II级生物安全柜校准不确定度评定举例

一、下降气流流速测量结果不确定度评定1.1测量方法在工作区上方高于前窗操作口上沿100mm的水平面上确定测量点位置，多点测量穿过该平面的下降气流流速。测量区域边界与安全柜的内壁及前窗操作口的距离为150mm;测量点最少应有3排，每排最少应有7个测量点，每个测量点重复测量3次，测量点等距分布，形成的正方形栅格不大于150mm×150mm。测试区域边界与安全柜的内壁及前窗操作口的距离应不小于150mm。用夹具将风速仪探针准确定位在各测量点进行测量。记录所有测量点测量值的平均值。1.2测量模型(9.1.1)式中：——平均下降气流流速，m/s;DFij——每个测量点单次测量的下降气流流速，m/s;n——测量点的数量。1.3不确定度来源根据上述测量模型以及测量方法，其不确定度来源主要包括以下3个方面：a)测量重复性引入的标准不确定度u1;b)风速仪分辨力引入的标准不确定度u1';c)标准器具引入的标准不确定度u2。1.4测量不确定度评定1.4.1重复性引入的不确定度分量使用风速仪在安全柜的21个测量点进行测量，每个测量点连续测量10次，对重复测量结果进行分析，测量结果见表9.1.1。表9.1.1下降气流流速测定结果测量点次数不同测量点的下降气流流速测量结果/(m/s)1234567891010.370.360.350.370.360.370.360.350.370.3620.340.350.330.350.330.340.350.330.350.3330.350.340.360.340.350.350.340.360.340.3540.340.350.330.350.330.340.350.330.350.3350.350.340.360.340.350.350.340.360.340.3560.350.360.350.370.350.350.360.350.370.3570.340.350.330.350.330.340.350.330.350.3380.360.350.370.350.360.360.350.360.370.3690.380.370.370.390.380.380.370.370.390.38100.340.350.330.350.330.340.350.330.350.33110.370.360.360.370.350.370.360.360.370.35120.390.380.390.380.370.390.380.390.380.37130.360.350.360.350.340.360.350.360.350.34140.350.360.350.360.370.350.360.350.360.37150.360.350.360.350.340.360.350.360.350.34160.340.330.350.330.340.340.330.350.330.34170.350.360.350.360.340.350.360.350.360.34续表9.1.1下降气流流速测定结果测量点次数不同测量点的下降气流流速测量结果/(m/s)12345678910180.330.340.350.340.330.330.340.350.340.33190.370.360.360.350.370.370.360.360.350.37200.340.330.340.330.350.340.330.340.330.35210.330.340.350.340.330.330.340.350.340.33合并样本标准偏差sp按公式（9.1.2)计算：（9.1.2）式中：m——测量点的数量；n——每个测量点包含的测量次数；——第j个测量点第k次的测量值，m/s;——第j个测量点测量值的算术平均值，m/s。通过公式（9.1.2)计算出合并样本标准偏差如下：sp=0.008m/s由于每个测量点实际测3次（n=3),因此重复测量引入的不确定度分量u1为：m/s=0.005m/s1.4.2风速仪分辨力引入的不确定度u1'热式风速仪的分辨力为0.01m/s，分散区间半宽为0.005m/s，按均匀分布计算，则u1'm/s=0.0029m/s从以上计算可以看出，由于重复测量引入的标准不确定度分量山大于分辨力引入的标准不确定度分量u1'，由JJF1033-2016《计量标准考核规范》可知，当重复性引入的标准不确定度分量大于分辨力引入的标准不确定度分量时，可不考虑分辨力引入的不确定度分量，故分辨力引入的不确定度分量u1'在标准不确定度合成时不列入。