Abschnitt 5.3 - 5.3 Erweiterte Messunsicherheit
Die geforderte Messunsicherheit für das Messverfahren wird in der Norm DIN EN 482 [8] beschrieben. Die Messunsicherheit errechnet sich bei einer Probenahme mit z. B. einem personengetragenen Gerät FSP-10 (Volumenstrom 10 l/min) für Quarz (Auswertung bei 0,182 nm) wie in Tabelle 5 beschrieben. Dabei sind die mit der Probenlagerung und dem Transport verbundenen systematischen Unsicherheitskomponenten vernachlässigbar und werden als Null angenommen (SiO2-Mineralproben sind stabil).
Tabelle 5
Berechnung der erweiterten Messunsicherheit für Quarz
Angenommener Luftgrenzwert (LGW) | 0,15 mg/m3 |
---|---|
Probenahme (mit FSP-10) | |
| 2 h |
| 10 l/min |
Unsicherheit der Probenahme, alveolengängige Partikel [13] | 11,1 % |
Analyse | |
Wiederfindungsrate: | |
| 3,7 % |
Errechnete systematische Unsicherheit in Verbindung mit der analytischen Wiederfindungsrate (A/(√3)) | 2,1 % |
Analytische Messunsicherheit - Extrapolation [14] | |
| 30 µg |
| 3,0 µg |
| 0,06666 (6,67 %) |
| 6,7 % |
(sx = 72 µg; bestimmt durch 10 Wiederholungsmessungen an 1080 µg Quarz)
Berechnung der zufälligen analytischen Messunsicherheit aus der Präzision bei anderen Massen γ (μg) | Beispiel: |
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γ = 18 µg: | |
= 18,0 % | |
γ = 90 µg: | |
= 7,5 % | |
γ = 360 µg: | |
= 6,8 % | |
Zufällige Unsicherheit aus der Präzision bei | |
x-fachem des Grenzwertes (LGW 150 µg/m3, 1,2 m3) | |
bei 0,1 x LGW: Analytmasse 18 µg Quarz | 18,0 % |
bei 0,5 x LGW: Analytmasse 90 µg Quarz | 7,5 % |
bei 2,0 x LGW: Analytmasse 360 µg Quarz | 6,8 % |
Systematische Unsicherheit für die Reinheit der Standardsubstanz (> 99 % bei Korrektur des Quarzgehaltes) = 1/√3 | 0,6 % |
Geschätzte zufällige Unsicherheit der Kalibrierung | 2 % |
Maximale Drift der Messgerätanzeige | 5 % |
Errechnete systematische Unsicherheit der Messgerätedrift (= 5 %/√3) | 2,9 % |
Berechnete zufällige Unsicherheit der Analyse; uar | |
bei 0,1 x LGW | 18,1 % |
bei 0,5 x LGW | 7,7 % |
bei 2,0 x LGW | 7,0 % |
Berechnete systematische Unsicherheit der Analyse; uanr | 3,6 % |
Unsicherheit der Analyse; ua
bei 0,1 x LGW | 18,5 % |
---|---|
bei 0,5 x LGW | 8,5 % |
bei 2,0 x LGW | 7,9 % |
Kombinierte Messunsicherheit uc (Probenahme und Analyse) | |
bei 0,1 x LGW | 21,6 % |
bei 0,5 x LGW | 14,0 % |
bei 2,0 x LGW | 13,6 % |
Erweiterte Messunsicherheit; U = 2 uc | |
bei 0,1 x LGW | 43,2 % |
bei 0,5 x LGW | 28,0 % |
bei 2,0 x LGW | 27,2 % |
Damit ist die Forderung nach DIN EN 482 [8] für die Probenahme mit FSP-10 erfüllt, dass die erweiterte Messunsicherheit bei einer Langzeitmessung in dem Bereich des 0,1- bis < 0,5fachen Grenzwertes (hier angenommen 0,15 mg/m3) ≤ 50 % und des 0,5- bis 2fachen Grenzwertes ≤ 30 % betragen sollte. Zu bemerken ist, dass bei einer 4-stündigen Probenahme mit FSP-BIA (2 l/min) die erweiterte Messunsicherheit die geforderten Werte nicht erfüllt.
Für Cristobalit ist mit einer geringeren erweiterten Messunsicherheit zu rechnen, da für die Quantifizierung in der Regel nur der Reflex bei 0,404 nm mit hoher Intensität im Vergleich zum oben betrachteten Reflex für Quarz (0,182 nm) verwendet wird (vergleiche Tabelle 3 in Abschnitt 5.2).