主题:【第十四届原创】热脱附-气相色谱法测定空气中甲苯浓度的不确定度评估

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oscar_2007
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1. 目的

依据HJ 583-2010 环境空气 苯系物的测定 固体吸附∕热脱附-气相色谱法的标准,对固体吸附∕热脱附-气相色谱法测定空气中甲苯浓度的不确定度进行分析,找出影响测量结果不确定度的因素,对不确定度进行评估,如实反映测量的置信度和准确性

2. 实验部分

2.1设备和试剂

2.1.1设备

2.1.1.1 Tenax采样管。

2.1.1.2 湿度计:精度5%0.1℃。

2.1.1.3气压力计

2.1.1.4 微量注射器:10μL。

2.1.1.5 空气采样器:流量范围0.2~1L/min,

2.1.1.6 气相色谱仪-TD-20 热脱附仪。

2.1 .2试剂

2.1.2.1 TVOC 标准溶液。

2.1.2.2 载气:氮气,纯度99.999%。

2.1.2.3 燃烧气:氢气,纯度99.99%。

2.1.2.4 助燃气:压缩干燥空气,纯度99.99%。

2.2 测试流程

固体吸附/热脱附-气相色谱法测定空气中甲苯浓度 不同影响因素



3. 计算公式

以空气中甲苯浓度公式:



式中:

C:空气中甲苯浓度,mg/m3

m:甲苯中峰面积代入校准曲线计算得到的各组分质量之和,μg;

V0:换算成标准状态下的采样体积,L。

4 .不确定度来源分析

由数学模型可知,甲苯浓度的测量的不确定度由以下四个部分组成:

4.1采样体积引入的不确定度

包括采样设备采样引入的不确定度、温度计的测量、压力计测量引入的不确定度;

4.2 甲苯标准溶液的不确定度及甲苯曲线相对不确定度

主要是由标准系列溶液的配制和标准曲线拟合引起;

4.3重复实验的不确定度

用同一样品进行6次重复实验;

4.4 气相色谱仪积分数值相对标准不确定度。

由于标准曲线制作过程和样品测试过程一致,可不考虑热解吸效率。

5 各测量不确定度分量分析

5.1 采样体积引起的标准不确定度分量μ1的计算

5.1.1 流量计引入的标准不确定分量μ11

流量误差5%,按均匀分布属B类标准不确定度:



5.1.2 采样时间引入的标准不确定度分量μ12

计时误差0.2%,按均匀分布属B类标准不确定度:



5.1.3 温度表引入的相对标准不确定度μ13

温度表示值最大允许误差±0.5℃按均匀分布属B类标准不确定度:



5.1.4 大气压力表引入的相对标准不确定度μ14

大气压力表最大允许示值误差±0.3kPa,按均匀分布属B类标准不确定度:



则采样体积引起的标准不确定度分量μ1为:



5.2 标准溶液及标准系列溶液的配制引入的相对标准不确定度μ2

5.2.1甲苯标准储备液引起的不确定度分量μ20

    甲苯标准储备液证书上注明(与TVOC标准溶液共用),该溶液的浓度为0.01μg/μL、0.1μg/μL和1μg/μL,2倍扩展不确定度为5%,则标准储备液的标准不确定度为:



  5.2.2由标准溶液引起的不确定度分量μ21

10uL微量进样器分别打进1.0μL、2.0μL、5.0μL至Tenax管中,使Tenax中甲苯的质量分别为0.05μg、0.1μg、0.2μg及0.5μg、1.0μg和2.0μg。微量进样器的相对标准不确定度

  微量进样器的相对标准不确定


规格(10μL)

容量允许误差

相对标准不确定度

1.0μL

1%

0.00577

2.0μL

1%

0.00577

5.0μL

1%

0.00577



其中以1.0μL进样量的相对标准不确定度的计算举例:



标准溶液引起的相对标准不确定度μ211



5.2.3 标准曲线线性回归引起的相对不确定度分量μab

校准曲线表

序号(n)

标准溶液加入体积(μL)

质量(μg)

峰面积

1

浓度0.01mg/mL标准溶液 5μL

0.05

73472

2

浓度0.1mg/mL标准溶液 1μL

0.10

159631

3

浓度0.1mg/mL标准溶液 2μL

0.20

326016

4

浓度0.1mg/mL标准溶液 5μL

0.50

873239

5

浓度1.0mg/mL标准溶液 1μL

1.00

1802687

6

浓度1.0mg/mL标准溶液 2.5μL

2.50

3548425

回归方程

y = 2198747x-110334.7

相关系数r

0.9993





由数据得出的线性回归直线方程:y=2198747x-110334.7

其中斜率b=2198747,截距a=-110334.7R2=0.9993

误差方程:



残差平方和:



残差标准差S:



截距a和斜率b的不确定度:



灵敏度系数为:



则标准曲线线性回归引起的相对不确定度分量μab为:



则,标准溶液及标准系列溶液的配制引入的相对标准不确定度μ2为:



5.3 测量重复性标准不确定度分量μ3的计算

      为获得重复性测量的不确定度,在相同测试条件下对样品质量进行6次测量,测量结果:

  测量所得甲苯质量结果

测量次数

1

2

3

4

5

6

平均值

甲苯含量(μg)

0.49

0.50

0.51

0.49

0.48

0.50

0.50





根据表的数据,测量标准偏差为:



标准不确定度的相对值:               



5.4 气相色谱仪测量标准不确定度

根据检定报告,气相色谱仪的准确度为2.4%,可认为均匀分布,气相色谱仪的峰面积读值标准不确定度为:



6 计算合成不确定度μ

固体吸附\热脱附气相色谱法测定空气中TVOC浓度测量的合成相对标准不确定度μ为:





7.扩展不确定度U

取包含因子k=2,置信概率95%,则扩展不确定度为:



8.结论

通过测量不确定度评定可以看出,固体吸附\热脱附气相色谱法测定空气中甲苯浓度的过程中,测量重复性标准不确定度分量是该方法不确定度的主要来源;其次是标准溶液及标准系列溶液的配制引入的相对标准不确定度所带来的影响。说明如果实验过程正常,仪器的稳定性是不确定度的主要来源

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公式没有显示出来,可以把公式截图成个图片,上传个图片看看。
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有上传附件的,不知道为什么很多都导入就变成这样
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原文由 oscar_2007(oscar_2007) 发表:
有上传附件的,不知道为什么很多都导入就变成这样
已帮忙整理好
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这么多计算公式是用什么计算的,有现成的EXCEL吗?
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原文由 大耳朵兔兔(v3237657) 发表: 已帮忙整理好
非常感谢帮忙处理
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原文由 zyl3367898(zyl3367898) 发表:这么多计算公式是用什么计算的,有现成的EXCEL吗?
EXCEL表格计算的,
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有没有现成的EXCEL表格,输入这么多公式也费时间。
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