1.4.3标准器具引入的不确定度风速仪的最大允许误差±0.015m/s,按均匀分布计算，则u2=m/s=0.009m/s1.5标准不确定度分量一览表标准不确定度一览表见表9.1.2。不确定度来源u标准不确定度分量测量重复性u10.005m/s标准器具u20.009m/s表9.1.2下降气流流速测定结果标准不确定度一览表1.6合成标准不确定度ue由于标准不确定度分量u1和u2之间相互独立，则=0.0103m/s1.7扩展不确定度U取k=2,则U=k·uc=0.03m/s流入气流流速测量结果不确定度评定2.1测量方法用风速仪在前窗操作口平面的两排点测量气流流速，第一排在前窗操作口上沿下约开启高度25%的位置；第二排在前窗操作口上沿下约开启高度75%的位置；测量点间隔约100mm,每个测量点重复测量3次，距前窗操作口的侧边接近但不小于100mm，用所有测量值的平均值表示流入气流流速。2.2测量模型(9.2.1)式中：——平均流入气流流速，m/s;IFij——每个测量点单次测量的流入气流流速，m/s;n——测量点的数量。2.3不确定度来源根据上述测量模型以及测量方法，其不确定度来源主要包括以下3个方面：a)测量重复性引入的标准不确定度u1;b)风速仪分辨力引入的标准不确定度u1';c)标准器具引入的标准不确定度u2。2.4测量不确定度评定2.4.1测量重复性引入的不确定度分量u1使用风速仪在安全柜的20个测量点进行测量，每个测量点连续测量10次，对重复测量结果进行分析，测量结果见表9.2.1。表9.2.1流入气流流速测定结果测量点次数不同测量点的流入气流流速测量结果/(m/s)1234567891010.270.280.260.280.270.270.280.260.280.2720.250.260.270.250.260.250.260.270.250.2630.260.270.280.260.270.260.270.280.260.2740.280.290.270.280.290.280.290.270.280.2950.290.280.270.290.280.290.280.270.290.2860.270.260.250.270.260.270.260.250.270.2670.250.260.270.250.260.250.260.270.250.2680.280.270.260.280.270.280.270.280.270.2690.260.270.280.260.270.260.270.260.270.28100.290.280.270.290.280.290.280.290.280.27110.880.870.860.880.870.880.870.880.870.86120.840.850.860.840.850.840.860.840.850.85130.870.860.850.870.860.870.860.870.860.85140.860.880.870.880.870.860.880.880.870.87150.890.880.870.890.880.880.870.890.880.89160.850.860.870.860.870.850.860.870.870.86170.860.850.860.870.850.860.850.870.850.86180.850.870.860.850.870.850.870.860.850.87190.890.880.870.890.880.890.870.890.880.88200.840.850.860.840.850.840.850.860.840.85合并样本标准偏差sp按公式（9.2.2)计算：（9.2.2）式中：m——测量点的数量；n——每个测量点包含的测量次数；IFkj——第j个测量点第k次的测量值，m/s;——第j个测量点测量值的算术平均值，m/s。