VDI 2449 Blatt 2-1987 Basic concepts for characterization of a complete measuring procedure glossary of terms.pdf

1、DK 502.5 (203).057.4: 543.271 .089.5/.6543.271 .05/.08: 001 .4351 .777.078.33 : 61 4.72(083.1 32) VDI-RICHTLINIEN Januar 1987VEREINDEUTSCHERINGENIEUREGrundlagen zur Kennzeichnungvollstndiger MeverfahrenBegriffsbestimmungenVDI 2449Blatt 2Basic concepts for characterizationof a complete measuring proc

2、edureGlossary of termsInhalt SeiteVorbemerkung 21 Referenzmaterial 22 Justierhilfen 23 Vollstndiges Meverfahren 24 Konventionsverfahren 25 Luftbeschaffenheitsmerkmal 26 Meobjekt 37 Megre 38 Mewert 39 Mesignal 310 Eichen 311 Eichfunktion 312 Analysenfunktion 313 Linearitt der Eichfunktion 314 Empfind

3、lichkeit 315 Selektivitt 416 Genauigkeit 417 Ungenauigkeit 418 Przision 419 Auflsungsvermgen 420 Wiederholbarkeit 421 Vergleichbarkeit .422 Nachweisgrenze 423 Totzeit 424 Anstiegszeit 4Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mitAnindigung imBundesanzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfe

4、n.Seite25 Abfallzeit 426 Einstellzeit 427 Sprungantwort bei Megerten mit einerVerzgerung erster Ordnung 428 Zeitkonstante (90%-Zeit) 529 Nullpunkt 530 Nullpunktdrift 531 Drift der Empfindlichkeit 532 Arbeitsbereich 533 Arbeitspunkt 534 Standzeit 535 Rstzeit 536 Einlaufzeit 537 Ausfallzeit 538 Ausfal

5、lrate 539 Wartungszeit 540 Verfgbarkeit 541 Umgebungsanforderungen 542 Hilfsenergien 643 Betriebsstoffe 644 Wartung 645 Modus der Signalausgabe 646 Mechanische Belastbarkeit 647 Schutzart 6Schrifttum 6VDI -Kommission Reinhaltung der LuftArbeitsgruppe Grundlagen zur Kennzeichnung vollstndiger Meverfa

6、hrenim Ausschu Metechnische SonderfragenVDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5 Register- Nr. 9Preisgr. 5B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-2- VDI 2449 Blatt 2 Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag

7、GmbH, Dsseldorf 1987VorbemerkungDas Blatt 2 der Richtlinie VDI 2449 definiert Begriffe zur Beschreibung der QuaUtt von vollstndigen Meverfahren fr den Anwendungsbereich derLuftreinhaltung. Es beschrnkt sich bei der Auswahlder Begriffe wie bei der Festlegung bestimmter Konventionen auf diesen Anwendu

8、ngsbereich. Einschlgige VDI/VDE-Richtlinien 1 sowie DIN-, lEC-und ISO-Normen 2; 3 wurden bercksichtigt. DieDefinitionen sollen den Sprachgebrauch im Anwendungsgebiet Luftreinhaltung eindeutig festlegen. Siesind so abgefat, da sie einen Weg implizieren, aufdem die definierten Begriffe durch Verfahren

9、skennwerte quantifiziert werden knnen. Das Leistungsvermgen eines vollstndigen Meverfahrensist durch diese Verfahrenskennwerte, d.h. durch dieWerte, welche die Verfahrenskenngren annehmen,gekennzeichnet.Es ist nachfolgenden RichtHnien-Blttern vorbehalten, die entsprechenden Ermittlungs-, Prf- undTes

10、tverfahren nher zu beschreiben. Bis zum Voriie-gen dieser RichtHnien sind die Ausfhrungen vonBlatt 1 der RichtUnie VDI 2449, Abschnitt 1 1 zu beachten.1 ReferenzmaterialEine Substanz oder eine Mischung von Substanzen,deren fr den vorgesehenen Zweck spezifische Eigenschaften innerhalb gewisser Grenze

11、n bekannt sind.Referenzmaterialien heien in der analytischen MetechnikStandards, wenn die Kenntnis der sie definierendenEigenschaften aus der Messung von Basisgren oder von daraus abgeleiteten Gren gewonnen wird,Analysen-Kontrollproben, wenn sie durch Mazahlengekennzeichnet sind, die durch wiederhol

12、te Anwendung vollstndiger Meverfahren gewonnenwurden,Nullsubstanzen, wenn Mewerte Null erwartet werden.Anmerkung: Zwischen Standards und Analysen-Kontrollprobenbesteht kein grundstzlicher Rangunterschied.Entsprechend dem Internationalen Einheitensystem SI (SystemeInternational dunites)2 Justierhilfe

