B1 非分散红外法测定空气中一氧化碳的测量不确定度评定

实例B空气与废气Bl非分散红外法测定空气中一氧化碳的测量不确定度评定1检测方法1.1方法依据依据GB/T9801-1988《空气质量一氧化碳的测定非分散红外法》，对空气中一氧化碳的测量不确定度进行评定。1.2方法原理一氧化碳对以4.5pm为中心波段的红外辐射具有选择性吸收，在一定浓度范围内，其吸收程度与一氧化碳浓度呈线性关系，根据吸收值确定样品中一氧化碳浓度。1.3主要仪器QGS-08B型非分光红外线气体分析器(北京北分麦哈克分析仪器有限公司)。1.4操作步骤1.4.1校准仪器1.4.1.1零点调节将高纯氮气连接在仪器进气口，调节操作板上零点调节点位器，使仪器显示值为零，重复2〜3次。1.4.1.2校准向仪器通入从中国计量科学研究院购买，编号为975659,体积分数为24.1x10-6,相对扩展不确定度为1%的一氧化碳标准气体，待仪器显示值稳定后读数，调节操作板上灵敏度调节电位器，使仪器显示值与标准气体浓度相符，重复2〜3次。1.4.2样品测定抽入待测气体，待仪器显示值稳定后读数，测得一氧化碳的气体分数x(10-6),再乘以换算系数1.25,从而得待测气体标准状态下质量浓度c(mg/m3)o2数学模型一氧化碳质量浓度的计算公式为：c=1.25x (B1.1)式中：c 待测气体中一氧化碳的质量浓度，mg/m3：x一一待测气体中一氧化碳体积分数，10-6；1.25 氧化碳体积分数换算为质量浓度的换算系数。式中：U(Cco)一一标准气体引入的不确定度；u(m)一一样品重复性测量引入的不确定度；u(A)一一仪器引入的不确定度；u(H)一一换算系数H引入的不确定度。3不确定度分量的来源评定由检测方法和数学模型分析，其不确定度来源有以下儿个方面：标准气体引入的不确定度I】(cC0)；样品重复性测量引入的不确定度u(m)；仪器引入的不确定度ii(A)；仪器测量不确定度ill(A)；仪器示值量化误差引入的不确定度I以(A)：0.29倍的仪器分辨力(仪器分辨力的不确定度)与随机效应导致的重复性标准偏差(重复性测量的不确定度)二者只取较大者；换算系数H引入的不确定度u(H)o4不确定度分量的评定4.1标准气体引入的不确定度从中国计量科学研究院购买，编号为975659,体积分数为24.1x10-6,给定扩展相对不确定度为1%,按k=2,得相对标准不确定度分量为：urei(cco)=Urei/k=0.01/2=0.0054.2样品重复性测量引入的不确定度重复测量自行配置的高、低浓度标准样品各6次。结果如表B1.1所示。表B1-1样品重复性测量低浓度序号123456样品待测气体中一氧化碳体积分数/10述1.61.71.61.71.616高浓度序号123456样品待洲气体中一纸化碳体积分数/IO"6.16.26.16.26.162由表B1.1数据，计算结果如下，等式中的数值为低浓度样品计算结果，括号中的数值为高浓度样品计算结果，下同。样品6次测量的体积分数平均值：样品6次测量的质量浓度平均值：单次测量的标准差：空气中一氧化碳的测量一般是单次测量，因此单次测量的标准差即为样品重复性测量标准不确定度。样品重复性测量的相对标准不确定度：4.3仪器引入的不确定4.3.1仪器测量相对误差引入的不确定度实验用非分散红外线气体分析器其相对示值误差为±2%(MPE),按均匀分布考虑，取k=3,则Well(A)=0.02/3=0.012o4.3.2仪器示值量化误差引入的不确定度当非分散红外线气体分析器变化一个末位有效数字时，其示值变化为0.1x10-6,即X=o.1X10"6,故U2(A)=0.29X=0.029x106o样品6次重复测量体积分数平均值为1.6X10-6,则UjeD(A)=0.029X10-6/(1.6X10-6)=0.0184.4换算系数H引入的不确定度换算系数H为3位有效数字，分辨力X=0.01,其引入的不确定度为：u(H)=0.5x/3=0.29x=0.29X0.01=0.0029urei(H)=0.0029/1.25=0.0025合成不确定度评定各不确定度分量见表B1.2。序号不确定度分量不确定度来源量值标准不确定度相对标准不确定度1U(Cco)CO标准气体引入的不确定度oU(ill)样品重复性测量引入的不确定度3u(A)Ui(A)U2(A)仪器引入的不确定度仪器测量不确定度仪器示值虽化误差引入的不确定度4u(H)换算系数H引入的不确定度合成标准不确定度：乎J［净+牛］2+眇2+甲］2=0.045(0.026)^=CXi^=2.0mg/m3X0.045=0.09mg/m3(0.05mg/m3)6扩展不确定度取包含因子k=2(约95%置信概率)，则扩展不确定度为：U=kUc(c)=2X0.09mg/m3=0.2mg/m3(0.1mg/m3)7结论（1） 非分散红外法测定空气中一氧化碳，测量结果为：（2.0±0.2）mg/m3,k=2[