可燃气体报警仪测量结果不确定度评定研究

裴嵩松 贾宝珠 魏明明

摘 要：测量结果不确定度的评定其实就是对测量结果正确性可疑程度的具体评价，在评判是否满足国家量值传递需求中具备非常重要的意义。现阶段，JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》推行，使得测量不确定度评定和表示的实际要求产生了极大的改变。现今，可燃气体是一种新兴能源，其检测的及时性及可靠性会在很大程度上影响工业效益，而可燃气体报警仪测量结果的不确定评定会就是其检测及时性及可靠性的保障。

关键词：可燃气体报警仪；测量结果；不确定度评定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.199

如今，社会高速发展，可燃性气体是一种新兴能源，在工业产生中及日常生活中已经渐渐普及，并且其工业价值不能被忽略。可是可燃气体的运用能够有效增加工业效益，特会使得工业产生具备更多的安全风险，要是可燃性气体出现严重的泄漏现象，并且未得到妥善处理，就会出现严重的后果，鉴于此，一定要保障可燃性气体检测的可靠性与及时性。因此，本文对可燃性气体报警仪测量结果的不确定性进行研究，以期促进可靠气体在日常生活及工业生产中的实际运用。

1 测量不确定度概念分析

测量不确定度并不是精确的数值，仅仅是估计值，借助这个估计值能够测量真值所处的量值范围表示出来。所有测量结果均具备自己的不确定度，并且测量不确定度都是和测量结果存在一定联系的参数，将其作为测量之值分散性的具体体现。此外，在测量中，一定要全面地分析所存在的各项因素，并且有效修订相关测量数值，尤其是应该对统计控制条件下的数值进行测量。此外，测量不确定度和一个与测量结果联系的参数称作“相联系”，并且测量结果中完整表示一定要涵盖测量不确定度。测量不确定度就字面上进行解释，就表示从词义上理解就表示测量结果可信性、有效性的怀疑程度或是一种不肯定程度，能够定量阐述测量结果水平的参数。判断测量的水平的重要指标还是不确定度，并且不确定度和测量质量、使用价值间呈反比关系。

根据ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力的通用要求》，一定不能使得测量不确定度的评定存在较大的模糊性，并且各校准实验室或是开展自校准检测的实验室，一定要具备并且落实测量不确定度评定的实际程序。而形成不确定度的关键因素还是在于计量标准、标准物质、测量手段及器材、被检测或是校准物品的实际特点及所处状态、相关操作人员。此外，应该基于测量不确定评定实际严密性的影响因素包括相关要求、顾客的要求及基于此所提出的符合相关规范的具体需求。

而今，现阶段，JJF 105 9—1999《测量不确定度评定与表示》推行，使得测量不确定度评定和表示的实际要求产生了极大的改变，并且评定及表示策略均不简单，特别是运用甲烷报警仪所进行的检定评定及表示。评定测量不确定度的时候主要包括下面几个内容：概述、数学模型、标准不确定度的评定、合成标准不确定度的核算、扩展不确定度的评估、测量不确定度的具体表示等。基于相关政策法规中的要求，甲烷浓度要是大于1.00%，其运行会暂停，鉴于此，应该运用1.00%CH4有效实现其评定。

2 概述

测量方式：依照JJG693-2011《可燃气体报警仪》来完成详细流程的设计；

环境状况：温度25℃、相对湿度45%、大气压强100.4kPa；值相对不确定度U=2%；

被测对象：可燃气体报警仪，并且其型号是SQJ-IA，量程是（0-100）%LEL；

测量程序：基于特定的气体流量，将特定浓度标准气体导入，待示值趋于稳定之后，将被检仪器的具体示值显示出来，反复进行三次测量之后，示值误差就是所有测量结果的算术平均值和甲烷标准气体实际值的差值。

3 输入量的标准不确定度评定

3.1 输入量的标准不确定度u（X）的评定

输入量的标准不确定度主要是由于测量重复性的因素所带来的标准不确定度u（X1），而由于被检仪器分辨率的因素所引起的是标准不确定度u（X2）。

（1）标准不确定度u=（X1）能够借助连续测量获得测量列，并且能够采取A类评定的方式。运用浓度是40%LEL的甲烷标准气体，并且在重复性的环境下，反复测量10次之后，能够获得40、40、41、40、39、40、39、40、40、41的测量序列。

（2）因为被检仪器显示分辨率的因素所引起的标准不确定度u（X2），所运用的是B类评定方式。仪器的分辨率具体为1%，并且选用1/2的仪器分辨率，根据均匀分布的原则，假设取kp=，并且经过有效的计算之后，能够获得标准不确定度是0.29%CH4。

由于分辨率因素所导致的不确定度低于重复性因素所导致的不确定度，鉴于此，选择重复性所导致的不确定度0.39%。

3.2 输入量Xs的标准不确定度u（Xs）的评定

Xs的标准不确定度主要是来自于标准气体浓度定值的不确定度，能够依照标准气体证书所赋予的定值不确定度进行评定操作，并且选择B类评定的措施。基于证书，标准气体定值的相对不确定度是Us=2%，设置k=2，进而能够得出标准气体定值的相对不稳定度公式。

4 测量不确定度的表示

表示测量不确定度的方式非常多样化，例如运用合成标准不确定度的方式进行表示，或是运用不确定度的扩展方式进行表示等，下文的主要研究对象就是不确定度的扩展。

甲烷报警仪在1.00%CH4点的示值差是Y =-0.01%CH4，并且具體的扩展不确定度是U95=0.03%CH4，这就是由合成标准不确定度Uc=0.017%CH4与k95=1.65相乘的值，并且预计被测量的分布形状是矩形。

5 结语

本文深入阐述了甲烷报警仪检定的测量不确定度评定，希望能够帮助相关计量人员真正掌握并且理解相关知识及技能，进而真正落实并且完善甲烷报警仪的计量检定。

参考文献：

[1]王水成.一氧化碳检测报警仪原理与使用策略[J].林业劳动安全，2016，29（03）：33-35+44.

作者简介：裴嵩松（1984-），男，吉林长春人，大专，助理工程师，研究方向：气体不确定度评定。