13、nSubstanzen, Substanzgemische oder Vorrichtungen,deren Wechselwirkung mit dem Meverfahren innerhalb gewisser Grenzen bekannt ist und die entwederauf das vollstndige Meverfahren oder auf Teiledes Meverfahrens in anderer Weise einwirkenals das Meobjekt oder nur auf Teile des Meverfahrens in gleicher W

14、eise einwirken wie das Meobjekt.Beispiele: Latex-Aerosol bei Partikelmessungen,Natriumnitrit-Lsung beim Saltzman-Verfahren.3 Vollstndiges MeverfahrenEin Meverfahren (siehe DIN 1319 Teil 1) 4 heitvollstndig, wenn es alle fr die Messung und Eichung notwendigen Grundoperationen mit ihrenVerknpfungen en

15、thlt und wenn seine Anwendungauf das Meobjekt ohne Hinzunahme weiterer Operationen Mewerte fr den Zustand des beobachteten Meobjekts (siehe Abschnitt 7) liefert.4 KonventionsverfahrenMeverfahren fr Zustandsgren, das nicht geeichtwerden kann, weil hierfr ReferenzmateriaUen nichthergestellt werden knn

16、en. Der Mewert ist konventionsgem ein Ma fr den beobachteten Zustand.Beispiele: Bergerhoff-Verfahren fr Staubnieder-schlagsmessungen (siehe VDI 21 1 9 Bl. 2) 5,IRMA-Verfahren zur Bestimmung vonImmissionsraten (siehe VDI 3794 Bl. 1) 6,Messung der Summe von Kohlenwasserstoffverbindungen mit einem PID

17、(sieheVDI 3483 Bl. 1) 7.5 LuftbeschaffenheitsmerkmalDer hier verwendete Begriff Luftbeschaffenheitsmerkmal ist eine Verallgemeinerung des Begriffs Zu-standsgre aus der Thermodynamik (Temperatur,Partialdichte, Druck u.a.). Er schliet auch solcheGren ein, wie sie z.B. durch Olfaktometrie erfatwerden.A

18、nmerkung : Im Bereich der Immissionsmetechnik wird als Synonym der Begriff Luftqualittsparameter“ verwendet.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH, Dsseldorf 1987

19、 VDI2449 Blatt 2 -3-6 MeobjektIn der analytischen Metechnik wird darunter dasLuftbeschaffenheitsmerkmal, das durch Messen ermittelt werden soll, verstanden.Beispiele: Partialdichte des gasfrmigen Schwefeldioxids in Luft,Partialdichte von Schwefelsure, angelagert an Rupartikeln,Massenanteil von Blei

20、im Staubniederschlag.Anmerkung: Fr den Geltungsbereich der Richtlinie VDI/VDE2600 1 wird dieser Begriff im Sinne von Probe“ verwendet.7 MegreDiejenige Gre, die von einem Meverfahren alsBild des Meobjektes erzeugt wird.Anmerkung : Die Erzeugung der Megre wird auch durch Merkmale beeinflut, die nicht

21、Meobjekte sind (siehe dazu Abschnitt11 und 15).8 MewertWert, den die Megre annehmen kann. Er ist eineSchtzung des Wertes des Luftbeschaffenheitsmerkmals und wird als Produkt aus Zahlenwert und Einheit der Megre angegeben.Anmerkung : Unter Meergebnis wird das Resultat einer Auswertung verstanden, in

22、welche die Mewerte eingehen.9 MesignalInformation, die von einem Mesystem als Antwortauf einen Wert des Luftbeschaffenheitsmerkmalsausgegeben wird.Beispiele: Lnge einer Flssigkeitssule,Farbe einer Reagenzlsung,Zeigerstellung eines Anzeigegertes.10 EichenErmittlung der Abbildungseigenschaften eines M

23、everfahrens mit Referenzmaterial.Anmerkung : Eichen liefert nur bei Durchfhrung unter den Bedingungen der Messung den gesuchten quantitativen Zusammenhangzwischen den durch Referenzmaterialien vorgegebenen Werten desLuftbeschaffenheitsmerkmals und den durch das Mesystem erzeugten Mesignalen. Die vor

24、gegebenen Werte sollen so gewhltwerden, da sie in der Nhe der Arbeitspunkte (siehe Abschnitt33) liegen.11 EichfunictionSie beschreibt die Abhngigkeit der Mesignale vomvorgegebenen Wert des LuftbeschaffenheitsmerkmalsHierin bedeuten :X MesignalQk Wert des :-ten Luftbeschaffenheitsmerkmals(z.B. S02-Ma

