烟气分析仪不确定度分析范文

烟气分析仪的测量结果 不确定度分析计算报告

Z/BQ-HYH-001-2012

河北省计量监督检测院

环保室

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烟气分析仪器示值误差测量结果

不确定度分析报告

1 概述

1.1 测量方法：根据 根据JJG968-2002《烟气分析仪计量检定规程》。 1.2 环境条件：（15～35）℃；相对湿度≤85%.。

1.3 测量标准：CO-N2 、NO-N2、O2-N2、国家一级标准气体，相对标准不确定度为1%，包

含因子为2。

NO2-N2、SO2-N2、相对标准不确定度为3%，包含因子为2。

1.4 被测对象：测量范围（0～5000）μmol/mol(其中：氧0～25%)，示值误差±5% 2 数学模型

通入一定浓度的标准气体，平衡后读取被检仪器的示值，重复测量3次，其读数的算术平均值与标准气体标准值的差，并计算该点的相对误差即为被检仪器的示值误差。

1 则可认为数学模型是： y(xmxs)

xs 式中：y—被检仪器的示值误差； xm—被检仪器的示值； xs—标准气体的浓度。 3 根据数学模型求方差和传播系数

2 方差关系： uc(y)c2(xm)u2(xm)c2(xs)u2(xs)

1 传播系数：c(xm)yxmxs

x c(xs)y mxsxs24 计算分量标准不确定度测量值

烟气分析仪主要应用于测量烟气中二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳有害气体及氧气浓度，传感器可选择性配置，测量一种或多种气体，就应用较多的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳及氧气进行分析。

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4.1对于被测量为二氧化硫气体的标准不确定度 4.1.1 标准器本身的不确定度分量

标准气体由国家标准物质研究中心提供，用国家一级标准物质相对扩展不确定度为3%，k=2，采用B类进行评价。

98.23%1.473μ No1：u(xs)mol/mol 22453%3.675μ No2：u(xs)mol/mol 25303%7.95 μ No3：u(xs)mol/mol 24.1.2. 对测量结果影响因素的分量标准不确定度 4.1.2.1 测量的重复性引起的不确定度分量

输入量Cm的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类进行评价。

对一台烟气分析仪，选择98.2μmol/mol标准浓度的二氧化硫气体，在相同条件下重复测定十次，得测量值如下：

97 96 98 98 96 96 99 98 97 97 平均值 97.2

单次测量标准偏差s(xk)(xi1nix)2 1.033

n1在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量3次，以其算术平均值作为测量结果，则其标准不确定度为 平均值的标准偏差sAs(xp)n0.597

则 u(xs)=0.597 4.1.2.2.1 环境温度的不确定度分量

在检定温度为15℃～35℃时，实验得出极限误差 0.5%。按均匀分布变化，属于B类，k=3 u10.5%30.289%

4.1.2.2.2 环境大气压的不确定度分量

认为大气压变化1kPa，对仪器引入0.1%的误差。按均匀分布变化，属于B类，k=3

0.1%0.058% u23 专业技术 知识共享

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4.1.2.2.3 测量结果分量的不确定度

2 umu2xu21u2=0.663μmol/mol

4.1.3合成标准不确定度：

2uc(y)c2(xm)u2(xm)c2(xs)u2(xs)

1 其中：c(xm)yxmxs

x c(xs)y m2xsxs相对标准不确定度为：uc(y)=1.7%

另对对 245μmol/mol、530μmol/mol等多点进行分析，其标准不确定度分别为

1.7%、1.6%，均不大于98.2μmol/mol点的的计算结果，因此以低浓度点的相对标准不确定度可以代表整个范围的不确定度评定 4.1. 4 相对扩展不确定度 选取包含因子 k = 2， 则相对扩展不确定度

Urel

=ku (y)2×1.7% = 3.4%

4.2 4.1对于被测量为二氧化氮气体的标准不确定度

仍选取最低测量点78.5μmol/mol，作为全量程的代表。

4.2.1 标准器本身的不确定度分量

标准气体由国家标准物质研究中心提供，用国家一级标准物质相对扩展不确定度为3%，k=2，采用B类进行评价。

78.53%1.1775μ u(xs)mol/mol 24.2.2. 对测量结果影响因素的分量标准不确定度 4.2.2.1 测量的重复性引起的不确定度分量

输入量Cm的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类进行评价。

在相同条件下重复测定十次，得测量值如下：

82 82 84 83 82 82 83 82 83 82 平均值 82.5

单次测量标准偏差s(xk)(xi1nix)2 0.707

n1 专业技术 知识共享

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在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量3次，以其算术平均值作为测量结果，则其标准不确定度为 平均值的标准偏差sAs(xp)n0.409

则 u(xs)=0.409 4.2.2.2.1 环境温度的不确定度分量

在检定温度为15℃～35℃时，实验得出极限误差 0.5%。按均匀分布变化，属于B类，k=3 u10.5%30.289%

4.2.2.2.2 环境大气压的不确定度分量

认为大气压变化1kPa，对仪器引入0.1%的误差。按均匀分布变化，属于B类，k=3

0.1%

0.058% u234.2.2.2.3 测量结果分量的不确定度

2 umu2xu21u2=0.470μmol/mol

4.2.3合成标准不确定度：

2uc(y)c2(xm)u2(xm)c2(xs)u2(xs)

