石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測量不確定度的評估

1、石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測量不確定度的評估1概要目的依據(jù)GB/T510-1983(1991)石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測定法，以柴油樣品進(jìn)行凝點(diǎn)測定為例，評估測定結(jié)果的不確定度。測量步驟將試樣裝入凝點(diǎn)試管至刻線處，安裝好溫度計(jì)，垂直放入水浴中，直至試樣達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)取出，在室溫下冷卻至規(guī)定溫度后，放入比預(yù)期凝點(diǎn)低(78)的冷浴中冷卻，到達(dá)預(yù)期凝點(diǎn)時(shí)，將儀器傾斜45度保持1分鐘，若某一溫度使試樣的液面停留不動而提高2又能使液面移動時(shí)，就取液面不動的溫度作為試樣的凝點(diǎn)。具體測定步驟見流程圖1。被測量T=T0+修正值圖1凝點(diǎn)測定流程式中：圖1凝點(diǎn)測定流程T凝點(diǎn)溫度，；T0溫度計(jì)示值，。1.4不確定度來源識別圖2的因果關(guān)系圖標(biāo)

2、明了不確定度的有關(guān)來源。溫度計(jì)示值T圖2凝點(diǎn)不確定度來源因果圖1.5不確定度分量的量化表1列出了各不確定度分量，圖3以直方圖顯示各參數(shù)的影響大小。圖3凝點(diǎn)測定的不確定度分量圖3凝點(diǎn)測定的不確定度分量表1凝點(diǎn)測定的不確定度項(xiàng)目不確定度重復(fù)測定產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urep0.31溫度計(jì)示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度憂丁T0.10合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(T)0.4擴(kuò)展不確定度U0.82詳細(xì)討論2.1介紹石油產(chǎn)品凝點(diǎn)的測定方法是將試樣裝在規(guī)定的試管中，并冷卻到預(yù)期的溫度時(shí)，將試管傾斜45度經(jīng)過1分鐘，觀察液面是否移動。報(bào)告結(jié)果（）可溯源聾I國際單位制。2.2步驟1：技術(shù)規(guī)定a）步驟石油產(chǎn)品凝點(diǎn)的測定包括以下步驟：

3、1）在干燥、清潔的試管中注入試樣，使液面注滿至環(huán)形標(biāo)線處。用軟木塞將溫度計(jì)固定在試管中央，使水銀球距管底810毫米。2）裝有試樣和溫度計(jì)的試管，垂直地浸在501的水浴中，直至試樣的溫度達(dá)到501為止。3）從水浴中取出裝有試樣和溫度計(jì)的試管，擦干外壁，用軟木塞將試管牢固地裝在套管中，垂直地固定在支架的夾子上，并放在室溫中靜置，直至試管中的試樣冷卻到355為止。然后將這套儀器浸在裝好冷卻劑的容器中。冷卻劑的溫度要比試樣的預(yù)期凝點(diǎn)低78。當(dāng)試樣溫度冷卻到預(yù)期的凝點(diǎn)時(shí)，將浸在冷卻劑中的儀器傾斜成為45度，并將這樣的傾斜狀態(tài)保持1分鐘。此后，從冷卻劑中小心取出儀器，迅速地用工業(yè)乙醇擦拭套管外壁，垂直放置

4、儀器并透過套管觀察試管里面的液面是否有過移動的跡象。4）當(dāng)液面位置有移動時(shí)，從套管中取出試管，并將試管重新預(yù)熱至試樣達(dá)501，然后用比上次試驗(yàn)溫度低4或其他更低的溫度重新進(jìn)行測定，直至某試驗(yàn)溫度能使液面位置停止移動為止。5）當(dāng)液面的位置沒有移動時(shí)，從套管中取出試管，并將試管重新預(yù)熱至試樣達(dá)501，然后用比上次試驗(yàn)溫度高4或其他更高的溫度重新進(jìn)行測定，直至某試驗(yàn)溫度能使液面位置有了移動為止。6）找出凝點(diǎn)的溫度范圍（液面位置從移動到不移動或從不移動到移動的溫度范圍）之后，就采用比移動的溫度低2，或采用比不移動的溫度高2，重新進(jìn)行試驗(yàn)。如此重復(fù)試驗(yàn)，直至確定某試驗(yàn)溫度能使試樣的液面停留不動而提高2又