25、ssenkonzentration in |ig/m)des Referenzmaterials, lkMM Anzahl der einbezogenen Luftbeschaffenheitsmerkmaleg die zum Mesignal x gehrige Eichfunktion.Auer von den einbezogenen Luftbeschaffenheitsmerkmalen hngt die Eichfunktion auch von anderen Merkmalen ab, deren Nichtbeachtung - z.B. ausUnkenntnis od

26、er praktischen Erwgungen - zu einerVerschlechterung der Verfahrenskennwerte fhrenkann.12 AnalysenfunictionSie beschreibt die Abhngigkeit der Werte der Luftbeschaffenheitsmerkmale und wird in der Regel alsmathematische Umkehrung der Eichfunktion gewonnen.Je nach dem zugrunde liegenden Eichproze knnen

27、andere Transformationen zu besseren Verfahrenskennwerten fhren. Die Analysenfunktion mu imArbeitsbereich (siehe Abschnitt 32) jedem Mesignaleinen Erwartungswert des Meobjektes zuordnen.13 Linearitt der EichfunictionLinear sind Eichfunktionen gmit X =(1 , . . . , , . ., wenn gleichzeitig gilt :x = co

28、nst+ 2. k=i dqdas heit, wenn alle Differentialquotienten dgldqKonstanten sind.Ist der Differentialquotient dgldq lediglich fr einLuftbeschaffenheitsmerkmal qj, konstant, wird vonLinearitt hinsichtlich dieses Merkmals k gesprochen. Die Krmmung von g kann zur Charakterisierung der Nichthnearitt herang

29、ezogen werden.Der Bereich, innerhalb dessen die Nichthnearittvernachlssigt werden kann (sog. Linearittsbe-reich), wird durch eine anzugebende untere sowieeine obere Schranke der Mewerte eingegrenzt.14 EmpfindlichkeitDifferentialquotient aus der nderung des Mesignals nach der auslsenden nderung des W

30、ertesqj des Luftbeschaffenheitsmerkmals j:dx dg 8qk SqkB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-4- VDI 2449 Blatt 2 Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH, Dsseldorf 198715 SelektivittDie Selektivitt be

31、schreibt die Abhngigkeit desMewertes von der Anwesenheit anderer als dem gesuchten Luftbeschaffenheitsmerkmal. Bei Vorliegenlinearer Eichfunktionen wird die Selektivitt durchdie Matrixhl beschrieben, wobei k das gesuchte Luftbeschaffenheitsmerkmal kennzeichnet.16 GenauigiceitErwartbare bereinstimmun

32、g von Mewert und zugrundeliegendem wahren Wert des Luftbeschaffenheitsmerkmals. Sie wird ber die Ungenauigkeitquantifiziert (siehe Abschnitt 17).17 UngenauigiceitDifferenz zwischen dem wahren Wert und dem Erwartungswert der Mewerte des Luftbeschaffenheitsmerkmals.Anmerkung : Der Erwartungswert des M

33、ewertes wird durch denarithmetischen Mittelwert aus einer groen Anzahl wiederholterMessungen erhalten. Der wahre Wert ist beispielsweise abschtzbaraus Zusatzinformation ber das Meverfahren und der Kenntnisdes Herstellungsverfahrens der Referenzmaterialien.18 PrzisionAusma der bereinstimmung von Mewe

34、rten. Siewird durch die Wiederholbarkeit (siehe Abschnitt 20)und die Vergleichbarkeit (siehe Abschnitt 22) beschrieben.19 AuflsungsvermgenKleinste absolute Differenz, oberhalb deren zweiWerte des Luftbeschaffenheitsmerkmals, die manmit demselben Verfahren unter den jeweiligen Mebedingungen erhlt, mi

35、t einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit (z.B. 95%) noch unterschieden werdenknnen.Anmerkung: Damit ist das Auflsungsvermgen lokal, d.h. bezogen auf den jeweiligen Wert des Luftbeschaffenheitsmerkmals, definiert.20 WiederholbarkeitDerjenige Wert, unterhalb dessen die absolute Differenz zwischen zwei

36、einzelnen Mewerten des Luftbeschaffenheitsmerkmals, die man mit demselben Meverfahren und unter denselben Bedingungen (derselbe Bearbeiter, dasselbe Gerte, dsselbe Labor,kurze Zeitspanne) erhlt, mit einer vorgegebenenWahrscheinlichkeit erwartet werden darf; diese betrgt 95%, wenn nichts anderes ausd