通过公式（9.2.2)计算出合并样本标准偏差如下：sp=0.008m/s由于每个测量点实际测3次（n=3),因此重复测量引入的不确定度分量u1为：u1==m/s=0.005m/s2.4.2风速仪分辨力引入的不确定度u1'风速仪的分辨力为0.01m/s，分散区间半宽为0.005m/s，按均匀分布计算，则u1'=m/s=0.0029m/s从以上计算可以看出，由于重复测量引入的标准不确定度分量u1大于分辨力引入的标准不确定度分量u1'，由JJF1033-2016《计量标准考核规范》可知，当重复性引入的标准不确定度分量大于分辨力引入的标准不确定度分量时，可不考虑分辨力引入的不确定度分量，故分辨力引入的不确定度分量u1'在标准不确定度合成时不列入。2.4.3标准器具引入的不确定度u2风速仪的最大允许误差±0.015m/s,按均匀分布计算，则u2=m/s=0.009m/s2.5标准不确定度分量一览表标准不确定度一览表见表9.2.2。不确定度来源u标准不确定度分量测量重复性u10.005m/s标准器具u20.009m/s表9.2.2流入气流流速测定结果标准不确定度一览表2.6合成标准不确定度uc由于标准不确定度分量u1和u2之间相互独立，则uc==0.0103m/s2.7扩展不确定度U取k=2,则U=k·uc=0.03m/s三、洁净度测量结果不确定度评定3.1测量方法安全柜开机工作10min；洁净度的采样边界距离内表面或前窗100mm，尘埃粒子计数器的采样口置于工作台面向上200mm高度位置。每个采样点重复采样3次，每个采样点的单次采样体积不得少于8.5L。计算各采样点粒子浓度平均值和总平均值的95%置信上限（UCL)作为洁净度测试结果。3.2测量模型（9.3.1）（9.3.2）（9.3.3）95%UCL=+（9.3.4）式中：——采样点n处的平均粒子浓度，m-3;——所有采样点总平均粒子浓度，m-3;s——采样点平均值的标准差，m-3;95%UCL——总平均值的95%置信上限（UCL)，m-3;t0.95——计算95%置信上限（UCL)所用的t分布值；Mij——每个采样点单次采样的粒子浓度，m-3；n——采样点的数量。3.3不确定度来源根据公式（9.3.4)的测量模型以及测量方法，其不确定度来源主要包括以下3个方面：a)测量重复性引入的标准不确定度u1;b)尘埃粒子计数器分辨力引入的标准不确定度u1';c)标准器具引入的标准不确定度u2。3.4测量不确定度评定3.4.1测量重复性引入的不确定度分量u1使用尘埃粒子计数器在安全柜的5个采样点对粒径≥0.5um的颗粒进行测量，每个采样点连续采样10次，对重复采样结果进行分析，采样结果见表9.3.1。表9.3.1洁净度测定结果采样点次数不同采样点的粒子数采样结果/(m-3)1234567891011615581112913792118231713162117915371412911138131618431231826221927252029515151123261217192228相对合并样本标准偏差sp按公式（9.3.5)计算：(9.3.5)式中：m——采样点的数量；n——每个采样点包含的采样次数；Mkj——第j个采样点第k次的采样值，m-3；——第j个采样点采样值的算术平均值，m-3。通过公式（9.3.5)计算出相对合并样本标准偏差如下：sp=8.61%由于每个采样点实际测3次（n=3),因此重复采样引入的不确定度分量u1为：u1==4.97%3.4.2尘埃粒子计数器分辨力引入的不确定度u1'尘埃粒子计数器的分辨力为1m-3，分散区间半宽为0.5m-3，全部采样结果的平均值为16.08m-3,按均匀分布计算，则u1'==1.8%从以上计算可以看出，由于重复测量引入的标准不确定度分量u1大于分辨力引入的标准不确定度分量u1'，由JJF1033-2016《计量标准考核规范》可知，当重复性引入的标准不确定度分量大于分辨力引入的标准不确定度分时，可不考虑分辨力引入的不确定度分量，故分辨力引入的不确定度分量u1'在标准不确定度合成时不列入。3.4.3标准器具引入的不确定度u2尘埃粒子计数器的最大允许误差±20%,按均匀分布计算，则u2==11.54%3.5标准不确定度分量一览表标准不确定度一览表见表9.3.2。表9.3.2洁净度测量结果标准不确定度一览表不确定度来源u标准不确定度分量测量重复性u14.97%标准器具u211.54%3.6合成标准不确定度由于标准不确定度分量u1和u2间相互独立，则ucr==12.56%3.7扩展不确定度Ur取k=2，则Ur=k·ucr=26%四、照度测量结果不确定度评定4.1测量方法在安全柜工作台面上，沿台面两内侧壁中心连线设置照度测量点，测量点之间的距离不超过300mm，与侧壁最小距离为150mm，关掉安全柜的照明灯，使用照度计从一侧起依次在测量点测量背景照度，每个测量点重复测量3次；打开安全柜的照明灯，启动风机，依次在测量点测量照度，每个测量点重复测量3次。用开灯时所有测量点照度的平均值表示平均照度。4.2测量模型(9.4.1)式中：——开灯时的平均照度（或平均背景照度），lx;Eij——开灯（关灯）时每个测量点单次测量的照度（背景照度），lx;n——测量点的数量。4.3不确定度来源根据上述测量模型以及测量方法，其不确定度来源主要包括以下3个方面：a)测量重复性引入的标准不确定度u1;b)照度计分辨力引入的标准不确定度u1';c)标准器具引入的标准不确定度u2。4.4测量不确定度评定4.4.1测量重复性引入的不确定度分量u1使用照度计在安全柜的6个测量点进行测量，每个测量点连续测量10次，对重复测量结果进行分析，测量结果见表9.4.1。表9.4.1照度测量结果测量点次数不同测量点开灯时的照度测量结果/lx12345678910165566266966166466466266566865826886716916936826876756966816853699691690692698697696693694695470170570669870070770470369970356826706776766736726806756796786663652651660659656655655653657合并样本标准偏差sp，按公式（9.4.2)计算：(9.4.2)式中：m——测量点的数量：n——每个测量点包含的测量次数；Ekj——第j个测量点第k次的测量值，Lx;——第j个测量点测量值的算术平均值，lx。通过公式（9.4.2)计算出合并样本标准偏差如下：sp=5.023lx由于每个测量点实际测3次（n=3)，因此重复测量引入的不确定度分量m为：u1=lx=2.9lx4.4.2照度计分辨力引入的不确定度u1'照度计的分辨力为11x，分散区间半宽为0.51x，按均匀分布计算，则u1'=1x=0.291x从以上计算可以看出，由于重复测量引入的标准不确定度分量u1大于分辨力引入的标准不确定度分量u1'，由JJF1033-2016《计量标准考核规范》可知，当重复性引入的标准不确定度分量大于分辨力引入的标准不确定度分量时，可不考虑分辨力引入的不确定度分量，故分辨力引入的不确定度分量u1'在标准不确定度合成时不列入。4.4.3标准器具引入的不确定度u2照度计的最大允许误差±6%，全部测量结果的平均值为679.51x,按均匀分布计算，则u2=1x=23.6lx4.5标准不确定度分量一览表标准不确定度一览表见表9.4.2。不确定度来源u标准不确定度分量测量重复性u12.9lx标准器具u223.6lx表9.4.2照度测量结果标准不确定度一览表4.6合成标准不确定度uc由于标准不确定度分量u1和u2之间相互独立，则uc==23.78lx4.7扩展不确定度U取k=2，则U=k·uc=48.0lx五、噪声测量结果不确定度评定5.1测量方法将声级计设置为“A”计权模式：打开安全柜照明灯及风机，在正常工作状态下，在安全柜前面中心水平向外300mm，且距工作台面380mm高度处测量噪声，重复测量3次。关闭安全柜照明灯及风机，如果有室外排风机，让其继续运行，在相同位置测量背景噪声，重复测量3次。当背景噪声平均值不大于60dB时，按照公式（9.5.1)和公式(9.5.2)进行计算实际噪声。当背景噪声平均值大于60dB时，实测值参照仪器操作手册提供的曲线或表进行修正，如不满足，应用标准校正曲线或表9.5.1进行修正，按照公式（9.5.1)和公式（9.5.3)进行计算。5.2测量模型(9.5.1)(9.5.2)(9.5.3)式中：——背景噪声平均值，dB;——背景噪声单次测量值，dB;N——实际噪声，dB;Ni——总噪声单次测量值，dB;△N——从测量总噪声中减去的值，dB。表9.5.1噪声测量值修正表测量总噪声与背景噪声的差值/dB从测量总噪声中减去的值/dB0~2降低背景噪声，重新测试334~526~101>1005.3不确定度来源根据上述测量模型以及测量方法，其不确定度来源主要包括以下3个方面：a)测量重复性引入的标准不确定度u1;b