II級生物安全柜校準不確定度評定舉例

一、下降氣流流速測量結(jié)果不確定度評定1.1測量方法在工作區(qū)上方高于前窗操作口上沿100mm的水平面上確定測量點位置，多點測量穿過該平面的下降氣流流速。測量區(qū)域邊界與安全柜的內(nèi)壁及前窗操作口的距離為150mm;測量點最少應(yīng)有3排，每排最少應(yīng)有7個測量點，每個測量點重復(fù)測量3次，測量點等距分布，形成的正方形柵格不大于150mm×150mm。測試區(qū)域邊界與安全柜的內(nèi)壁及前窗操作口的距離應(yīng)不小于150mm。用夾具將風(fēng)速儀探針準確定位在各測量點進行測量。記錄所有測量點測量值的平均值。1.2測量模型(9.1.1)式中：——平均下降氣流流速，m/s;DFij——每個測量點單次測量的下降氣流流速，m/s;n——測量點的數(shù)量。1.3不確定度來源根據(jù)上述測量模型以及測量方法，其不確定度來源主要包括以下3個方面：a)測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1;b)風(fēng)速儀分辨力引入的標準不確定度u1';c)標準器具引入的標準不確定度u2。1.4測量不確定度評定1.4.1重復(fù)性引入的不確定度分量使用風(fēng)速儀在安全柜的21個測量點進行測量，每個測量點連續(xù)測量10次，對重復(fù)測量結(jié)果進行分析，測量結(jié)果見表9.1.1。表9.1.1下降氣流流速測定結(jié)果測量點次數(shù)不同測量點的下降氣流流速測量結(jié)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續(xù)表9.1.1下降氣流流速測定結(jié)果測量點次數(shù)不同測量點的下降氣流流速測量結(jié)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合并樣本標準偏差sp按公式（9.1.2)計算：（9.1.2）式中：m——測量點的數(shù)量；n——每個測量點包含的測量次數(shù)；——第j個測量點第k次的測量值，m/s;——第j個測量點測量值的算術(shù)平均值，m/s。通過公式（9.1.2)計算出合并樣本標準偏差如下：sp=0.008m/s由于每個測量點實際測3次（n=3),因此重復(fù)測量引入的不確定度分量u1為：m/s=0.005m/s1.4.2風(fēng)速儀分辨力引入的不確定度u1'熱式風(fēng)速儀的分辨力為0.01m/s，分散區(qū)間半寬為0.005m/s，按均勻分布計算，則u1'm/s=0.0029m/s從以上計算可以看出，由于重復(fù)測量引入的標準不確定度分量山大于分辨力引入的標準不確定度分量u1'，由JJF1033-2016《計量標準考核規(guī)范》可知，當(dāng)重復(fù)性引入的標準不確定度分量大于分辨力引入的標準不確定度分量時，可不考慮分辨力引入的不確定度分量，故分辨力引入的不確定度分量u1'在標準不確定度合成時不列入。1.4.3標準器具引入的不確定度風(fēng)速儀的最大允許誤差±0.015m/s,按均勻分布計算，則u2=m/s=0.009m/s1.5標準不確定度分量一覽表標準不確定度一覽表見表9.1.2。不確定度來源u標準不確定度分量測量重復(fù)性u10.005m/s標準器具u20.009m/s表9.1.2下降氣流流速測定結(jié)果標準不確定度一覽表1.6合成標準不確定度ue由于標準不確定度分量u1和u2之間相互獨立，則=0.0103m/s1.7擴展不確定度U取k=2,則U=k·uc=0.03m/s流入氣流流速測量結(jié)果不確定度評定2.1測量方法用風(fēng)速儀在前窗操作口平面的兩排點測量氣流流速，第一排在前窗操作口上沿下約開啟高度25%的位置；第二排在前窗操作口上沿下約開啟高度75%的位置；測量點間隔約100mm,每個測量點重復(fù)測量3次，距前窗操作口的側(cè)邊接近但不小于100mm，用所有測量值的平均值表示流入氣流流速。2.2測量模型(9.2.1)式中：——平均流入氣流流速，m/s;IFij——每個測量點單次測量的流入氣流流速，m/s;n——測量點的數(shù)量。2.3不確定度來源根據(jù)上述測量模型以及測量方法，其不確定度來源主要包括以下3個方面：a)測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1;b)風(fēng)速儀分辨力引入的標準不確定度u1';c)標準器具引入的標準不確定度u2。2.4測量不確定度評定2.4.1測量重復(fù)性引入的不確定度分量u1使用風(fēng)速儀在安全柜的20個測量點進行測量，每個測量點連續(xù)測量10次，對重復(fù)測量結(jié)果進行分析，測量結(jié)果見表9.2.1。表9.2.1流入氣流流速測定結(jié)果測量點次數(shù)不同測量點的流入氣流流速測量結(jié)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合并樣本標準偏差sp按公式（9.2.2)計算：（9.2.2）式中：m——測量點的數(shù)量；n——每個測量點包含的測量次數(shù)；IFkj——第j個測量點第k次的測量值，m/s;——第j個測量點測量值的算術(shù)平均值，m/s。