1 其中：c(xm)yxmxs

x c(xs)y mxsxs2相对标准不确定度为：uc(y)=1.7%

4.2. 4 相对扩展不确定度 选取包含因子 k = 2， 则相对扩展不确定度

Urel

=ku (y)2×1.7% = 3.4%

4.3对于被测量为一氧化氮气体的标准不确定度 4.3.1 标准器本身的不确定度分量

标准气体由国家标准物质研究中心提供，用国家一级标准物质相对扩展不确定度为1%，k=2，采用A类进行评价。

50 .61%0.253 μ No1：u(xs)mol/mol 2 专业技术 知识共享

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4.2.1 A类标准不确定度

输入量Cm的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类进行评价。

对一台烟气分析仪，选择50.6μmol/mol标准浓度的一氧化氮气体，在相同条件下重复测定十次，得测量值如下：

48 47 47 48 48 48 47 47 48 48 平均值 47.6

单次测量标准偏差s(xk) 0.517

n1在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量3次，即k=3，以其算术平均值作为测量结果，则其标准不确定度为

s u(x)A0.298μmol/mol

k4.3.3 其他影响因素的分量标准不确定度 4.3.3.1 环境温度的不确定度分量

在检定温度为15℃～35℃时，实验得出极限误差 0.5%。按均匀分布变化，属于B类，k=3 u105%.30.289%

(xi1nix)24.3.3.2 环境大气压的不确定度分量

认为大气压变化1kPa，对仪器引入0.1%的误差。按均匀分布变化，属于B类，k=3

0.1%0.058% u234.3.2.2.3 测量结果分量的不确定度

2 umu2xu21u2=0.334μmol/mol

4.3.3合成标准不确定度：

2uc(y)c2(xm)u2(xm)c2(xs)u2(xs)

1 其中：c(xm)yxmxs

x c(xs)y m2xsxs相对标准不确定度为：uc(y)=0.9%

4.3. 4 相对扩展不确定度 选取包含因子 k = 2， 则相对扩展不确定度

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Urel

=ku (y)2×0.9% = 1.8%

4.4 对于被测量为一氧化碳气体的标准不确定度 4.4.1 标准器本身的不确定度分量

标准气体由国家标准物质研究中心提供，用国家一级标准物质相对扩展不确定度为1%，k=2，采用A类进行评价。

99.21%0.496μ No1：u(xs)mol/mol 24.4.1 A类标准不确定度

输入量Cm的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类进行评价。

对一台烟气分析仪，选择99.2μmol/mol标准浓度的一氧化碳气体，在相同条件下重复测定十次，得测量值如下：

101 103 102 102 103 102 102 102 101 102 平均值 102

2(xx)ii1n 单次测量标准偏差s(xk) 0.667 n1在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量3次，即k=3，以其算术平均值作为测量结果，则其标准不确定度为

s u(x)A0.385μmol/mol

k4.4.3 其他影响因素的分量标准不确定度 4.4.3.1 环境温度的不确定度分量

在检定温度为15℃～35℃时，实验得出极限误差 0.5%。按均匀分布变化，属于B类，k=3 u105%.30.289%

4.4.3.2 环境大气压的不确定度分量

认为大气压变化1kPa，对仪器引入0.1%的误差。按均匀分布变化，属于B类，k=3

0.1%0.058% u234.4.2.2.3 测量结果分量的不确定度

2 umu2xu21u2=0.483μmol/mol

4.4.3合成标准不确定度：

2uc(y)c2(xm)u2(xm)c2(xs)u2(xs)

1 其中：c(xm)yxmxs

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c(xs)yxsxm xs2相对标准不确定度为：uc(y)=0.7%

4.4. 4 相对扩展不确定度 选取包含因子 k = 2， 则相对扩展不确定度

Urel

=ku (y)2×0.7% = 1.4%

4.5 对于被测量为氧气的标准不确定度

4.5.1 标准器本身的不确定度分量

标准气体由国家标准物质研究中心提供，用国家一级标准物质相对扩展不确定度为1%，k=2，采用A类进行评价。

5.021%0.0251 No1：u(xs)24.5.1 A类标准不确定度

输入量Cm的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类进行评价。

对一台烟气分析仪，选择5.02%标准浓度的氧气体，在相同条件下重复测定十次，得测量值如下：

5.15 5.15 5.20 5.18 5.19 5.16 5.17 5.18 5.19 5.19 平均值 5.157

单次测量标准偏差s(xk) 0.0267

n1在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量3次，即k=3，以其算术平均值作为测量结果，则其标准不确定度为

s u(x)A0.0155

k4.5.3 其他影响因素的分量标准不确定度 4.5.3.1 环境温度的不确定度分量

在检定温度为15℃～35℃时，实验得出极限误差 0.5%。按均匀分布变化，属于B类，k=3 u105%.30.289%

(xi1nix)24.5.3.2 环境大气压的不确定度分量

认为大气压变化1kPa，对仪器引入0.1%的误差。按均匀分布变化，属于B类，k=3

0.1%0.058% u234.5.2.2.3 测量结果分量的不确定度

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2 umu2xu21u2=0.299

4.5.3合成标准不确定度：

2uc(y)c2(xm)u2(xm)c2(xs)u2(xs)

1 其中：c(xm)yxmxs

x c(xs)y m2xsxs相对标准不确定度为：uc(y)=0.59%

4.5. 4 相对扩展不确定度 选取包含因子 k = 2， 则相对扩展不确定度

Urel

=ku (y)2×0.59% = 1.2%

5 报告：

用标准气体检定烟气分析仪，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、一氧化氮的测量范围为（0～5000）μmol/mol，其相对扩展不确定度分别为：3.4%、3.4%、1.4%、1.8%（k=2）； O2的测量范围是（0～21）%，其相对扩展不确定度为U

rel

=1.2%，k=2。

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