焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

本文格式為Word版，下載可任意編輯——焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定文萌王海濤

本文對(duì)焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀在校準(zhǔn)過程中的各個(gè)影響量進(jìn)行分析，評(píng)定了溫度均勻度的不確定度，為該設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果的評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。

焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀;溫度均勻度;不確定度

10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.027

TheEvaluationofUncertaintyofMeasurementResultsinCokeReactivityandStrengthafterReactionReator

WENMeng，WANGHai-tao

（LiaoningInstituteofMeasurement，Shenyang110004，China）

Abstract：

TheinfluenceofCokeReactivityandStrengthafterReactionReatorinthecalibrationprocessisanalyzed，andtheuncertaintyoftheerrormeasurementresultsisevaluated，whichprovidesthebasisfortheevaluationofthecalibrationresultsofthiskindofinstrument.

Keywords：

tyreuniformitytestingmachines;uncertainty

焦炭是高爐最重要的燃料，是其重要的還原劑及物理支撐骨架。為了評(píng)估焦炭熔損破壞及高溫破壞的性能，采用焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀來測(cè)定其反應(yīng)性（CRI）及反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）是冶金行業(yè)的普遍方法。圖1為一典型焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀的示意圖。

1概述

1.1測(cè)量技術(shù)依據(jù)

JJF（遼）403-2022《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀溫度參數(shù)校準(zhǔn)規(guī)范》

1.2環(huán)境條件

環(huán)境溫度：15～40℃;相對(duì)濕度：30%～80%;

電源電壓：（380±38）V;頻率：（50±0.5）Hz;

1.3計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器

1.4測(cè)量對(duì)象

焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀。

1.5測(cè)量方法

將熱電偶從反應(yīng)器的上開口處沿縱向插入反應(yīng)器，并確認(rèn)熱電偶末端在反應(yīng)器內(nèi)恒溫區(qū)中心處。不同類型的反應(yīng)器裝料區(qū)域不同，部分反應(yīng)器還有孔板，應(yīng)首先根據(jù)說明書確認(rèn)有效恒溫區(qū)，然后將標(biāo)準(zhǔn)電偶插入有效恒溫區(qū)中心。后依照J(rèn)JF（遼）403-2022《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度測(cè)定儀溫度參數(shù)校準(zhǔn)規(guī)范》中的校準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)量。

2數(shù)學(xué)模型

[Δθ+=tpmax-tp]（1）

[Δθ-=tpmin-tp]（2）

式中：[Δθ+]、[Δθ-]——溫度均勻度，℃;

[tpmax]——公式（1）所得各點(diǎn)實(shí)際溫度的最大值，℃;

[tpmin]——公式（1）所得的各點(diǎn)實(shí)際溫度的最小值，℃;

[tp]——公式（1）所得的中心點(diǎn)的實(shí)際溫度，℃。

合成方差與靈敏系數(shù)

[u2c=[c1u（tpmax）]2+[c2u（tp）]2]（3）

[u2c=[c1u（tpmin）]2+[c2u（tp）]2]（4）

在（1）、（2）式中[tpmax]、[tp]、[tpmin]互為獨(dú)立，因而得：

其中：[c1=Δθ+tpmax=Δθ-tpmin=1]，[c2=Δθ+tp=Δθ-tp=-1]

[u2c=u2（tpmax）+u2（tp）]（5）

[u2c=u2（tpmin）+u2（tp）]（6）

3計(jì)算各點(diǎn)測(cè)得的最高溫度與中心點(diǎn)溫度之差的不確定度

3.1輸入量[tpmax]引入的不確定度[u]（[tpmax]）

3.1.1輸入量[tpmax]重復(fù)測(cè)量引入的不確定度[u]（[tpmax1]）

反應(yīng)器恒溫至1100℃時(shí)，讀取平均值為最高的測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，共讀取10次，分別為[tpm1]，[tpm2]，…，[tpm20]，其平均值為[t_pm]。測(cè)量值和計(jì)算結(jié)果詳見表2，屬于A類不確定度分量，聽從正態(tài)分布。

平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

[u（tpmax1）=S（t_pm）/10=0.04]℃

3.1.2溫度校準(zhǔn)裝置修正值引入的不確定度[u（tx1）]

由證書中可得，溫度校準(zhǔn)裝置修正值的擴(kuò)展不確定度為0.84℃（[k=]2），其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u（tx1）=0.42]℃

輸入量[tpmax]的合成不確定度[u（tpmax）]為：

[u（tpmax1）=u2（tpmax1）+u2（tx1）=0.42]℃

3.2輸入量[tp]引入的不確定度[u（tp）]

3.2.1輸入量[tp]的重復(fù)測(cè)量引入的不確定度[u（tpk）]

反應(yīng)器恒溫至1100℃時(shí)，讀取中心點(diǎn)的溫度值，共讀取計(jì)10次，分別為[tpk1]，[tpk2]，…，[tpk10]，其平均值為[t_pk]測(cè)量值和計(jì)算結(jié)果見表3，屬于A類不確定度，聽從正態(tài)分布。

平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

[u（tpk）=S（t_pk）/10=0.08]℃

3.2.2溫度校準(zhǔn)裝置修正值引入的不確定度[u（tpd）]

由證書中可得，溫度校準(zhǔn)裝置修正值的擴(kuò)展不確定度0.84℃（[k=]2），標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u（tpd）=0.42]℃

輸入量[tp]的合成不確定度[u（tp）]為：

[u（tp）=u2（tpk）+u2（tpd）=0.43]℃

3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

[uc=u2（tpmax）+u2（tp）=0.422+0.432]≈0.60℃

3.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

反應(yīng)器校準(zhǔn)溫度1100℃，最高實(shí)際溫度與中心點(diǎn)實(shí)際溫度之差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見表4。

3.5溫度均勻度（[Δθ+]）測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度

[U=k×uc=2×0.60=1.2]℃;[k]=2

4計(jì)算各點(diǎn)測(cè)得的最低溫度與中心點(diǎn)溫度之差的不確定度

4.1輸入量[tpmin]引入的不確定度[u（tpmin）]

4.1.1輸入量[tpmin]重復(fù)測(cè)量引入的不確定度[u（tpmin1）]

反應(yīng)器恒溫至1100℃時(shí)，讀取平均值為最低的測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，共計(jì)讀取10次，分別為[t"pm1]，[t"pm2]，…，[t"pm10]，其平均值為[t"_pm]。測(cè)量值及計(jì)算結(jié)果見表5，屬于A類不確定度，聽從正態(tài)分布。

平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

[u（tpmin1）=S（t-"pm）/10=0.11]℃

4.1.2溫度校準(zhǔn)裝置修正值引入的不確定度[u（tx2）]

由證書中可得，溫度校準(zhǔn)裝置修正值的擴(kuò)展不確定度為0.84℃（[k=]2），標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u（tx2）=0.42]℃

輸入量[tpmin]的合成不確定度[u（tpmin）]為：

[u（tpmin）=u2（tpmin1）+u2（tx2）=0.44]℃

4.2輸入量[tp]引入的不確定度[u（tp）]

輸入量[tp]引入的不確定度[u（tp）]與C.4.2的一致為：

[u（tp）=0.43]℃

4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

[uc=u2（tpmin）+u2（tp）=0.442+0.432]≈0.62℃

4.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

反應(yīng)器校準(zhǔn)溫度1100℃，最低實(shí)際溫度與中心點(diǎn)實(shí)際溫度之差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見表6。