遥测设备的检测性能指标释义

1.1 灵敏度（Sensitivity）

是指某方法对单位浓度变化所产生的响应量的变化程度。它可以用仪器的响应量或者其他指示量与对应的待测物质的浓度之比来描述（斜率）。

通过校准曲线，可以把仪器的响应量与待测物质的浓度定量联系起来，用下式表示它的直线部分。

A=k C + a

式中，A是仪器的响应值；C是待测物质的浓度；a是校准曲线的截距；k是灵敏度，即校准曲线的斜率。

 

1.2 检测限（Detect Limit）

国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）1997年通过，1998年发表的《分析术语纲要》（IUPAC Compendium of Analytical Nomenclature）中规定：“检测限以浓度表示，是指由特定的分析步骤能够合理地检测出的最小分析信号求得的最低浓度”。

cL=k Sb/S

式中 Sb为空白平均值标准偏差，空白指与待测样品组成完全一致但不含待测组分的样品，IUPAC规定标准差应通过实验以足够多的测定次数求出，譬如说20次。S为分析校准曲线在低浓度范围内的斜率（灵敏度），Sb/S即为标定后的浓度值（单位ppm·m）。k为根据所需的置信度选定的常数，IUPAC建议取k=3作为检出限计算标准，对于严格的单侧高斯分布k=3对应的置信度为99.6%。由于S基于有限次的测定，因此通常k=3对应的置信度约为90%。

 

1.3 其他关键指标

仪器的静态性能指标还包括重复性（精度）、分辨率、重复性等指标。

精确度：仪器的示数和被测量的真值的符合程度，是仪器输出和被测量的真值之间关联的概率界限标是。精确度可能由非线性、迟滞、温度变化、漂移等一系列因素导致。

分辨率：分辨率一般由两种含义，第一种定义是使仪器显示值产生一定变化量所需的输入的变化量，如果没有迟滞，分辨率就等于灵敏度的倒数。第二种定义常见于数显仪器中，通常以显示值的最后一位数的数距。

重复性：重复性是仪器的重要静态特性，表示由同一观察者采用相同的测量条件、方法及仪器对同一被测量所做的一组测量之间的接近程度。表征仪器随机误差接近于零的程度，也称作误差限。

可以近似的认为，单位浓度就是将遥测仪与反射目标之间的直线（激光检测线）上的甲烷分子均匀的“压缩”或“扩展”到一个1米厚度的区域中后的浓度。

 

1.4 激光遥测产品的性能特点

遥测产品静态检测性能的表征，考虑到检测仪实际检测环境中存在的以下问题：

1. 被测甲烷气团在空间、时间上分布的不均匀；

2. 反射面不能够确定；

3. 中间界面的情况不能够确定;

4. 检测距离不能够确定。

采用一个或几个参数对实际性能进行描述变得十分困难，在这种情况下，仪器仪表行业的常见做法是设定一组确定的测量条件与测量方法，给出在确定条件下的仪器检测性能，这里选择了静态检测限作为特征是基于设备用于泄漏检测应用的以下特点：

1. 移动检测设备，一般不会处在持续浓度的气体环境中，更加关注在检测过程中扫过气团而带来的浓度突变；

2. 以发现泄漏为第一目标，希望仪器能够发现更小的泄漏，也就是拥有更低的检测限；

3. 由于被测目标本身的不确定性和环境的不可控性，对仪器的准确度要求不如固定光程产品高；

静态检测限的推荐测定方法为：一台正常标定和标零的设备，在一定距离上，固定仪器正对标准反射面，仪器与反射面间为空气（不含甲烷），仪器开机运行20min后开始测定浓度值Sb/S，取1000点标准差后乘以3，所得数值为静态检测限。