气体测量仪规格表的小数位很多,容易让人觉得设备更准确。但数字以0.1为单位变化的功能,与测量结果有多接近实际浓度,并非同一性能。也不能仅因量程更宽,就认定更有利于判断低浓度。
比较便携式气体检测仪的量程和准确度,首先应统一测量什么、用什么单位、在什么条件下测量。区分分辨力、精密度和误差,并确认超量程显示含义,可以减少采购验收时对相似数字赋予不同意思的错误。
1. 不要只抽出数字比较量程
测量区间是指在规定条件和性能下能够测量的数值区间。国际计量学词汇(VIM)定义测量区间时,说明不应混淆其下限和检出限。规格表从0开始,并不意味着能够可靠区分接近0的所有细微变化。VIM测量区间
转录量程时,应同时记录目标气体、传感器种类与单位。百万分比(ppm)、体积百分比(vol%)和爆炸下限百分比(%LEL)表示不同信息。尤其%LEL必须了解以何种气体和基准值显示才能解释,不能将一个数字直接与另一单位的数值比较。
多气体设备应按通道制表。氧气、有毒气体及可燃气体规格不同,全部合并为一行“设备准确度”会失去比较所需条件。同一主机选用不同传感器,也宜作为不同配置处理。
2. 分辨力、精密度与准确度有何不同
分辨力涉及被测量变化能够引起可分辨显示变化的程度。屏幕以更小间隔显示数值,不意味着实际测量误差也同样小。数值保持稳定,也仍需另外确认是否接近真值。例如比较显示间隔为0.1 ppm与1 ppm的设备,不能仅凭较小显示间隔,就断定能可靠区分现场0.1 ppm的浓度差。还应确认相应区间的误差和实际使用条件。VIM分辨力
精密度涉及在规定条件下重复测量结果彼此接近的程度。例如对基准浓度重复测量,结果可能彼此相近,却全都偏向同一方向。此时仅凭重复性好,无法断定与基准值之差小。VIM测量精密度
准确度是测得值与真值接近程度的概念。VIM说明,准确度本身不应被当成赋予数值的量。制造商实际规格常用“准确度±…”之类表述,因此采购方应关注名称下的误差公式及适用条件。VIM测量准确度
规格表述 | 实际需确认的问题 | 应避免的解释 |
|---|---|---|
测量范围 | 对应何种气体、单位和条件的区间 | 范围宽就代表所有浓度都更优 |
显示分辨力 | 显示变化最小间隔是多少 | 显示间隔就是允许误差 |
重复性、精密度 | 重复条件及偏差是什么 | 数值稳定就接近真值 |
准确度、允许误差 | 误差公式及温度、浓度条件是什么 | 只需比较±符号后的数字 |
响应时间 | 对应何种样气传递条件 | 已包括采样软管全部延迟 |
3. 计算±数字背后的基准
误差是按测得值比例、满量程比例,还是固定值与比例中较大者表示,同一数字也会有不同含义。应保留包含单位的原始公式,在要比较的浓度分别计算。不能把不同公式任意缩成一个“±百分比”。
以下为假设计算,并非特定产品规格。假设设备A条件为“示值的±5%”,设备B条件为“满量程1,000 ppm的±2%”。在示值100 ppm处简单计算,分别为±5 ppm和±20 ppm。即使屏幕均以1 ppm间隔显示,假设的误差条件也不同。
该计算不是判定设备A在所有测量中更优,因为示例省略了实际规格中的最小固定误差、浓度区间、温度与校准条件等。采购方应在所需浓度点应用制造商原始公式,若缺少条件则要求补充资料。
此外,规格允许误差与校准证书中的测量不确定度,不能放在同一栏。一项是产品规格允许条件,另一项是须结合特定校准结果解释的信息。收到证书后的对照可参阅阅读校准证书。
4. 响应时间与采样延迟也是独立性能
规格表常见的t90,是指达到规定变化所对应最终响应90%的时间等响应速度指标。应确认测试条件,不要推定已包括样气经过所接长软管及过滤器的全部移动时间。
即使设备能显示准确浓度,在样气到达传感器前读取屏幕,也可能无法反映所需位置状态。这正是不能仅按量程与显示分辨力设计测量程序的原因。现场比较时,应将采样方法、软管配置、稳定及读数条件保存在同一表内。
OSHA直接读数仪器技术文件指导用户在选择和使用测量仪时,检查说明书中的特性与限制。这是美国技术指南,不应直接转用为韩国法定标准。OSHA直接读数仪器技术文件
5. 不要将超量程写成确定的最大值
超量程提示通道超出有效测量区间,或进入设备规定的特殊状态。不能解读为实际浓度恰好等于显示上限。不同型号符号及报警含义可能不同,应查阅说明书。
作业记录宜分别注明“超量程显示”、时刻及通道,而非“测得上限值”。报警或错误状态下,不要为查明浓度而继续停留,也不要擅自重新调零。应先执行现场撤离与联络程序,在安全地点确认设备状态。
高浓度暴露后,即使恢复为看似正常的数值,也应避免立即恢复使用。须确认相应传感器的恢复及检查要求,并区分通气功能测试(bump test)与校准目的。实际后续措施可结合高浓度暴露后的再使用判断整理。
6. 假设案例:重做低浓度管理用采购表
假设设施管理团队仅记录两台设备的量程与价格。一台上限更高,另一台显示间隔更小。团队需要妥善确认既定作业的报警与管理浓度附近状况,因此不能只依据两个数字选型。
团队先确定实际目标气体、所需浓度区间、环境条件和采样方式,再向各制造商索取相应区间误差公式及响应条件,并审查所需测量点的校准资料。未确认项目不能当作0分或优秀,应标注未取得资料。
验收表设置“规格项目 / 制造商原文 / 适用条件 / 所需点的解释 / 确认依据”五栏。这样即使型号改变,比较问题仍能保持一致。最终留下的是说明实际任务中哪些信息可信的表,而非单一数字排名。
执行检查清单
[ ] 已按传感器通道区分目标气体和单位。
[ ] 未将量程与检出限视为同义。
[ ] 已分别记录分辨力与允许误差。
[ ] 已确认误差基于示值还是满量程。
[ ] 已原样保留固定值与比例的组合条件。
[ ] 已在所需浓度点对照误差公式与适用环境。
[ ] 已区分响应时间与样气移动延迟,并反映在测量程序中。
[ ] 已确认超量程、错误显示含义及后续检查程序。
结论
便携式气体检测仪的量程和准确度,不能靠大数字或多位数排名。应确定目标气体及所需浓度区间,再比较原始规格公式和条件。
区分记录分辨力、重复性、误差及超量程,可使采购文件和现场测量记录更清楚。不以假设填补未确认条件,是规格审查的重要起点。
来源
JCGM/BIPM,VIM 4.7 Measuring interval — 测量区间与检出限的区分。
JCGM/BIPM,VIM 4.14 Resolution — 分辨力定义。
JCGM/BIPM,VIM 2.15 Measurement precision — 重复测量的精密度概念。
JCGM/BIPM,VIM 2.13 Measurement accuracy — 准确度概念及解释数值标示时的注意事项。
OSHA,Technical Manual, Section II Chapter 3 — 直接读数仪器特性与限制的审查。美国技术指南。