通過公式（9.2.2)計算出合并樣本標準偏差如下：sp=0.008m/s由于每個測量點實際測3次（n=3),因此重復(fù)測量引入的不確定度分量u1為：u1==m/s=0.005m/s2.4.2風(fēng)速儀分辨力引入的不確定度u1'風(fēng)速儀的分辨力為0.01m/s，分散區(qū)間半寬為0.005m/s，按均勻分布計算，則u1'=m/s=0.0029m/s從以上計算可以看出，由于重復(fù)測量引入的標準不確定度分量u1大于分辨力引入的標準不確定度分量u1'，由JJF1033-2016《計量標準考核規(guī)范》可知，當(dāng)重復(fù)性引入的標準不確定度分量大于分辨力引入的標準不確定度分量時，可不考慮分辨力引入的不確定度分量，故分辨力引入的不確定度分量u1'在標準不確定度合成時不列入。2.4.3標準器具引入的不確定度u2風(fēng)速儀的最大允許誤差±0.015m/s,按均勻分布計算，則u2=m/s=0.009m/s2.5標準不確定度分量一覽表標準不確定度一覽表見表9.2.2。不確定度來源u標準不確定度分量測量重復(fù)性u10.005m/s標準器具u20.009m/s表9.2.2流入氣流流速測定結(jié)果標準不確定度一覽表2.6合成標準不確定度uc由于標準不確定度分量u1和u2之間相互獨立，則uc==0.0103m/s2.7擴展不確定度U取k=2,則U=k·uc=0.03m/s三、潔凈度測量結(jié)果不確定度評定3.1測量方法安全柜開機工作10min；潔凈度的采樣邊界距離內(nèi)表面或前窗100mm，塵埃粒子計數(shù)器的采樣口置于工作臺面向上200mm高度位置。每個采樣點重復(fù)采樣3次，每個采樣點的單次采樣體積不得少于8.5L。計算各采樣點粒子濃度平均值和總平均值的95%置信上限（UCL)作為潔凈度測試結(jié)果。3.2測量模型（9.3.1）（9.3.2）（9.3.3）95%UCL=+（9.3.4）式中：——采樣點n處的平均粒子濃度，m-3;——所有采樣點總平均粒子濃度，m-3;s——采樣點平均值的標準差，m-3;95%UCL——總平均值的95%置信上限（UCL)，m-3;t0.95——計算95%置信上限（UCL)所用的t分布值；Mij——每個采樣點單次采樣的粒子濃度，m-3；n——采樣點的數(shù)量。3.3不確定度來源根據(jù)公式（9.3.4)的測量模型以及測量方法，其不確定度來源主要包括以下3個方面：a)測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1;b)塵埃粒子計數(shù)器分辨力引入的標準不確定度u1';c)標準器具引入的標準不確定度u2。3.4測量不確定度評定3.4.1測量重復(fù)性引入的不確定度分量u1使用塵埃粒子計數(shù)器在安全柜的5個采樣點對粒徑≥0.5um的顆粒進行測量，每個采樣點連續(xù)采樣10次，對重復(fù)采樣結(jié)果進行分析，采樣結(jié)果見表9.3.1。表9.3.1潔凈度測定結(jié)果采樣點次數(shù)不同采樣點的粒子數(shù)采樣結(jié)果/(m-3)1234567891011615581112913792118231713162117915371412911138131618431231826221927252029515151123261217192228相對合并樣本標準偏差sp按公式（9.3.5)計算：(9.3.5)式中：m——采樣點的數(shù)量；n——每個采樣點包含的采樣次數(shù)；Mkj——第j個采樣點第k次的采樣值，m-3；——第j個采樣點采樣值的算術(shù)平均值，m-3。通過公式（9.3.5)計算出相對合并樣本標準偏差如下：sp=8.61%由于每個采樣點實際測3次（n=3),因此重復(fù)采樣引入的不確定度分量u1為：u1==4.97%3.4.2塵埃粒子計數(shù)器分辨力引入的不確定度u1'塵埃粒子計數(shù)器的分辨力為1m-3，分散區(qū)間半寬為0.5m-3，全部采樣結(jié)果的平均值為16.08m-3,按均勻分布計算，則u1'==1.8%從以上計算可以看出，由于重復(fù)測量引入的標準不確定度分量u1大于分辨力引入的標準不確定度分量u1'，由JJF1033-2016《計量標準考核規(guī)范》可知，當(dāng)重復(fù)性引入的標準不確定度分量大于分辨力引入的標準不確定度分時，可不考慮分辨力引入的不確定度分量，故分辨力引入的不確定度分量u1'在標準不確定度合成時不列入。3.4.3標準器具引入的不確定度u2塵埃粒子計數(shù)器的最大允許誤差±20%,按均勻分布計算，則u2==11.54%3.5標準不確定度分量一覽表標準不確定度一覽表見表9.3.2。