0 引言 

氢气可燃气体报警器是探测氢气浓度的重要安全监测仪器，能够在氢气浓度达到报警设定值时发出声光报警，对防爆具有重要作用。示值误差是评定氢气可燃气体报警器是否合格的一项重要指标，因此本文对氢气可燃气体报警器示值误差测量结果的不确定度进行分析和评定，以保证氢气报警器结果的可靠性和准确性，进而有效预防安全事故发生。

1 不确定度评定

1．1 概述 

1.1.1 测量依据：JJG 693—2011《可燃气体检测报警器》检定规程。

1.1.2 环境条件：温度：（0～40）℃；相对湿度＜85%；通风良好，无干扰被测气体。

1.1.3 测量标准：空气中氢气标准气体，Urel=1%，k=2。

1.1.4 被测对象：氢气可燃气体检测报警器，最大允许误差:±5%FS;量程:(0～100)%LEL。

1.1.5 测量过程：预热，通入零点气体，调整仪器零点。通入约为满量程60%的气体标准物质，调整仪器的示值，防止造成偏差。接入三个浓度值的气体标准物质，并对设备示值进行记录，每个浓度测量3次，以3次测量的平均值与标准值的差值除以仪器满量程作为示值误差。取3个示值误差中绝对值最大的作为仪器的示值误差。

1.2 测量模型  

示值误差计算公式:                         （1）

式中:——仪器示值的算术平均值;

——通入仪器气体标准物质的浓度值; 

R——仪器满量程。

——示值误差

1．3 不确定度的来源 

不确定度来源主要包括仪器测量重复性的不确定度和气体标准物质引入的不确定度。

1.4 标准不确定度分量的评定 

1.4.1测量重复性的标准不确定度

仪器的测量重复性引入的标准不确定度，可通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。取一台量程为100% LEL的氢气可燃气体报警器，分别通入浓度为10% LEL、40% LEL、60% LEL的气体标准物质，采用的气体标准物质其定值相对扩展不确定度为1% ，包含因子k=2。每点在同一条件下重复测量10次，得到测量数据列，计算出各点的实验标准偏差，结果如表1所示。

表1 各点重复性测量结果的实验标准偏差

气体标准物质参考值（% LEL） 测得值（% LEL） 平均值（% LEL） s（% LEL）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10.0 11 11 11 12 11 11 11 12 11 11 11 0.42

40.0 42 43 42 42 44 43 42 43 43 42 43 0.70

60.0 63 63 63 63 63 62 64 62 62 63 63 0.63

按校准规范要求，仪器示值误差以3次测量的算术平均值进行计算，因此n=3。测量列平均值的实验标准差: ，测量重复性引入的标准不确定度：

校准点10.0%LEL:；40.0%LEL:；60.0%LEL:

1.4.2 输入量的标准不确定度的评定 

输入量的标准不确定度主要来源于标准气体定值的不确定度，可根据证书给出定值不确定度来评定，因此采用B类方法来评定。

校准点10.0%LEL:；40.0%LEL:；60.0%LEL:

1.4.3 标准不确定度分量一览表

表2 标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量 不确定度来源 标准不确定度值 不确定度分量值

测量重复性 10.0%LEL 0.25ⅹ10-2

40.0% LEL 0.41ⅹ10-2

60.0% LEL 0.37ⅹ10-2

气体标准物质的定值不确定度 10.0% LEL 0.05ⅹ10-2

40.0% LEL 0.20ⅹ10-2

60.0% LEL 0.30ⅹ10-2

1.5 合成标准不确定度 

                         （2）

校准点: 10.0% LEL:；40.0% LEL:； 60.0% LEL：

1.6 扩展不确定度 

取包含因子k=2，氢气可燃气体报警器示值误差(以引用误差FS表示)的相对扩展不确定度：                                               （3）

校准点 10.0% LEL: ；40.0% LEL: ；60.0% LEL: 

1.7 测量不确定度的报告与表示

氢气可燃气体报警器示值误差测量结果的扩展不确定度如下所示:

2 结论 

本文对氢气可燃气体报警器示值误差的测量不确定度进行了评定。氢气自身无色无味,燃烧火焰也很难肉眼发现，气体检测对于用氢安全非常重要。准确评定氢气可燃气体报警器示值误差的测量不确定度，不但可以对计量工作者提供参考，还能为企业安全运行生产提供有力的技术保障。

【参考文献】

［1］JJF 1059．1—2012 测量不确定度的评定与表示［S］．

［2］JJG 693—2011 可燃气体检测报警器［S］．