37、rcklich vereinbart ist.21 VergleichbarkeitDerjenige Wert, unterhalb dessen die absolute Differenz zwischen zwei einzelnen Mewerten des Luftbeschaffenheitsmerkmals, die man an identischem Material, aber unter verschiedenen Bedingungen (verschiedene Bearbeiter, verschiedene Gerte, verschiedene Laborat

38、orien und/oder zu verschiedenen Zeiten) gewonnen hat, mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit erwartet werden darf; diese betrgt95%, wenn nichts anderes ausdrcklich vereinbartist.22 NachweisgrenzeKleinster Wert des Luftbeschaffenheitsmerkmals,der mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% von einemZusta

39、nd Null unterschieden werden kann.23 TotzeitZeitabstand zwischen der sprunghaften nderungdes Wertes des Luftbeschaffenheitsmerkmals unddem Anstieg des Mewertes auf 10% der erwartetenHhe der Sprungantwort.24 AnstiegszeitZeitabstand nach einer sprunghaften nderung desWertes des Luftbeschaffenheitsmerk

40、mals zwischendem Anstieg des erwarteten Mewertes auf 10% und90% der erwarteten Hhe der Sprungantwort.25 AbfallzeitZeitabstand nach einer sprunghaften nderung desWertes des Luftbeschaffenheitsmerkmals zwischendem Abfall des erwarteten Mewertes um 10% undum 90% der erwarteten Hhe der Sprungantwort.Anm

41、erkung zu Abschnitt 23 bis 25: Die sprunghafte nderungsoll mindestens den 10-fachen Wert der Nachweisgrenze haben.26 EinstellzeitSumme aus Totzeit und Anstiegszeit oder Totzeitund Abfallzeit.Anmerkung: Die Abschnitte 26, 27 und 28 sind vorwiegend aufkontinuierlich bzw. quasikontinuierlich und propor

42、tional arbeitende Meverfahren anzuwenden.27 Sprungantwort bei Megertenmit einer Verzgerung erster OrdnungUnter Sprungantwort wird der zeitliche Verlauf derAnzeige nach einer sprunghaften nderung des Wertes des Luftbeschaffenheitsmerkmals von 0 auf q verstanden. Dieser Verlauf wird in erster Nherung

43、(U-nearer Fall) durch die Funktion beschrieben, wobei T als Zeitkonstante bezeichnet wird.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH, Dsseldorf 1987 VDI 2449 Blatt 2

44、-5-28 Zeitkonstante (90%-Zeit)Invariante der Sprungantwort bei einer Verzgerungerster Ordnung (siehe Zeitkonstante t in Abschnitt27).29 NullpunictErwartungswert des Meobjektes bei Messungen anNullsubstanz (siehe Abschnitt 1).30 Nullpunictdriftnderung des Nullpunktes ber eine gegebene Zeitdauer, inne

45、rhalb der nicht justiert wird. Sie wirddurch den Erwartungswert der zeitlichen nderungdes Nullpunktes sowie dessen Schwankungsbreite(9 5 % - Wahrscheinlichkeit) quantifiziert.Anmerkung: Die gegebene Zeitdauer sollte mindestens zwei Zehnerpotenzen ber der Einstellzeit der Meeinrichtung liegen.31 Drif

46、t der Empfindlichiceitnderung der Empfindlichkeit ber eine gegebeneZeit, innerhalb deren nicht justiert wird.Anmerkung: Die gegebene Zeitdauer sollte mindestens zwei Zehnerpotenzen ber der Einstellzeit der Mereinrichtung liegen.32 ArbeitsbereichEin durch konstruktive Auslegung eines Meverfahrens ode

47、r Megertes bestimmter Mebereich. DerArbeitsbereich kann in Teilintervalle, die Mebereiche), gegliedert sein. Die untere Schranke des niedrigsten Mebereiches ist die Nachweisgrenze, dieobere Schranke des hchsten Mebereiches ist dergrte Wert des Referenzzustandes, dem im Arbeitsbereich noch ein Mewert

48、 zugeordnet werden kann.33 ArbeitspunictDerjenige Mewert innerhalb des Arbeitsbereiches,der durch die Meaufgabe ausgezeichnet wird.Anmerkung: Arbeitspunkte sind hufig Abbildungen (siehe Abschnitt 7) von Grenzwerten, Schwellenwerten o. fr das betreffende Luftbeschaffenheitsmerkmal. Meverfahren, die zu verschiedenen Meaufgaben eingesetzt werden, knnen mehrere Arbeitspunkte haben.34 StandzeitKleinstes Zeitintervall, whrend dessen bei ordnungsgemer Wartung ohne weiteren Austauschoder Ersatz oder Reparatur von Baut