5、能使液面移動時(shí)，就取使液面不動的溫度，作為試樣的凝點(diǎn)。b）計(jì)算T=T0+修正值式中：T凝點(diǎn)溫度，；T0溫度計(jì)示值，。2.3步驟2：不確定度來源的確定和分析本步驟的目的是確定各主要不確定度來源。了解其對被測量及其不確定度的影響，是不確定度評估中最困難的。因?yàn)橐环矫嬗行┎淮_定度來源可能被忽略，另一方面有些不確定度來源可能會被重復(fù)計(jì)算。繪制因果圖是防止這類問題發(fā)生的一個可行的方法。A）繪制因果圖的第一步就是先畫出被測量計(jì)算公式中的參數(shù)。（見圖4）b）分析測定方法的每一步驟，再沿主要影響因素將其他進(jìn)一步的影響量添加在圖中。對每一個分支干均進(jìn)行同樣的分析，直到影響因素變得微不足道為止，將所有不可忽略的影

6、響因素均標(biāo)注在每一個支干上?？紤]到分析過程（2.2）的每一步，進(jìn)一步將影響因素添加到該圖上，直到所有重要貢獻(xiàn)因素均予充分考慮。測定過程中，試管中取樣體積的隨機(jī)變化；溫度計(jì)固定位置的隨機(jī)變化；降溫速率的隨機(jī)變化均對測定結(jié)果有影響，因此在因果圖中加上了三個分支。（見圖5）c）溫度計(jì)示值T0測量試驗(yàn)中所用的溫度計(jì)的規(guī)格為-30+60,最小分度為1。溫度計(jì)示值T0是試驗(yàn)過程中得到的試驗(yàn)結(jié)果，它是從溫度計(jì)上讀數(shù)得到的。因此溫度計(jì)引入的不確定度包括：溫度計(jì)校準(zhǔn)帶來的不確定度、溫度計(jì)的刻度讀數(shù)帶來的不確定度和讀取溫度時(shí)一些隨機(jī)變化帶來的不確定度。所有溫度計(jì)引入的不確定度來源均標(biāo)注在因果d）通常，試樣體積、溫

7、度計(jì)位置、降溫速度和溫度計(jì)讀數(shù)及重復(fù)性均會影響試驗(yàn)結(jié)果，這些因素可通過重復(fù)性試驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評估。因此將各重復(fù)性分量合并為總試驗(yàn)的一個分量，并將其量化是合理的，由此導(dǎo)致對因果圖的修訂。（見圖7）。溫度計(jì)示值T0校準(zhǔn)凝點(diǎn)T重復(fù)性溫度計(jì)讀數(shù)溫度計(jì)示值T溫度計(jì)示值T0校準(zhǔn)凝點(diǎn)T重復(fù)性溫度計(jì)讀數(shù)溫度計(jì)示值T0試樣體積二_溫度計(jì)位置降溫速度圖7因果圖（將重復(fù)性合并）2.4步驟3：不確定度分量的定量步驟2確定的各不確定度來源在步驟3中進(jìn)行量化，并轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。a）重復(fù)性測定產(chǎn)生的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量urep從取樣開始，重復(fù)測定某柴油凝點(diǎn)，測得數(shù)值見表2（這些結(jié)果都已經(jīng)過溫度計(jì)修正）：表2某柴油樣品10次

8、平行測試結(jié)果測定次數(shù)12345678910平均值x凝點(diǎn)-11.5-12.0-11.0-11.5-11.5-12.0-11.0-11.0-11.0-12.0-11.4采用貝塞爾公式計(jì)算單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差：S=,-X（x-xVn-1iiii=1=0.44平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：S044S_=044=0.14xnn10重復(fù)性測定產(chǎn)生的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：=S-=0.14repx9溫度計(jì)示值T帶來的不確定度u0T01)觀察溫度T的重復(fù)性及溫度計(jì)讀數(shù)引入的不確定度：如前所述，該重復(fù)性已合并為0總試驗(yàn)的重復(fù)性，這里不再考慮。2)校準(zhǔn)：測定所用溫度計(jì)-10修正值為-0.5，由此可知溫度計(jì)修正值的修約誤差區(qū)間為0.05，按均勻分布計(jì)算，溫度計(jì)示值T校準(zhǔn)引入的不確定度u：T0u=005=0.03Tv32.5步驟4：合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：uq)=；u2+uT2cJ工repTO二V0.142+0.032=0.14X0.2表3凝點(diǎn)測定的不確定度項(xiàng)目不確定度重復(fù)測定產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urep0.14溫度計(jì)不值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT00.03合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(T)0.2各參數(shù)的影響