总悬浮颗粒物采样器流量示值误差的不确定度评定

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  总悬浮颗粒物是大气质量评价中的一个通用的重要染指标。它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生產加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。总悬浮颗粒物采样器是用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法。其原理基于:抽取一定体积的空气,使之通过已恒重的滤膜,则悬浮微粒被阻留在滤膜上,根据采样前后滤膜重量之差及采气体积,即可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。近几年来,总悬浮颗粒物采样器已被广泛应用于环境监测。
  1、测量过程
  启动校准装置,预热30min,将被检设备的进气口与气体、粉尘、烟尘采样仪综合校准装置中的中孔口流量计出气口相连,调节总悬浮颗粒物采样器的采样流量到100L/min,运行10min后,读取孔口流量计的示值然后通过公式通过误差计算公式(1)即可计算出检定点流量误差。
  2、测量模型
  (1)
  式中:——采样流量误差,%;
  ——总悬浮颗粒物采样器的工作点流量值,L/min;
  ——总悬浮颗粒物采样器采样流量测量值的平均值, L/min。
  3、各输入量的标准不确定度分量的评定
  依据JJG943-2011《总悬浮颗粒物采样器检定规程》对总悬浮颗粒物采样器进行检定。不确定度的主要来源于测量重复性引入的不确定度、检定装置最小分辨力引入的不确定度、标准装置引入的不确定度组成。
  3.1测量重复性造成的不确定度u1
  根据JJG943-2011《总悬浮颗粒物采样器检定规程》5.3.8条款,在相同条件下对同一台总悬浮颗粒物采样器在100L/min示值处重复测量10次,得到测量值(L/min)为:100.5、101.0、100.5、100.8、100.4、100.4、100.7、100.8、100.3、100.6。
  单次测量值的实验标准差
  规程中规定检定以重复测量10次取平均值为观测结果,所以,
  3.2检定装置的最小分辨力引入的不确定度
  检定装置的最小分辨力为0.1L/min,按均匀分布考虑,所以,
  3.3测量重复性引入的不确定度大于分辨力引入的不确定度,测量重复性引入的不确定度分量代替最小分辨力引入的不确定度,因此
  3.4检定装置引入的相对不确定度
  采用的大气、粉尘、烟尘采样器综合校验装置中,中孔口流量计流量的扩展不确定度为1.16%(k=2),按均匀分布估计,则,
  4、不确定度一览表
  5、合成标准相对不确定度
  6、扩展不确定度
  取包含因子k=2,则扩展不确定度为
  总悬浮颗粒物采样器流量误差测量结果的扩展不确定度为:
  Urel=0.7% k=2
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