烟气分析仪测量两种气体的不确定度分析

张令莉（大庆市质量技术监督检验检测中心 黑龙江 大庆 163316）

烟气分析仪测量两种气体的不确定度分析

张令莉（大庆市质量技术监督检验检测中心 黑龙江 大庆 163316）

依据JJF1059.1-2012对烟气分析仪测量两种气体示值误差的不确定度进行了评估，分析了影响测量不确定度的各个因素，计算得出烟气分析仪测量二氧化硫气体示值误差的扩展不确定度为 k=2；烟气分析仪测量一氧化氮气体示值误差的扩展不确定度为：k=2。

烟气分析仪；二氧化硫；一氧化氮；示值误差；不确定度

1 概述

测量依据：JJG968-2002《烟气分析仪》

环境条件：实验室温度（15-35）℃；相对湿度≤85%RH。

标准气体：

（1）氮中二氧化硫标准气体：GBW（E）08056，标准值分别为（mol/mol）：50.50×10-6，99.60×10-6，971.2×10-6，其相对扩展标准不确定度分别为1%，0.5%，0.5%（k=2）。

（2）氮中一氧化氮标准气体：GBW08116，标准值分别为（mol/mol）：46.8×10-6，97.0×10-6，795×10-6，其相对扩展标准不确定度为1%（k=2）。

测量仪器：KM-900型烟气分析仪

检定方法：烟气分析仪校准零点后，分别通入约为满量程20%、50%和80%的气体标准物质，每种浓度的气体通入3次，其算术平均值与标准气体浓度值的差值与标准气体浓度值的比值即为烟气分析仪示值误差。

2 数学模型

式中：Δα—示值误差；—3次示值的算术平均值；cs—标准气体浓度值。

3 标准不确定度来源

主要来源于烟气分析仪对测量结果平均值有影响的标准不确定度分量u（）和标准气体标称值的标准不确定度分量u（c）s两部分组成。其分量u（）包括仪器测量重复性的标准偏差和读数分辨力的量化误差。

3.1 烟气分析仪对测量结果平均值有影响的标准不确定度分量u（）

3.1.1 仪器测量重复性引入的标准不确定度分量u1（）

检定过程中，因环境温度变化、大气压力变化，气体标准物质的流量变化以及仪器供电电源不稳定性等因素，均对测量结果有影响。JJG968-2002《烟气分析仪》规定：在重复性条件下分别测量一定摩尔分数的氮中二氧化硫标准气体、氮中一氧化氮标准气体6次，得到测量列（氮中二氧化硫标准气体）：960×10-6，969×10-6，942×10-6，964×10-6，966×10-6，956×10-6（mol/mol）；得到测量列（氮中一氧化氮标准气体）：99×10-6，98×10-6，99×10-6，100×10-6，96×10-6，98×10-6（mol/mol）。随机测量属A类不确定度评定，其相对标准偏差用贝塞尔公式计算。

检定规程规定实际检定中重复性测量3次，取其平均值，所以

3.1.2 仪器读数分辨力引入的标准不确定度

仪器测量二氧化硫/一氧化氮时读数的最小值分别为：SO2：1×10-6mol/mol；NO：1×10-6mol/mol；则其引入的标准不确定度为：

3.1.3 仪器测量值的标准不确定度u（c）

3.2 标准气体标称值的标准不确定度u（cs）

检定装置采用国家一级和二级气体标准物质，对烟气分析仪进行量值传递与溯源。其中氮中二氧化硫标准气体相对扩展不确定度Urel=0.5-1%；氮中一氧化氮标准气体相对扩展不确定度Urel=1%，属正态分布，k=2。

4 标准不确定度分量汇总

4.1 标准不确定度汇总见下表

4.2 合成标准不确定度计算

表1 标准不确定度汇总表

5 相对扩展不确定度

6 结论

（1）针对烟气分析仪测量两种气体示值误差的计算，建立了数学模型。

（2）得出烟气分析仪测量二氧化硫气体示值误差的相对扩展不确定度：Urel（SO2）=1.3%k=2

（3）得出烟气分析仪测量一氧化氮气体示值误差的相对扩展不确定度：Urel（NO）=2.0%k=2

〔1〕金丽莎，谌永华等.JJG968-2002《烟气分析仪》.北京：国家质量监督检验检疫总局，2002：1-5.

〔2〕叶德培，赵峰等.JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示〔M〕.北京：国家质量监督检验检疫总局，2012：1-88.

〔3〕邓媛芳，丁跃清等.JJF1033-2008计量标准考核规范〔M〕.北京：国家质量监督检验检疫总局，2008：28-34.

Analysis of Uncertainty in Determining Two Kinds of Gases by Flue Gas Analyzer

ZhangLingli（Quality and Technical Supervision and Inspection Center of DaQing City DaQing HeiLongjiang 163316）

According to JJF1059.1-2012，we evaluated uncertainty in determining two kinds of gases by flue gas analyzer，analysed factors influencing measurement uncertainty and calculated the extended uncertainties in determining Sulfur dioxide and Nitric oxide by flue gas analyzer.

Flue gas analyzer Sulfur dioxide Nitric oxide Indication error Uncertainty

X831

A

1674-263X（2017）02-0055-02

2017-06-20

张令莉（1977-），女，研究生，高级工程师，主要从事物化计量器具的检定和研究工作。