总悬浮颗粒物采样器的不确定度评定

王文 范颖

（天津市计量监督检测科学研究院 天津 300192）

引言

总悬浮颗粒物采样器主要用于采集空气动力学当量直径<100μm颗粒物的采样器，是环保监测的一种重要仪器。

其工作原理如下：使一定体积的空气恒速通过已知质量的滤膜时，悬浮在空气中的颗粒物被阻留在滤膜上，根据滤膜增加的质量和通过滤膜的空气体积，确定空气中总悬浮颗粒物的质量浓度，并可用于测定颗粒物中的金属、无机盐及有机污染物等组分。

其主要包括采样头、滤料采样夹、抽气动力装置、流量传感器、温度传感器以及时间控制器等部分组成。

1 数学模型的建立

依据JJG943-2011总悬浮颗粒物采样器检定规程，选定100L/min、1050L/min两个流量点进行检定，取下总悬浮颗粒物采样器的切割器，安装上一张洁净滤膜，将孔口流量计与总悬浮颗粒物采样器连接，确保气路密封不泄露，按照总悬浮颗粒物采样器的操作规定，采样器通电后，将采样流量调至采样器工作点，启动采样器运行10min，读取孔口流量计的读数，重复测量10次，按下式计算工作点的流量示值误差：

式中：δ——总悬浮颗粒物采样器流量示值误差，%；

Q0——总悬浮颗粒物采样器的工作点流量值，L/min；

2 标准不确定度分量评定

2.1 流量示值重复性引入的标准不确定度uA

按规程要求，连接好气路，待仪器稳定后，重复测量流量示值10次，数据如下（L/min）：

101.2 100.5 102.3 103.5 101.6 100.9 102.3 101.5 101.2 102.1

按贝塞尔公式计算，可得单次测量实验标准差：

被检仪器的流量测量值由10次测量的算数平均值得到，故由重复性引起的测量不确定度分量用下式计算得到：

2.2 标准流量计流量测量引入的标准不确定度uB

由所用标准流量计的校准证书查得，标准流量计在100L/min流量点的相对扩展不确定度是U=1.01%（k=2），则其引入的标准不确定度uB如下计算：

3 合成标准不确定度

由于各标准不确定度分量互不相关，因此其合成标准不确定度 uc（δ）计算如下：

4 扩展不确定度

取包含因子k=2，则相对扩展不确定度U=2×uc（δ）=1.2L/min

则在100L/min工作点，其测量扩展不确定度表示为

U（δ）=1.2L/min（k=2）

同理可得，在100L/min工作点的不确定度，完整的不确定度评定如下表：

单位：L/min

结语

本文主要依据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的流量示值误差进行不确定度的评定，通过评定结果可以看出，不确定度来源主要由流量示值重复性及标准流量计引入。总悬浮颗粒物采样器的不确定评定将更好地保证检验数据的准确可靠，量值溯源的统一性、科学性，更好的为社会服务，为环保监测任务服务。