煤矿用高低浓度甲烷传感器测量结果的不确定度评定.pdf

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1、Q：ScienceandTechnologylnnovationHerald工业技术煤矿用高低浓度甲烷传感器测量结果的不确定度评定田斌斌(淮南市计量测试检定所安徽淮南232001)摘要：该文详细介绍了煤矿用高低浓度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：煤矿用高低浓度甲烷传感器不确定度评定对象中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1674—098X(2014)09(c)-0058一Ol1概述差为：u(XI)l：SP(X1)l／5．5X10不确定度可按下式计算：1．1测量依据’％CH4，自由

2、度Veffl：6。U-C1--[u。(X1)+u(X。1)=[(9．9X10一)JJG(皖)29-2010《煤矿用高低浓度甲②通入35．2％CH标气所得仪器示值：+(3．5XlO一)3．64x10～％CH烷传感器检定规程》。(％CH)UC2-[u(x2)+u(x2)=【(1．0X10)1．2测量条件38．0、37．9、37．9l37．6、37．8、37．7；+(0．35)3．64x10％CH环境温度15℃～35℃，相对湿度37．8、37．8、37．7。45％～75％，气压80～l16kPa，周围环境应则合并

3、样本标准差：5扩展不确定度评定无影响检测的干扰气体。取包含因子k=2，则扩展不确定度为：1．3测量标准Ul=kucl=2×3．64×107．3X10％选用空气中甲烷(或氮气中甲烷)气体_J(x~-xj)-o．％CH(k=2)标准物质，浓度值的不确定度不大于3％，CH，那么该平均值的实验标准差为：U2=kuc2=2×3．64×10一一7．3×10％k=2。CH(k=2)u(z)l=sP(X2)l／√34．4×10％1．4被测对象CH，自由度V。=6。煤矿用高低浓度甲烷传感器，载体催化(2)温度波动引入的不确定

4、度u(X)：。6测量结果不确定度报告与表示元件检测时，量程在0～4％CH范围，最大试验过程中温度波动均在(25±l0)℃选择3．51％CH点的测量结果X：允许误差：4-0．3％CHl热导元件检测时，范围内，通过多次试验，3．5l％CH点示值3．56％CH，扩展不确定度为U=7．3X10％量程在4％～40％CH440％～100％CH范围，变化量为4-0．01％CH，35．2％cH4浓度点仪CHa，k=2。最大允许误差：真值的±1O％。器示值变化量为土0．1％CH。假定其满足选择35．2％CH点的测量结果1．5

5、测量过程矩形分布，可得：X=37．9％CH，扩展不确定度为U=7．3xl0％按规定流量通入已标校好的仪器，读CH，k=2。u()2=o．01／√35．8x10～％OH4取仪器示值和输出的电信号值，分别做3U()2=0．1／5．8X10～％CH4次，取其算术平均值为仪器示值。仪器示值(3)使用的玻璃转子流量计引入的不确减去标气浓度值即为仪器示值误差。定度u()。规程中明确在用流量计应优于4级，通2数学模型常在用的均为2．5级。则其流量最大误差被检仪器示值误差△x，△x：—x为4-5ml／min。通过反复现场试

6、验，此式中：为测量仪器示值的平均值；流量误差对仪器3．5l％CH和35．2％CHx为空气中甲烷标准气体标称值。浓度点示值的影响分别为士0．01％CH和4-0．1％CH，假定其均满足矩形分布，则：3标准不确定度分量u(．)3：0．01／43：5．8×10％CH4u1)输入量的标准不确定u()主要(：)产0．1／√3：5．8X10％CH4来源于被检仪器的测量重复性、测量环境则：温度的波动及使用的玻璃转子流量计流量u(x1)=【u()l+u(．)2+u波动的影响。(，)3=9．9×10一％CH4(1)被检仪器的测

7、量重复性，可以通过u(X2)=【U(2)i+u()2+u连续测量得到。采用A类方法进行评定。选()3o．5=l。0×10～％CH4择3台仪器，用3．51％CH和35．2％CH浓度的2)输入量x引入的标准不确定度u标气分别连续测量3次，得三组测量列：(x。)。①通入3．5I％CH标气所得仪器示值：输入量x引入的不确定度主要来源于(％CH)标准气体浓度定值。可根据标气证书给出的3．55、3．56、3．56；3．52、3．52、3．52}定值不确定度来源评定：因用标气为国家二3．3l、3．32、3．29。级标准物

8、，其相对不确定度为2％(k：2)可得：则合并样本标准差：u(Xs1)=3．51％X2％／k=0．035％CH4U(Xs2)=35．2％X2％／k=0．35％cH4Sp(XI)l=4合成标准不确定度评定9．5X10％CH，那么该平均值的实验标准由于各输入量彼此不相关，所以合成58科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald