(高清版)GBT 18403.1-2022 气体分析器性能表示 第1部分：总则

代替GB/T18403.1—2001(IEC61207-1:2010,IDT)国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ 1 1 2 2 2 53.4表示方法的术语和定义 83.5气体分析器的相关术语和定义 4说明程序 4.1值和范围的说明 4.3需给出额定值的性能特性 4.4每一个规定范围的不确定度极限 4.5其他性能特性 5合格试验程序 5.2气体标准物质 5.3试验期间调整 5.4固有不确定度测量时的参比条件 5.5影响量测量时的参比条件 5.6试验程序 附录A(资料性)GB/T6592—2010中性能影响量推荐值 A.1概述 20A.2气候条件 20A.3机械条件 22A.4主电源供电条件 22附录B(资料性)根据漂移试验计算性能特性 24 Ⅲ本文件代替GB/T18403.1—2001《气体分析器性能表示第1部分：总则》,与GB/T18403.1———更改了滞后时间、上升时间和下降时间测试的范围，从满刻度的70%～90%扩展为70%~ 更改了预热时间测量时所通入校准气浓度范围，从满刻度的50%～90%扩展为70%～100% -更改了干扰不确定度试验中混合气的浓度范围，从量程的70%～90%扩展为70%～100%(见 更改了偏差试验中的校准气浓度范围，从满刻度的10%～90%扩展为0%～100%(见_2001年首次发布为GB/T184VGB/T18403.1—2022/IEC气体分析器是测量气体成分的流程分析仪表，广泛应用于环境监测等——第1部分：总则。旨在规定实时在线测定气体混合物成分的气体分析器性能表示的通用原则第2部分：气体中氧(采用高温电化学传感器)。旨在规定基于电化学传感器测量气体中氧含第3部分：顺磁氧分析器。旨在规定基于氧气在磁场中具有较高顺磁特性测量气体中氧含量 第6部分：光度分析器。旨在规定基于不同波长光响应测量气体中各组分含量的气体分析器第7部分：可调谐半导体激光气体分析器。旨在规定基于可调谐半导体激光吸收光谱技术测1GB/T18403.1—2022/IEC612气体分析器性能表示第1部分：总则1范围和目的本文件规定了气体分析器(以下简称分析器)术语、定义、要求和试验方法。本系列标准中其他部本文件与GB/T6592和IEC60770中的规定保持一致。本文件适用于固定安装在任何场所(室内或室外)的分析器，也适用于试安全要求参见IEC61010-1的相关规定。选择影响量测试值的方法参见IEC60654相关规定。分析器的文件要求参见IEC61187的相关规定。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文GB/T6592—2010电工和电子测量设备性能表示(IEC60359:2001,IDT)IEC60068(所有部分)环境试验(Environmentaltesting)ISO1000国际单位制及其应用(SIunitsandrecommendationsfortheuse2ofcertainotherunits)IEC60381-1过程控制系统用模拟信号第1部分：直流电流信号(AnaloguesignalsforprocessIEC60382过程控制系统模拟气动信号(Analoguepneumaticsignalforprocesscontrolsystems)IEC60654(所有部分)工业过程测量和控制装置的工作条件(Industrial-processmeasurementIEC60654-1工业过程测量和控制装置的工作条件第1部分：气候条件(Industrial-processmeasurementandcontrolequipment—OperatingcondiIEC60770(所有部分)工业过程控制系统用变送器(Transmittersforuseinindustrial-processIEC60770-1工业过程控制系统用变送器第1部分：性能评定方法(Transmittersforuseinin-dustrial-processcontrolsystems—PartIEC61010-1测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分：通用要求(Safetyrequire-以下术语和定义适用于本文件。其中3.2(3.2.17除外)、3.3和3.4中的定义与GB/T6592—20103GB/T18403.1—2022/IEC61207-(测量)值(measure-)value代表被测量的一组测量结果的中间数值。(测量)不确定度uncertainty(ofmeasurement)与测量结果相关的参数，其能合理地表征被测量值之间的分散性。读数值reading-value仪器的输出信号。拟输出(如：校准过的变送器),输出单位是支持输出信号量的测量单位。校准calibration在规定的条件下建立指示值和测量结果之间关系的系列操作。4GB/T18403.1—2022/IEC61207坐标平面的一部分，由仪器指示值轴与测量结果轴定义，表示仪器对被测量不同值的响应。指示值与被测量值之间关系的曲线。校准示值indicatedvalue指示仪器根据其校准曲线给出的值。(测量的)一致性(measurement)compatibility针对同一被测量的所有测量结果统计得到的特性，表现为测量值分布区间高度重叠的特点。描述一个测得量所能得到的最小不确定度。(绝对)仪器不确定度(absolute)in忽略被测量的固有不确定度的直接测量结果的不确定度。5GB/T18403.1—2022/IEC61207约定值conventionalvalue用于校准仪器的标准物质的值，其不确定度对于被校仪器的不确定度来说可忽略。影响量influencequantity不是被测量的量，而其变化会影响指示值和测量结果的关系。稳态条件steady-stateconditions被测量随时间变化时的仪器工作条件，此时仪器输入和输出信号之间的关系不会发生显著变化。输入和输出关系是当被测量随时间恒定时获得的。溯源性traceability通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。[来源：IEC60050-311:2001,311-01-15,ISO/IEC指南99,2.41,有修改]平均值mean一组值中各个值的总和除以该组值的总数得到的值。3.3设备和操作的通用术语和定义(测量)仪器(measuring)instrument独立地或与辅助设备一起用于测量的设备。[来源：IEC60050-311:2001,311-03-01,ISO/IEC指南99,3.1,有修改]指示(测量)仪器indicating(measuring)instrument可显示指示值的测量仪器。6[来源：IEC60050-311:2001,311-03-03,ISO/IE[来源：IEC60050-311:2001,311-04直接测量(法)direct(methodof)measurement7GB/T18403.1—2022/IEC6(仪器的)固有不确定度intrinsic(ins使用在参比条件下测量仪器的不确定度。仪器的工作不确定度operatinginstrumentaluncertainty在额定工作条件下的测量仪器的不确定度。(校准的)验证verification(ofcalibration)在规定条件下，用来检查指示值和给定的一组已知被测量之间的关系是否在预定的校准图限值内的一系列操作。对测量仪器进行的一组操作，使其提供与给定的被测量的值相应的示值。用户按照制造商规定自行所做的调整。同等工作条件下，实施校准验证的仪器的指示值和参考仪器的指示值的差。8GB/T18403.1—2022/IEC63.4表示方法的术语和定义计量特性metrologicalcharacteristics涉及测量仪器读数和与其相互影响的量值之间关系的数据。上下限之间的量值区间。计量特性或其他数据通过与规定量的测量值之比来表示的形式。表示的引用形式fiducialformofexpression计量特性或其他数据通过与其规定量的约定选择值之比来表示的形式。假设当影响量在两个不同值之间连续变化时，由指示仪器对同一个被测量所测校准示值和实物量具示值的差值。不确定度的极限limitofuncertainty工作在规定条件下的设备的仪器不确定度的极限值。准确度等级accuracyclass测量仪器所符合的规定的不确定度类别。9GB/T18403.1—2022/IEC612参比范围referencerange工作极限值limitingvaluesforoperation零点气zerogas用于校准指定校准范围的下限的校准气体混合物。对于给定的分析步骤，该值等于或接近于指定仪器实际读数与通过被测量的线性函数求出的读数之间的最大偏差。该线性函数包括被测量的有输出波动outputfluctuation最小可检测变化minimumdetectablechange滞后时间delaytime从被测特性值发生阶跃变化的瞬间起，到校准示值变化通过且保持在超过其稳态振幅值之差的10%所经过的时间。90%响应时间90%responsetime从被测特性值发生阶跃变化的瞬间起，到校准示值变化通过且保持在超过其稳态振幅值之差的90%响应时间与滞后时间之差(见图1)。GB/T18403.1—20图1上升和下降时间预热时间warm-uptime时间。干扰不确定度interference极限不确定度limitsofuncertainty4说明程序制造商应说明适用于特定仪器性能特性的所有参数的额定值或规定测量范围。并说明额定值和范围的不确定度。制造商应对所考虑的每个影响量说明参比范围和(或)额定工作范围。额定工作范——推荐的参比值和影响量的额定范围。4.2.3在规定时间内(如不规定时间，则在一个无限定的时间内),当任何影响量在贮存和运输条件下4.2.5当仪器由几个独立单元组成时，制造商应说明是否可在不重新校准的情况下，用一个完全相同4.3.2应与4.3.1中给出的额定值的输出信号最小和最大额定值相对应。如果仪器输出信号为电压信号，执行IEC60382的规定；如果仪器输出信号为电流信号，执行4.3.3取样仪器的入口处或在线仪器的传感器单元处的试样的条件，包括流量(如适用)、压力和4.3.4试样出口(如出口存在)处的压力、温度和流量的极限条件和额定范围以及试样4.3.5所有影响量应规定参比值(或范围)和额定适用范围。这些应从GB/T6592—2010(参见附录A)的I类、Ⅱ类或Ⅲ类使用组别或从IEC60654-1使用组别中选取其中之一。如有不同于给出的4.4.1通用根据GB/T6592—2010中固有不确定度和偏差的极限(A型)确定。如果已知，要单独规定干扰组分的至少两个浓度对测量特性的等效干扰水平。制造商宜指出那些漂移性能特性能包括从5.6.6中选取至少一个时间间隔内的输出波动值和该时间间隔内相应的漂移值。这些参数的规定应至少针对量程内的一个输入值，且在规定的时间间制造商应对下列性能特性规定的工作范围说明其值或范围(不需要对其不确定度极限进行叙述):c)滞后时间(T₁₀):上升和下e)90%响应时间(Tg):上升和下降的90%响应时间之间的差别。h)由试样温度变化引起的被测特性的校准示值的定量影响。5.1概述同样，如果用户检测相同仪器用的另一台检测仪器的测量不确定度为士m%,当仪器不确定度超如果采用95%的置信水平，极限不确定度为士m%的气体标准物质来检测仪器，若不确定度在5.6试验程序GB/T18403.1—2022/IEC61207-选取各浓度测量固定不确定度中的最大值作为规定范围的测量固有不确定度。当规定参比范围时，在参比范围的两个极限之间确定固有不确定度。5.6.3线性不确定度用5.6.2结果获得的线性回归，包括所有试验用混合气的校准示值的平均值。记录值的平均值与直线的最大偏差，就是线性不确定度。用被测量特性的单位来表示。使用5.6.2中获得的结果，计算和记录每一个输入值的标准偏差。每个气体浓度的重复性，应用被测量特性的单位来表示。选取各浓度输入值标准偏差的最大值作为测量的重复性值。试验在参比条件下进行。向仪器通入零点气，经过足够的时间，使校准示值到达真正稳定。当使用零点气体时，仪器应报告所有负偏差值(低于校准范围下限)使其在标准性能指标范围内，否则宜调整所有指示值为正值(即在刻度上，见注3)。再连续通入气体5min,计算随机或有规则波动偏离平均输出的最大峰-峰值。试验重复三次，记录校准示值的平均值，作为量程百分数最小可检测变化的依据(见图2)。确定漂移的性能特性的试验程序应在参比条件下进行。在量程50%～100%范围内，至少有一个额定输入值，且至少持续一个时间间隔(见注2和注3)。在测试时间间隔内，输出波动是校准示值的最3h3个月7h6个月将适当浓度的稳定试验气通入仪器，直到获得稳定的读数并记录下来。这一步骤在规定时间间隔为了说明在一周期内输出波动的情况，应对结果进行分析，并根据时间进行线性回归。线性回归(对每个输入值)的斜率提供了这一周期内的漂移(参考附录B)。定的校准示值。然后在仪器输入口以额定流速通入校准气，使给出的读数在满刻度(见注1)的70%~100%之间。读数变化的瞬间被视为阶跃变化在仪器入口以额定流速通入零点校准气，读数变化的瞬间被视为该步骤的开流，直至校准示值的变化小于或等于被测量仪器的固有不确定度。根据记录的数据和记录的时间间接通仪器电源，并连续通入满刻度70%～100%之间的校准气，直到记录读数达到固有不确定如果知道某些组分对待测组分有干扰和预料到某些组分对试样有影5.6.9.2确定干扰不确定度的程序70%～100%之间(见注)。无论如何，在制备一种已知水蒸气浓度气体的方法时需格外注意，特别是含水量高时(体积分数>两种校准气的浓度选择宜使其给出的初始读数在满刻度的0%～100%之间(见注1和注2)。—-湿度；——冲击(跌落试验)(资料性)GB/T6592—2010中性能影响量推荐值A.1概述影响量的额定使用范围可分为如下的3类：Ⅱ:用于可控且受极端保护的环境中或处于I类和Ⅲ类之间A.2气候条件A.2.1环境温度参比值(被选中):20℃,23℃,25℃,27℃。—--Ⅱ类：—10℃~55℃;贮存和运输极限范围：-40℃~70℃。参考的范围：20℃,23℃,25℃,27℃;相对湿度45%～75%。—I类：相对湿度20%～80%不包括冷凝；——Ⅱ类：相对湿度10%～90%包括冷凝；——Ⅲ类：相对湿度5%～95%包括冷凝。A.2.3大气压 ——Ⅲ类：通风受阻碍加上环境温度不应导致表面温度超过单独在70℃环境温A.3.3振动 A.4.1主电源电压(考虑波形失真)表A.1给出I类~Ⅲ类主电源电压。直流和交流(平均值)交流(峰值)与参比值容差I类电源的额定使用范围Ⅱ类电源的额定使用范围Ⅲ类电源的额定使用范围注：工作极限范围：等于额定使用范围，除非制造商另有说A.4.2主电源频率表A.2给出I类一Ⅲ类主电源频率。表A.2主电源频率与参比值相比的容差I类和Ⅱ类电源的额定使用范围Ⅲ类电源的额定使用范围注：工作极限范围：由制造商说明。失真是由因子β决定的，由此使得波形在Y₁=(1+β)Asinot额定使用范围电源电压I类工作极限范围注：所给出值是以平均直流电压的百分比来表达峰与峰之间的电压波GB/T18403.1—20(资料性)3种独立使用的试验气的平均值。Y=A+Bt表B.1数据：应用浓度为1000单位时间/h0输出波动=1030—950=80[1]ISO/IECGUIDE98-3:2008Uncertaintyofmeasurement—Partofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)[2]ISO/IECGUIDE99:2007Internationconceptsandassociatedterms(VI[4]ISO6142Gasanalysis—Preparationofcalibrationgasmixtures—Gravimetrico