿度:小于85%RH

1.3 测量标准

空气中甲烷气体标准物质，GBW(E) 080043

声级计：型号HY110，测量范围(45～120)dB，分辨率≥1 dB，编号020829，

衡阳仪表厂制造；

玻璃转子流量计：型号LZB－3WB，测量范围(0～600)ml/ min，准确度4级，

常州热工仪表厂制造。

1.4 被测对象

名称：高低浓甲烷测传感器

出厂编号：87070

1.5 测量过程

采用直接比较法进行校准，把空气中甲烷气体标准物质、通过减压阀、气体流量计通入被校的甲烷测定仪器，甲烷测定仪器显示浓度，此读数减去空气中甲烷气体标准物质浓度值，即为被检甲烷测量仪器的示值误差。

2 数学模型

2.1 数学公式

式中：Y－被检甲烷测定仪器的示值误差，

X1－被检甲烷测定仪器的实际指示值，

X2－空气中甲烷气体标准物质，

2.2 传播系数

3 各输入量的标准不确定度分量的来源

3.1 仪器检定环境条件为常温，即温度引起的误差忽略不计。误差来源比较少，误差输入量X1的标准不确定度u(X1)，只有二个分量。

3.1.1 由重复性条件下被测甲烷测定仪器的测量重复性引起的不确定度u1（X1）。

3.1.2 被检仪器的分辨率引起的误差u2(X1)。

3.2 输入量X2的标准不确定度u(X2)主要由二级甲烷标准气体的误差引起，

4 各输入量的标准不确定度分量的评定

各输入量估计值彼此不相关，合成标准不确定度为：

下面以二级甲烷标准气体校准高低浓甲烷测传感器为例，对示值误差测量结果的各不确定度分量进行评定。

4.1 输入量X1的标准不确定度u（X1）的评定

4.1.1 重复性测量引入的不确定度分量u（1X1）的评定

由于测量值是三次测量值平均值，则不确定度分量为：

4.1.2 被检仪器的分辨率引起的不确定度量u（2X1）的评定

4.2 输入量X2的标物质准不确定度u(X2)的评定

(X2)的自由度为

5 合成标准不确定度的评定

5.1 合成标准不确定度的计算

5.2 标准不确定度一览表

5.3 扩展不确定度计算

包含因子k=2，扩展不确定度为

6 对使用二级标准气体校准催化燃烧式甲烷测传感器测量不确定度评估

根据规程规定对甲烷测定器每个测量点进行校准，其各点示值测量结果不确定度见下表3：

7 校准与测量能力（CMC）(见下表4)

8 结束语

这几个设备囊括了现在煤矿在用的主要瓦斯测量仪器，将这几个不同的仪器合并到一个计量标准里，不确定度也合并到一起，减少重复计算。希望能够给相关检定人员提供一些的帮助。

参考文献

[1] JJG678－2007 催化燃烧式甲烷测定器检定规程[M] 北京：中国质检出版社，2007

[2] JJG（湘）08－2003 移动式甲烷断电仪检定规程[M] 湖南：湖南省质量技术监督局，2003

[3] JJG（湘）09－2003 固定式甲烷断电仪检定规程[M] 湖南：湖南省质量技术监督局, 2003

[4] JJG(湘)11- 2003 高浓度热导式甲烷传感器检定规程[M]湖南：湖南省质量技术监督局, 2003

[5] JJG(湘)10－2003 低浓载体催化式甲烷传感器检定规程[M] 湖南：湖南省质量技术监督局， 2003

刘旗（1970.12- ），男，湖南邵阳人，本科，助理工程师。研究方向：计量检测与计量管理。

表3

表4

Evaluation of uncertainty of measurement results of digital methane measuring instrument

Liu Qi
(Loudi Institute of Metrology and measurement,Loudi,Hunan,417000)

Abstract：The author in the establishment of measurement standards,will be included in a number of procedures to a standard project,saving manpower and material resources.After a brief introduction of the combined uncertainty analysis and evaluation process.

Keywords：high and low concentration methane sensor;repeatability;uncertainty evaluation

作者简介