呼出气体酒精含量检测仪示值误差的不确定度评定

林秀娟 ,张宝  ,崔鹏

鄂尔多斯市检验检测中心 内蒙古鄂尔多斯017010

摘要：本文是依据JJG657-2019《呼出气体酒精含量检测仪检定规程》，通过对呼出气体酒精含量检测仪的测量过程建立模型、分析不确定度来源、计算标准不确定度分量等过程，对呼出气体酒精含量检测仪的测量结果进行不确定度的评定。

关键词：呼出气体酒精含量检测仪、测量模型、标准不确定度A类评定、标准不确定度B类评定、合成标准不确定度、扩展不确定度

1、概述

1.1原理和结构：呼出气体酒精含量探测器是利用呼出气体中酒精浓度和血液中酒精浓度呈现出一定比例关系的原理，通过测定驾驶者呼出气体中的酒精含量，计算出其血液中的酒精含量。它是公安交通部门用于现场快速检测车辆驾驶人员呼吸酒精含量的主要执法工具。呼出气体酒精含量检测仪是由气路、控制电路、酒精传感器、呼气检测系统、采样系统及显示打印系统等部件组成。

1.2测量依据： JJG 657-2019《呼出气体酒精含量检测仪检定规程》。

1.3 环境条件：温度要求：（18～28）℃，湿度要求：（20～80）%RH，大气压力，无干扰呼出气体酒精含量检测仪正常工作的气体和电磁场。

1.4 测量标准：空气中乙醇标准气体，国家一级有证标准物质；呼出气体酒精含量探测器检定装置，测量范围（40～500）×10-6mol/mol。

1.5 被测对象：呼出气体酒精含量探测器。

1.6 测量过程：在规定的条件下，采用直接比较法，通过检定装置对呼出气体酒精含量探测器进行检定。

2、测量模型

2.1被检仪器示值误差计算公式： 

示值误差E=E示 –E标

E……仪器的示值误差

E示……探测器的示值

E标……标准物质的值

2.2灵敏系数：由2.1公式可得

            

2.3 传播率公式：因上式的各量相互独立，互不相关则有：

u(E)＝＝

=

3、不确定度来源

在呼出气体酒精含量检测仪的检定或校准过程中，影响示值测量不确定度的因素有：

（1）计量标准器的不确定度；

（2）测量方法的不确定度；

（3）环境条件的影响；

（4）人员操作的影响；

（5）被检仪器的变动性。

由于采用直接比较法进行检定或校准，测量方法的不确定度可以忽略。人员操作、读数、环境影响和被检仪器的变动性影响体现在测量重复性中。因此呼出气体酒精含量检测仪的检定或校准结果的不确定度主要包括计量标准器和测量重复性引入的不确定度。

4、各输入量的标准不确定度分量的评定

4.1、输入量E示的标准不确定度u(E示)的评定

输入量E示的不确定度来源是测量重复性引入的不确定度，故输入量E示的不确定度来源主要是测量的重复性，可采用多次重复测量得到的一组测量列E示i1、E示i2……E示in，采用测量不确定度A类评定方法评定。

取一个探测器，连续重复测量10次得到的一组测量列（单位：mg/L），如下：

0.402，0.390,0.397,0.383,0.404,0.400,0.393,0.396,0.403,0.391（单位： mg/L）

平均值为：0.3959mg/L。

重复性为0.0063mg/L

在实际测量中，规定重复测量3次，以3次测量示值的算术平均值作为测量结果，所以：

4.2 输入量E标不确定度u(E标)的评定

输入量E标来源于标准装置的不确定度，可采用测量不确定度B类方法评定，由于标准物质生产厂家给出该标准物质的扩展不确定度Urel=2%，k=2。

所以=2%×0.4/2=0.004mg/L

5、各不确定度分量汇总表

表1   不确定度分量汇总表

不确定度分量	不确定度 来源	标准不确定度值			分布及评定类别
	标准器误差	0.004mg/L	-1	0.004mg/L	B类评定
	测量重复性	0.0036 mg/L	1	0.0036 mg/L	A类评定

6、合成标准不确定度

7、扩展不确定度评定

呼出气体酒精含量检测仪示值误差的扩展不确定度，直接取包含因子，则扩展不确定度为

       

8、结束语

呼出气体酒精含量检测仪是专门为警察设计的一款执法工具，用来测试驾驶员是否酒驾，以免造成人民生命财产安全的损失，它的测量结果的准确性至关重要。

参考文献：

[1]刘沂玲.方正.崔厚祥《呼出气体酒精含量检测仪检定规程》（JJG 657-2019）中国计量科研究院

[2]叶德培.赵峰.施彦昌《测量不确定度评定与表示》（JJF1059.1-2012）

江苏省计量科学研究院.中国计量科学研究院

[3]丁跃清.邓媛芳《计量标准考核规范》（JJF1033-2016）重庆市计量质量检测研究院