煤矿用非色散红外甲烷传感器测量结果不确定度评定.pdf

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1、!Q!Q：!ScienceendTechnologyInnovationHerald学术论坛煤矿用非色散红外甲烷传感器测量结果不确定度评定杨须祥田斌斌(淮南市计量测试检定所安徽淮南232001)摘要：矿用非色散缸外甲烷传感器是近几年煤矿井下鲁遍使用的一种先进的气体检洲仪器，具有检测精度高，响应时间快，检测范围宽，性能稳定，不受捡爰l环境中其他气体的干扰，寿命长等特点。随着矿用非色散虹外甲烷传感器在煤矿安全监控领域得到广泛的应用，对计量检定中的测量结果准确度提出了新的要求。本文根据JJG(皖)37-2012《非色散虹外甲烷传感器检定规程》、JJF1059．1

2、-2012《测量不确定度评定与表示》。详细介绍了煤矿用非色散缸外甲烷传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法。关键词：矿用非色表虹外甲姹传感嚣测量结果不晴定度评定方法中图分类号：TD712．55文献标识码：A文章编号：1674-098X(2015)04(c)-0223-011测量方法85．6、85．7、85．7。CHa依据JJG(皖)37-2012《非色散红外甲则合并样本标准差(3)合成不确定度及扩展不确定度。烷传感器检定规程》检定方法的规定，选用由于各输入量彼此不相关，所以合成低浓度8．55％CH和高浓度85．5％CH的氮sP(X2)l==6．7~10～

3、％CH，不确定度可按下式计算：气中甲烷气体标准物质，按规定流量通入已ucl=[U(x1)+U(X。1)]=[(1．2标校好的仪器，读取仪器示值和输出的电信那么该平均值的实验标准差为：Xl0-2)+(8．6X10)8．7X10～％CH号值，分别做4次，取后3次的算术平均值为u(：)。=sP(X2)I／一3．9x10～％CH，uc2=(u(x：)+u(X。)=[(9．1仪器示值。仪器示值减去标准物质浓度值即自由度vⅢI=3X2=6。×10)+(8．6×10)8．6×10～％CH②温度波动引入的不确定度u(X)。则Ul=kuc1=2X8．7×101．7×10％为

4、仪器示值误差。试验过程中温度波动均在(25土10)℃CH(k=2)2测量条件范围内，通过多次试验，8．55％CH点示值U2=kuc2=2X8．6×10一1．7％CH4变化量为土0．01％CH，85．5％CH浓度点仪(k=2)环境温度l5℃～35℃，相对湿度器示值变化量为±0．1％cH。假定其满足(4)测量不确定度报告。45％～75％，气压80～l06kPa。矩形分布，可得：在8．55％CH点的测量结果X=8．81％3数学模型u(1)：=0．01／5．8×10～％CHCH，扩展不确定度：Ul=1．7×10-1％CH4；k=2被检仪器示值误差△x，AX=—Xs

5、u(2)20．1／厅一5．8×10～％CH在85．5％CH点的测量结果X=86．4％③使用的玻璃转子流量计引入的不确式中，为测量仪器示值的平均值；CH，扩展不确定度：x。为氮气中甲烷标准物质标称值。定度u()，。U2=1．7％CH；k=2规程中明确在用流量计通常为2．5从以上误差分析可以看出：按照此规级。则其流量最大误差为±5mL／min。4不确定度分量程规定的标准器配置、检定环境、检定方通过反复现场试验，此流量误差对仪器(1)输入量的标准不确定u()主法等内容，所得出的相对不确定约为2％8．55％CH和85．5％CH浓度点示值的影响要来源于被检仪器的测量

6、重复性、测量环(k=2)。分别为±0．0l％CH和土0．1％CH，假定其境温度的波动及使用的玻璃转子流量计流均满足矩形分布，量波动的影响。参考文献①被检仪器的测量重复性，可以通过连则u(，)，=0．01／=5．8xl0一％CHI[1]JJG(皖)37-20l2，非色散红外甲烷传续测量得到。采用A类方法进行评定。选择u(，)3=0．1／=5．8×10％CH4，感器检定规程【S】．3台仪器，用8．55％CH和85．5％CH浓度的【2】JJF1059．1-2012，测量不确定度评定与标气分别连续测量3次，得三组测量列：则u(X)：[u(1)l+u(1)+1．1表

7、示[s】．第一，通入8．55％CH标气所得仪器示()，=【(8．7X10-3)+(5．8Xl0)值：(％CH)+(5．8×10-3)=1．2×10％CH8．80、8．82、8．80；8．87、8．88、8．9l；u(x：)=【u(2)。+u(2)2+u8．90、8．92、8．92。(2)，=【(3．9×10-2)+(5．8X10)则合并样本标准差：+(5．8X10)=9．1X10～％CH(2)输入量X。引入的标准不确定度usP(X1)I==1．5x10～％CH，(X。)。那么该平均值的试验标准差为：输入量x引入的不确定度主要来源干u(。)-sP(X1)I／

8、√i8．7x10一％CH，标准气体浓度定值。可根据标气证书给出的定