Ⅱ级生物安全柜流入气流测量结果不确定度评定

【摘要】 生物安全柜是微生物实验室的必需品，广泛应用于医疗卫生、制药、科研等行业，其不仅能对生物安全柜的操作者提供保护措施，还能在进行细菌培养时提供无菌无尘的工作环境。为了保证操作人员在操作生物安全柜过程中不受细菌的侵害，生物安全柜的各项指标需要定期进行校准。本文对生物安全柜的流入气流测量结果进行不确定度评定，给出测量结果的不确定度。

【关键词】 生物安全柜;流入气流;重复性;不确定度

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.06.016

Abstract： The biosafety cabinet is a necessity of microbiological laboratory，which is widely used in medical and health， pharmaceutical，scientific research etc. It can not only provide protection measures for operators，but also provide a sterile and dust-free working environment for bacterial culture. In order to protect operators from bacteria then operating biosafety cabinet，the indicators of biosafety cabinet need to be calibrated regularly. This article evaluated the uncertainty of inflow of biosafety cabinet， provided the uncertainty of measurement results.

Key words： biosafety cabinet;inflow;repeatability;uncertainty

生物安全柜是一种负压过滤排风柜，可防止操作者和环境暴露于实验过程中产生的生物气溶胶污染，广泛应用于食品、药品、疾控、化工等重要领域，是实验室生物安全防护屏障中最基本的安全防护设备。生物安全柜分为三级：Ⅰ级生物安全柜、Ⅱ级生物安全柜、Ⅲ级生物安全柜，Ⅰ级和Ⅱ级生物安全柜只在具有正压防护服的最高防护水平实验室中使用。生物安全柜的性能指标既关系到实验人员的人身安全，也关系到试验结果的准确性和可靠性。因此，对生物安全柜各项指标的校准检测就显得尤为重要。流入气流是生物安全柜的重要指标之一，是指从室内通过前窗操作口进入生物安全柜前窗下侧泄流槽的气流，为防止生物安全柜工作区内产生的气溶胶泄漏提供一个空气屏障。目前，国内Ⅱ级生物安全柜校准检测主要依据JJF 1815-2020《Ⅱ级生物安全柜校准规范》。

1 测量方法

1.1 测量与评定依据

JJF 1815-2020《Ⅱ级生物安全柜校准规范》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。

1.2 环境条件

环境温度15～30 ℃;湿度≤70%RH。

1.3 测量标准

风速仪测量范围为0～2 m/s，最大允许误差为±0.015 m/s。

1.4 被测对象

Ⅱ级生物安全柜的流入气流，平均流入气流要求≥0.51 m/s。

1.5 测量过程

按照JJF 1815-2020《Ⅱ级生物安全柜校准规范》7.3.2要求，以风速仪法测量流入气流为例进行不确定度评定。生物安全柜前窗开启至标称高度，用风速仪在前窗操作口平面的两排点测量气流流速，第一排在前窗操作口上沿下约开启高度25%的位置，第二排在前窗操作口上沿下约开启高度75%的位置，测量点间隔约为100 mm，距前窗操作口的侧边接近但不小于100 mm测试，每个测量点重复测量3次，用所有测量值的平均值表示流入气流流速。

2 不确定度评定方法

2.1 A类标准不确定评定

A类标准不确定分量主要来源于多次重复测量的重复性引入的标准不确定度，记为[u1]。

2.2 B类标准不确定度评定

B类标准不确定度分量来源于标准器的不确定度，记为[u2]。

2.3 合成标准不确定度[uc]

3 流入气流测量结果的不确定度评定

3.1 输入量标准不确定度的评定

3.1.1 仪器测量重复性引入的不确定度的评定[u1]

用A类标准不确定度评定。使用风速仪在安全柜的20个测量点进行测量，每个测量点连续测量10次（测量结果见表1），测量值的平均值为0.53 m/s。对测量结果的重复性进行分析。

合并样本标准偏差按照公式（2）计算：

式中：m——测量点的数量;

n——每个测量点包含的测量次数;

[IFkj]——第j个测量点第k次的测量值，m/s;

[IFj]——第j个测量点测量值的算术平均值，m/s。

通过公式（2）计算得到合并样本的标准偏差为：

由于每个测量点实际测量3次，因此得到重复性引入的不确定度分量[u1]为：

3.1.2 标准器引入的标准不确定度[u2]

風速仪的最大允许误差为±0.015 m/s，按照均匀分布计算，得到：

3.2 标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量一览表见表2。

3.3 合成标准不确定的[uc]

3.4 扩展不确定度[U]

取包含因子k=2，则

4 不确定度的报告

被校准生物安全柜的流入气流测量结果为0.53m/s，测量结果的扩展不确定度为：

5 结语

本文针对生物安全柜的流入气流测量结果的不确定度进行了分析评定，给出了流入气流的测量结果和测量结果的扩展不确定度，明确了测量结果的不确定度范围，为有效评价生物安全柜的流入气流的校准结果提供了方法，为Ⅱ级生物安全柜的安全使用提供了技术支撑。

【参考文献】

[1] 通用计量术语及定义：JJF 1001-2011[S].

[2] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[S].

[3] 倪育才.实用测量不确定度[M].北京：中国质检出版社，2016.

[4] Ⅱ级生物安全柜校准规范：JJF 1815-2020[S].

【作者简介】

马骏（1981-），女，讲师，硕士，研究方向为电气自动化技术、检测技术的教学和研究。