摘要：论述了可燃气体报警器量值比对的方法、过程及结果，对示值误差进行了不确定度评定；并对盲样进行了测量，给出了不确定度分析报告。
关键词：可燃气体报警器；量值比对；盲样；不确定度
2018年8月，陕西省计量技术机构“可燃气体检测报警器计量比对”工作正式开展。组织此次比对的单位为陕西省质量技术监督局。主导实验室为陕西省计量科学研究院，参加比对单位是全省9个市级法定技术机构和6个计量授权检定机构。量值比对仪器的检定方法采用直接测量法。量值比对仪器的检定依据：JJG693-2011《可燃气体检测报警器》计量检定规程。
1可燃气体报警器示值误差测量不确定度的评定
1.1测量依据
JJG693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》。
1.2测量环境条件
温度：0~40℃；相对湿度：<85%；通风良好，无干扰被测气体。
1.3测量标准
空气中甲烷气体标准物质GBW（E）081669，10.0%LEL、40.0%LEL、60.2%LEL，中国计量测试研究院生产，标准气体的扩展不确定度Urel=1%，k=3；
纯净空气，中国计量测试研究院生产。
1.4被测对象
红外型可燃气体检测报警仪，量程为0~100%LEL，型号TG-216B，编号18030304012，分辨率0.1%LEL，厂家西安泰戈分析仪器有限责任公司。
1.5测量方法
启动仪器，预热0.5h，通过小流量控制器通入纯净空气和60.2%LEL标准气体，校准仪器零点和60.2%LEL点示值，进气流量为400mL/min。
再用相同的进样方式依次通入（10.0、40.0、60.2）%LEL点标准气体，记录稳定示值。各点重复测量3次，计算3次算术平均值与和仪器的示值误差。
2 评定过程
2.1建立模型
（1）
式中：
—仪器示值误差；
—仪器示值的算术平均值；
—通入仪器气体标准物质的浓度值；
—仪器满量程。
2.2灵敏度系数
3 不确定度来源
根据本规程规定，检定时所采用的气体标准物质应与仪器所测气体种类相同，若仪器未注明所测气体种类，可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质。本次检定所采用的气体标准物质为空气中甲烷气体标准物质。
由上述数学模型公式（1）可知，被测量-示值误差
是通过测量浓度
（仪器示值）与相应气体标准物质的标准浓度
的差值，经计算得到的，由此可见，可燃气体检测报警器检定过程测量不确定度来源主要为：空气中甲烷气体标准物质的不确定度以及对测量结果有影响的仪器测量重复性所产生的不确定度，而空气中残余气体、减压阀、管路材料、电源电压等因素影响较小可以忽略不计。
4 标准不确定度的评定
4.1输入量
的标准不确定度
的评定
的来源主要是可燃气体检测报警器的测量重复性，可以通过连续测量得到，采用A类方法进行评定。
对被测可燃气体检测报警器每个测量点上连续进行10次独立重复测量，数据如表1所示。
表1 每个测量点上的10次测量数据
根据贝塞尔公式计算单次实验标准偏差：
（2）
（3）
实际检定中在重复性条件下连续测量3次，以该3次测量算术平均值为测量结果，在结果如表2：
表2 标准偏差
4.2输入量
的标准不确定度
的评定
输入量
的标准不确定度主要来源于标准气体定值的不确定度，可根据证书给出的定值不确定度来评定，因此应采用B类方法进行评定。
标准物质证书给出的相对扩展不确定度为
，则各检定点上标准不确定度分别为：
4.3标准不确定度汇总表（见表3）
表3 标准不确定度
4.4 合成标准不确定度
表4 合成不确定度
4.5 测量不确定度的报告与表示
根据实际检定结果比对结果为：
表5 测量结果
5可燃气体报警器测量盲样结果的不确定度评定
5.1检定依据：JJG693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》。
5.2环境条件：温度25℃，相对湿度32%，大气压101.325kPa。
5.3检测仪器：红外线可燃气报警仪，型号TG-216B，编号18030304012，分辨率0.1%LEL，厂家西安泰戈分析仪器有限责任公司。
5.4标准物质：空气中甲烷气体标准物质GBW（E）081669，10.0%LEL、40.0%LEL、60.2%LEL，中国计量测试研究院生产，标准气体的扩展不确定度Urel=1%，k=3；纯净空气，中国计量测试研究院生产。
5.5被测对象：未知浓度的空气中甲烷气体，A气瓶编号：L181914194。
6不确定度评定
6.1数学模型
未知甲烷气体浓度值测量的数学模型可以下式表示
式中：
——盲样测量结果；
——待测盲样平均值；
6.2测量仪器所引入的不确定度
由说明书该红外线可燃气报警仪的最大允许误差为±1%FS，该仪器测量范围为（0~100）%LEL，故由此引入的标准不确定度分量
为
6.3仪器测量结果的重复性所引入的不确定度
表6 重复性引入的不确定度
6.4 标准不确定度分量一览表
表7 标准不确定度
6.5合成标准不确定度
以上各分量互不相关，故合成标准不确定度为：
6.6测量不确定度的报告与表示
盲样的测量结果表示为：
参考文献：
[1]可燃气体报警器测量空气中异丁烷浓度结果的不确定度评定，王春苗
[2]中国国家计量技术规范，JJF1059-2012，测量不确定度评定与表示．
[3]宣安东．实用测量不确定度评定及案例．北京：中国计量出版社，2009：834
[4]中国国家计量检定规程，JJG693-2011可燃气体检测报警器
[5]中国国家计量技术规范，JJF1011-2011，通用计量定义及术语．
作者简介：
龚乐，男，1987年生，工程师，硕士研究生。
论文作者:龚乐,刘宁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：不确定论文; 测量论文; 气体论文; 标准论文; 仪器论文; 物质论文; 报警器论文; 《电力设备》2018年第33期论文;