有机液体化工品馏程测定结果不确定度的评定

刘海珍，陈君义，查文明，卢志琴，钱裕超

（张家港出入境检验检疫局，江苏 张家港 215633）

有机液体化工品馏程测定结果不确定度的评定

刘海珍，陈君义，查文明，卢志琴，钱裕超

（张家港出入境检验检疫局，江苏 张家港 215633）

采用不确定度的A类评定和B类评定等方法，通过对馏程测量过程的分析，确定不确定度各个分量的来源，对其结果的不确定度进行评定，找出影响有机液体化工品馏程测定结果的影响因素，采取适当措施减小影响。

有机液体；不确定度；馏程

馏程是有机液体化工品的重要质量指标之一，它的测定在有机液体化工产品的检验中有着重要意义。馏程能粗略地反映样品的纯度及规格，也可以显示样品中过量水分的存在，但不能区分沸点范围相近的组分。按照ASTMD1078-2005标准方法进行测定，具体测量过程是在规定条件下，对100 mL样品进行蒸馏。有规律地观察温度计读数和冷凝液的体积，从温度计上读取初馏点和干点，观测数据经计算得到被测样品的沸程，结果校正到标准状况下，而在馏程的测量过程中存在着大量影响测量结果的因素。本文依据JJF1059-1999的规定，按照ASTM D1078-2005的方法测定，参照文献的评定方法，通过采用不确定度A类评定和B类评定等评定方法，对馏程测定结果进行评定，找出馏程测定结果不确定度的影响因素。

1 测量方法概述

本实验采用ASTM D1078-2005标准中手动方法和自动方法。

1.1 实验室使用馏程仪器设备

HDA627自动常压蒸馏仪，石油产品蒸馏测定仪。

1.2 测量步骤

在蒸馏烧瓶中加入100 mL样品，设定试验条件进行蒸馏，记录试验温度、大气压及相应回收液体对应的温度，数字修约并报告结果。

1.3 计算公式

式中：T-实际回收体积对应的馏出温度，℃；

t-试验是根据回收体积观察到的温度计读数，℃；

Δt-温度计补正值，℃；

K-沸点随压力的变化率，℃·（hPa）-1；

P-试验时的大气压，hPa。

2 不确定度分量的来源分析

通过上述公式，列出所有影响被测量数值各个参数不确定度来源。

2.1 测定结果重复性产生的不确定度（A类）

由于在试验过程中实验室温度、大气压、取样体积、样品温度等条件不能完全保持不变，因此通过连续多次测定，所得结果不完全一致带来的偏差。

2.2 大气压修正产生的不确定度μ1（B类）

由于蒸馏是在常压下进行的，对温度计读数进行气压偏离标准大气压进行校正带来的偏差。

2.3 温度计读数和修正产生的不确定度μ2（B 类）

蒸馏结果是通过温度计的读数来实现的，温度计读数的误差、温度计校正带来的不确定度。

2.4 数字修约产生的不确定度μ3（B类）

测定结果一般由计算得出的，计算过程所得测量结果经常位数较多。首先要确定修约间隔，计算俢约间隔带来的不确定度。

不确定度不同因素及其影响见图1。

图1 不确定的影响因素

3 不确定分量的评定

3.1 重复测定产生的A类不确定度评定

准偏差：，测定结果和计算数据见表1和表2。

表1 不同回收温度的试验重复测定结果（自动方法）

表2 不同回收温度的试验重复测定结果（手动方法）

3.2 大气压修正产生的不确定度μ1评定

确定度 μ1＝Ci× μp＝0.06×（－K）。

3.3 温度计校正及读数产生的不确定度μ2评定

3.4 数字修约产生的不确定度μ3评定

根据JJF1059-1999规定，对所引用的已修约的值，其修约间隔为δx，导致的标准不确定度为μx＝0.29 δx，在本实验中，δx＝0.1℃，则 μx＝0.29×0.1＝0.03℃。

4 不确定度分量汇总及合成不确定度

表3 不确定度分量和合成标准不确定度汇总（自动方法）

表4 不确定度分量和合成标准不确定度汇总（手动方法）

5 扩展不确定度及测量结果表示

扩展不确定度U是表示测定结果t分散区间的参数，合理地赋予测量之值分布的大部分可望落入该区间中。取决于合成不确定度μC乘以包含因子 K的积，并决定了分散区间 t－U≤T≤t＋U。依据JJF1059－1999，大多数情况采用置信概率p＝95%，K＝2，测量结果的扩展不确定度 U＝2×μC，则甲苯馏程各点的扩展不确定度见表5和表6。

表5 甲苯馏程回收温度各点扩展不确定度及测量结果的表示（自动方法）

表6 甲苯馏程回收温度各点扩展不确定度及测量结果的表示（手动方法）

6 结果讨论

通过以上分量不确定度的分析，在测定过程中，我们可以通过采取以下措施减小测定过程中不确定度：

（1）重复性是影响结果的主要因素。依据ASTM D1078-2005标准的要求，自动馏程仪检测甲苯时：初馏点的重复性为0.5℃；50%回收体积的重复性为 0.2℃；干点的重复性为 0.4℃（95%置信水平）。手动方法检测甲苯时：初馏点的重复性为 0.5℃；50%回收体积的重复性为 0.5℃；干点的重复性为0.7℃（95%置信水平），此项分量的大小由检测标准决定，不能由检测过程采取措施来减小。

（2）温度计读数也是影响结果的主要因素。自动馏程仪的测温系统是温度传感器，温度计读数是仪器自动读出的，因此不能由检测过程采取措施来减小影响。而手动方法检测馏程时，选择温度计的分度和范围要符合标准的规定。使用温度计前应检查其水银柱是否有脱节现象发生，如有，可轻轻适度甩动温度计使水银柱复位，或将温度计浸入温度低于温度计最低刻度的水中，使脱节的水银柱回到温度计的感温泡中。温度计安装时要垂直，以减小读数的误差。

［1］ ASTM D1078-2005，挥发性有机液体馏程的标准试验方法［S］.

［2］ JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示［S］.

［3］ 宋明顺.测量不确定度评定与数据处理［M］.北京：中国计量出版社，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