QAL 1

 

QAL1 er sandsynligvis den del af EN14181, der har mindst opmærksomhed og færrst kender til, og dog er det her, der er ærgrelser og penge at spare for anlægsejerne.

 

1)    Formål og opbygning

Formålet med QAL1 er at give anlægsejere og rådgivende ingeniører et værktøj til estimering af den samlede måleusikkerhed ved anvendelse af et specifikt apparat på et anlæg.

Det fremgår ikke rigtigt af standarden, fordi den primært henviser til en ”matematik”-standard fra ISO, som i mellemtiden er accepteret som europæisk standard, nemlig EN/ISO14956: Luftundersøgelse – Evaluering af en måleprocedures egnethed ved sammenligning med en obligatorisk måleusikkerhed, eller på engelsk: Air quality – Evaluation of the suitability of a measurement procedure by comparison with a required measurement uncertainty.

 

Det er, som antydet en standard, der foreskriver en matematisk metode til beregning af samlede usikkerheder, hvis man kender flere usikkerheder som påvirker ens instrument.

 

Der er en del usikkerhed ved anvendelse af denne, idet den forudsætter at alle usikkerheds-komponenter er statistisk uafhængige, samt tilfældige (stokastiske), og ingen af de to betingelser er altid opfyldt, det skal vi komme tilbage til under ”Proces parametrenes indflydelse”.

QAL1 giver tillige data for QAL3 proceduren, se denne.

 

2)    Den samlede QAL1 usikkerhed

Et bestemt instruments usikkerhed, f.eks. et instrument til måling af et forurenende stofs koncentration, deler jeg i denne sammenhæng op i 4 grupper, hvoraf de 3 er antydet i standarden:

 

a)    Egen-usikkerhed

Instrumentets egen-usikkerhed er den måleusikker instrumentet selv har, og som bestemmes bl.a. under test under kontrollerede former, f.eks. når det gennemgår en type-test med det formål at blive certificeret efter EN15267, se fanebladet om typetest.

Ofte betragtes denne egen-usikkerhed som det eneste, der er relevant under QAL1, men det er snarere det mindst relevante.

 

b)    Indflydelsesparametre

Hertil kommer usikkerheder fra såkaldte ”indflydelses-parametre”. Det er faktorer fra omgivelserne, som kan have en indflydelse på måleresultatet. Disse kan være følsomhed for ændringer omgivelsestemperatur, spændingsforsyning, atmosfærisk tryk, kanaltryk m.m., og en række følsomheder heraf afprøves under typetesten efter EN15267-3

 

Eksempel: Hvis man ved at et bestemt instrument skal sidde udendørs ubeskyttet på en skorsten, hvor temperaturen kan variere mellem -20ºC og +35ºC, kan man bestemme den målefejl der opstår som følge af temperaturskift ved at gange den temperaturforskel med instrumentets temperaturfølsomhed.

Temperaturfølsomheden skal måles under typetesten i.h.t. EN15267 og skal anføres i testrapporten.

Hvis eksempelvist temperaturfølsomheden opgives til 0,017 mg/m³/K, vil det samlede usikkerhedsbidrag for temperaturfølsomhed altså andrage 55*0,017 = 0,93 mg/m³.

 

På lignende måde skal andre indflydelsesparametre beregnes, og indgå i den samlede beregning af instrumentsats usikkerhed efter EN/ISO 14956.

 

c)    Særlig usikkerhed for støvmålere

Ved støvmåling spiller kornstørrelsen en væsentlig rolle. Det er sådan, at kalibreringskurven forskydes proportionalt med kornstørrelsen, se afsnittet om støvmåling herom.

Hvis der derfor sker ændring i kornstørrelsen p.gr.a. procesforhold, f.eks. at anlægget anvender forudsigeligt forskelligt brændsel, må man vurdere disse ændringer og tage dem med i beregningen som procesparameter indflydelse, se nedenfor herom.

Note: Hvis det skønnes at kornstørrelsen ændrer sig meget, må man forudse at anvende flere kalibreringskurver, idet direktiverne kun tolererer 30% usikkerhed for støvmåling.

Det skal dog understreges at fejl i filteranlæg, f.eks. huller i filterposer, fører til markant forøgelse af den gennemsnitlige kornstørrelse, men det er ikke normal drift, og skal derfor ikke tages med i en QAL1 beregning.

 

d)    Ændringer i konfiguration

Specielt for ekstraktive systemer er ændringer fra den konfiguration, der blev testet under typetesten efter EN15267-3, og den konfiguration, der er påtænkt installeret, relevant.

Her kan der f.eks. være tale om at man anvender andre ekstraktionssonder, andre kølere, andre varmeskabe, andre filtre og så videre.

Det er så anlægsejerens opgave (og han vil oftest videregive den til leverandøren) at undersøge om dette har en indflydelse på målepræcisionen.

Denne undersøgelse skal indeholde en sammenligning af specifikationerne for de 2 komponenter, (den der blev brugt under type-testen og den man påtænker anskaffet) og et begrundet estimat for indflydelsen, også selvom estimatet er at det ikke har nogen målbar indflydelse.

Denne usikkerhedskomponent skal så medtages i beregningerne efter EN/ISO14956 af den samlede usikkerhed.

 

e)    Procesparametre

Procesparametre bliver meget sjældent betragtet under QAL1, men det er relevant, hvis ikke alle målinger gennemføres.

Lad os for eksemplets skyld antage at det er påtænkt at anvende et in situ instrument på en skorsten med lav temperatur (30-50ºC) og derfor med overmættet våd røggas, d.v.s. der forekommer aerosoler af vand.

Det betyder i første omgang at vi skal kende vandindholdet for at kunne regne om til mg/Nm³, tør, som direktiverne og myndighederne foreskriver.

Men vi ved jo at røggassen er mættet, eller rettere sagt at den næsten altid er mættet.

Hvis vi kan specificere under hvilke forhold den ikke er mættet, kan vi beregne hvor stor fejl, denne antagelse (at den altid er mættet) udgør, og denne fejlkilde kan vi tage med i vores QAL1 beregning.

Hvis vi samlet ligger under usikkerhedstolerancerne fra direktiverne, måler vi stadigvæk efter forskrifterne, uden at installere en vanddampsmåler.

 

3)    Usikkerhedstyper

Som omtalt ovenfor er det en forudsætning for at metoderne i EN/ISO14956 fungerer at fejlkilderne er uafhængige, tilfældige (stokastiske) og normalfordelt, og det er jo sjældent, men når man ikke ved bedre, er det den metode, der anvendes.

Egen-usikkerhed og indflydelsesparametre er så uafhængige og tilfældigt virkende, at de kan betragtes som stokastiske, men indflydelserne fra designændringer og procesparametre er ikke.

Det er indflydelse, der vokser systemetisk med tiden eller andre fænomener (tryk, temperatur, spænding, etc.).

Derfor bør de medregnes direkte i beregningen, og ikke, hvis man kan udtrykke det sådan, ”tages med under kvadratroden” i EN/ISO 14956.

Hvis direktivet således tillader 15 mg/Nm³ usikkerhed, og designændringer og procesparametre lagt direkte sammen udgør de 5 mg/Nm³, må resultatet af beregningen efter EN/ISO 14956 højst andrage 10 mg/Nm³.