Berechnung der Messunsicherheit – Teil 3: Verfahrensabhängige mathematische Modelle/Calculation of measurement uncertainty – part 3: method-specific mathematical models

Abstract

Den Abschluss einer Verfahrensvalidierung zur Bestimmung von Gefahrstoffen in der Luft an Arbeitsplätzen bildet die Berechnung der erweiterten Messunsicherheit des Messverfahrens, die gleichzeitig final überprüft, ob das Verfahren nach DIN EN 482 und der Technischen Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 402 geeignet ist. Um die Messunsicherheit überhaupt berechnen zu können, müssen im Vorfeld alle relevanten Einflussfaktoren auf den Messwert erfasst werden. Diese umfassen Faktoren aus der Probenahme, der Verfahrensvalidierung und der Analytik. Im zweiten Teil dieses Artikels (Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft 83, Nr. 5-6/2023) wurden bereits alle Einflussfaktoren aus externen Quellen (z. B. Normen) mit ihren Standardabweichungen beschrieben. In diesem dritten Teil wird die Liste der Einflüsse um die Faktoren aus der Validierung ergänzt, das heißt um die Berechnung der Standardabweichungen von Kalibrierung und Wiederfindung sowie der Drift des Messgeräts. Zu allen Einflüssen werden die zugehörigen Sensitivitätskoeffizienten berechnet. Mit allen Termen wird Schritt für Schritt ein verfahrensspezifisches, mathematisches Modell zur Berechnung der kombinierten Standardabweichung und der erweiterten Messunsicherheit aufgebaut. Zum Schluss wird eine Möglichkeit aufgezeigt, wie diese mathematischen Modelle einfach und mit wenig Aufwand mithilfe der kostenlosen Softwareanwendung „Messunsicherheitsservice-Tool“ (MUST) berechnet werden können, die kostenlos von der Internetseite des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) bezogen werden kann. Anhand eines Beispiels – eines Messverfahrens mit Extraktionsschritt – wird gezeigt, welche Faktoren die größten Anteile an der Messunsicherheit haben. Dies kann unter anderem einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis des Messverfahrens und zur Verbesserung einzelner Prozessschritte leisten.