有機液體化工品餾程測定結果不確定度的評定

劉海珍，陳君義，查文明，盧志琴，錢裕超

（張家港出入境檢驗檢疫局，江蘇 張家港 215633）

有機液體化工品餾程測定結果不確定度的評定

劉海珍，陳君義，查文明，盧志琴，錢裕超

（張家港出入境檢驗檢疫局，江蘇 張家港 215633）

采用不確定度的A類評定和B類評定等方法，通過對餾程測量過程的分析，確定不確定度各個分量的來源，對其結果的不確定度進行評定，找出影響有機液體化工品餾程測定結果的影響因素，采取適當措施減小影響。

有機液體；不確定度；餾程

餾程是有機液體化工品的重要質量指標之一，它的測定在有機液體化工產品的檢驗中有著重要意義。餾程能粗略地反映樣品的純度及規格，也可以顯示樣品中過量水分的存在，但不能區分沸點范圍相近的組分。按照ASTMD1078-2005標準方法進行測定，具體測量過程是在規定條件下，對100 mL樣品進行蒸餾。有規律地觀察溫度計讀數和冷凝液的體積，從溫度計上讀取初餾點和干點，觀測數據經計算得到被測樣品的沸程，結果校正到標準狀況下，而在餾程的測量過程中存在著大量影響測量結果的因素。本文依據JJF1059-1999的規定，按照ASTM D1078-2005的方法測定，參照文獻的評定方法，通過采用不確定度A類評定和B類評定等評定方法，對餾程測定結果進行評定，找出餾程測定結果不確定度的影響因素。

1 測量方法概述

本實驗采用ASTM D1078-2005標準中手動方法和自動方法。

1.1 實驗室使用餾程儀器設備

HDA627自動常壓蒸餾儀，石油產品蒸餾測定儀。

1.2 測量步驟

在蒸餾燒瓶中加入100 mL樣品，設定試驗條件進行蒸餾，記錄試驗溫度、大氣壓及相應回收液體對應的溫度，數字修約并報告結果。

1.3 計算公式

式中：T-實際回收體積對應的餾出溫度，℃；

t-試驗是根據回收體積觀察到的溫度計讀數，℃；

Δt-溫度計補正值，℃；

K-沸點隨壓力的變化率，℃·（hPa）-1；

P-試驗時的大氣壓，hPa。

2 不確定度分量的來源分析

通過上述公式，列出所有影響被測量數值各個參數不確定度來源。

2.1 測定結果重復性產生的不確定度（A類）

由于在試驗過程中實驗室溫度、大氣壓、取樣體積、樣品溫度等條件不能完全保持不變，因此通過連續多次測定，所得結果不完全一致帶來的偏差。

2.2 大氣壓修正產生的不確定度μ1（B類）

由于蒸餾是在常壓下進行的，對溫度計讀數進行氣壓偏離標準大氣壓進行校正帶來的偏差。

2.3 溫度計讀數和修正產生的不確定度μ2（B 類）

蒸餾結果是通過溫度計的讀數來實現的，溫度計讀數的誤差、溫度計校正帶來的不確定度。

2.4 數字修約產生的不確定度μ3（B類）

測定結果一般由計算得出的，計算過程所得測量結果經常位數較多。首先要確定修約間隔，計算俢約間隔帶來的不確定度。

不確定度不同因素及其影響見圖1。

圖1 不確定的影響因素

3 不確定分量的評定

3.1 重復測定產生的A類不確定度評定

準偏差：，測定結果和計算數據見表1和表2。

表1 不同回收溫度的試驗重復測定結果（自動方法）

表2 不同回收溫度的試驗重復測定結果（手動方法）

3.2 大氣壓修正產生的不確定度μ1評定

確定度 μ1＝Ci× μp＝0.06×（－K）。

3.3 溫度計校正及讀數產生的不確定度μ2評定

3.4 數字修約產生的不確定度μ3評定

根據JJF1059-1999規定，對所引用的已修約的值，其修約間隔為δx，導致的標準不確定度為μx＝0.29 δx，在本實驗中，δx＝0.1℃，則 μx＝0.29×0.1＝0.03℃。

4 不確定度分量匯總及合成不確定度

表3 不確定度分量和合成標準不確定度匯總（自動方法）

表4 不確定度分量和合成標準不確定度匯總（手動方法）

5 擴展不確定度及測量結果表示

擴展不確定度U是表示測定結果t分散區間的參數，合理地賦予測量之值分布的大部分可望落入該區間中。取決于合成不確定度μC乘以包含因子 K的積，并決定了分散區間 t－U≤T≤t＋U。依據JJF1059－1999，大多數情況采用置信概率p＝95%，K＝2，測量結果的擴展不確定度 U＝2×μC，則甲苯餾程各點的擴展不確定度見表5和表6。

表5 甲苯餾程回收溫度各點擴展不確定度及測量結果的表示（自動方法）

表6 甲苯餾程回收溫度各點擴展不確定度及測量結果的表示（手動方法）

6 結果討論

通過以上分量不確定度的分析，在測定過程中，我們可以通過采取以下措施減小測定過程中不確定度：

（1）重復性是影響結果的主要因素。依據ASTM D1078-2005標準的要求，自動餾程儀檢測甲苯時：初餾點的重復性為0.5℃；50%回收體積的重復性為 0.2℃；干點的重復性為 0.4℃（95%置信水平）。手動方法檢測甲苯時：初餾點的重復性為 0.5℃；50%回收體積的重復性為 0.5℃；干點的重復性為0.7℃（95%置信水平），此項分量的大小由檢測標準決定，不能由檢測過程采取措施來減小。

（2）溫度計讀數也是影響結果的主要因素。自動餾程儀的測溫系統是溫度傳感器，溫度計讀數是儀器自動讀出的，因此不能由檢測過程采取措施來減小影響。而手動方法檢測餾程時，選擇溫度計的分度和范圍要符合標準的規定。使用溫度計前應檢查其水銀柱是否有脫節現象發生，如有，可輕輕適度甩動溫度計使水銀柱復位，或將溫度計浸入溫度低于溫度計最低刻度的水中，使脫節的水銀柱回到溫度計的感溫泡中。溫度計安裝時要垂直，以減小讀數的誤差。

［1］ ASTM D1078-2005，揮發性有機液體餾程的標準試驗方法［S］.

［2］ JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示［S］.

［3］ 宋明順.測量不確定度評定與數據處理［M］.北京：中國計量出版社，2000.

Evaluation Method on Uncertainty of Measurement between Boiling Range Measurement of Organic Liquid

LIU Hai-zhen， CHEN Jun-yi， ZHA Wen-ming， LU Zhi-qing， QIAN Yu-chao
（Zhangjiagang Breaum of Entry-exit Inspection and Quarantine， Zhangjiagang 215633， China）

Adopted the class A and class B evaluation method of uncertainty， through the analysis of boiling range measurement process， the component of uncertainty was obtained.Based on the evaluation of uncertainty of results， the influence factors which affected the boiling range measurement result of organic liquid was found.

organic liquid； uncertainty； boiling range

O 656

A

1671-9905（2011）03-0040-03

2010-11-15