表9.3.2潔凈度測量結(jié)果標準不確定度一覽表不確定度來源u標準不確定度分量測量重復(fù)性u14.97%標準器具u211.54%3.6合成標準不確定度由于標準不確定度分量u1和u2間相互獨立，則ucr==12.56%3.7擴展不確定度Ur取k=2，則Ur=k·ucr=26%四、照度測量結(jié)果不確定度評定4.1測量方法在安全柜工作臺面上，沿臺面兩內(nèi)側(cè)壁中心連線設(shè)置照度測量點，測量點之間的距離不超過300mm，與側(cè)壁最小距離為150mm，關(guān)掉安全柜的照明燈，使用照度計從一側(cè)起依次在測量點測量背景照度，每個測量點重復(fù)測量3次；打開安全柜的照明燈，啟動風(fēng)機，依次在測量點測量照度，每個測量點重復(fù)測量3次。用開燈時所有測量點照度的平均值表示平均照度。4.2測量模型(9.4.1)式中：——開燈時的平均照度（或平均背景照度），lx;Eij——開燈（關(guān)燈）時每個測量點單次測量的照度（背景照度），lx;n——測量點的數(shù)量。4.3不確定度來源根據(jù)上述測量模型以及測量方法，其不確定度來源主要包括以下3個方面：a)測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1;b)照度計分辨力引入的標準不確定度u1';c)標準器具引入的標準不確定度u2。4.4測量不確定度評定4.4.1測量重復(fù)性引入的不確定度分量u1使用照度計在安全柜的6個測量點進行測量，每個測量點連續(xù)測量10次，對重復(fù)測量結(jié)果進行分析，測量結(jié)果見表9.4.1。表9.4.1照度測量結(jié)果測量點次數(shù)不同測量點開燈時的照度測量結(jié)果/lx12345678910165566266966166466466266566865826886716916936826876756966816853699691690692698697696693694695470170570669870070770470369970356826706776766736726806756796786663652651660659656655655653657合并樣本標準偏差sp，按公式（9.4.2)計算：(9.4.2)式中：m——測量點的數(shù)量：n——每個測量點包含的測量次數(shù)；Ekj——第j個測量點第k次的測量值，Lx;——第j個測量點測量值的算術(shù)平均值，lx。通過公式（9.4.2)計算出合并樣本標準偏差如下：sp=5.023lx由于每個測量點實際測3次（n=3)，因此重復(fù)測量引入的不確定度分量m為：u1=lx=2.9lx4.4.2照度計分辨力引入的不確定度u1'照度計的分辨力為11x，分散區(qū)間半寬為0.51x，按均勻分布計算，則u1'=1x=0.291x從以上計算可以看出，由于重復(fù)測量引入的標準不確定度分量u1大于分辨力引入的標準不確定度分量u1'，由JJF1033-2016《計量標準考核規(guī)范》可知，當(dāng)重復(fù)性引入的標準不確定度分量大于分辨力引入的標準不確定度分量時，可不考慮分辨力引入的不確定度分量，故分辨力引入的不確定度分量u1'在標準不確定度合成時不列入。4.4.3標準器具引入的不確定度u2照度計的最大允許誤差±6%，全部測量結(jié)果的平均值為679.51x,按均勻分布計算，則u2=1x=23.6lx4.5標準不確定度分量一覽表標準不確定度一覽表見表9.4.2。不確定度來源u標準不確定度分量測量重復(fù)性u12.9lx標準器具u223.6lx表9.4.2照度測量結(jié)果標準不確定度一覽表4.6合成標準不確定度uc由于標準不確定度分量u1和u2之間相互獨立，則uc==23.78lx4.7擴展不確定度U取k=2，則U=k·uc=48.0lx五、噪聲測量結(jié)果不確定度評定5.1測量方法將聲級計設(shè)置為“A”計權(quán)模式：打開安全柜照明燈及風(fēng)機，在正常工作狀態(tài)下，在安全柜前面中心水平向外300mm，且距工作臺面380mm高度處測量噪聲，重復(fù)測量3次。關(guān)閉安全柜照明燈及風(fēng)機，如果有室外排風(fēng)機，讓其繼續(xù)運行，在相同位置測量背景噪聲，重復(fù)測量3次。當(dāng)背景噪聲平均值不大于60dB時，按照公式（9.5.1)和公式(9.5.2)進行計算實際噪聲。當(dāng)背景噪聲平均值大于60dB時，實測值參照儀器操作手冊提供的曲線或表進行修正，如不滿足，應(yīng)用標準校正曲線或表9.5.1進行修正，按照公式（9.5.1)和公式（9.5.3)進行計算。5.2測量模型(9.5.1)(9.5.2)(9.5.3)式中：——背景噪聲平均值，dB;——背景噪聲單次測量值，dB;N——實際噪聲，dB;Ni——總噪聲單次測量值，dB;△N——從測量總噪聲中減去的值，dB。表9.5.1噪聲測量值修正表測量總噪聲與背景噪聲的差值/dB從測量總噪聲中減去的值/dB0~2降低背景噪聲，重新測試334~526~101>1005.3不確定度來源根據(jù)上述測量模型以及測量方法，其不確定度來源主要包括以下3個方面：a)測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1;b