杜東雪，周法東，李利元

（滄州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，河北滄州061000）

SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀測(cè)定車用柴油閉杯閃點(diǎn)的不確定度評(píng)定

杜東雪，周法東，李利元

（滄州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，河北滄州061000）

使用SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀測(cè)定了車用柴油的閉口閃點(diǎn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量來源進(jìn)行了分析和評(píng)估，確定了合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。分析過程中發(fā)現(xiàn)大氣壓力引起的不確定度的影響最大，為實(shí)驗(yàn)室提高該項(xiàng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性提供了依據(jù)。

閉口閃點(diǎn)；車用柴油；標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)估

閃點(diǎn)是在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，施用某種點(diǎn)火源造成液體汽化而著火的最低溫度。測(cè)量閃點(diǎn)有兩種方法，開口閃點(diǎn)和閉口閃點(diǎn)[1-2]，一般蒸發(fā)性較大的石油產(chǎn)品測(cè)量閉口閃點(diǎn)。

閃點(diǎn)是可燃性液體貯存、運(yùn)輸和使用的一個(gè)安全指標(biāo)，同時(shí)也是可燃性液體的揮發(fā)性指標(biāo)。閃點(diǎn)低的可燃性液體，揮發(fā)性高，容易著火，安全性較差。所以準(zhǔn)確測(cè)量可燃性液體的閃點(diǎn)至關(guān)重要。目前石油化工檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)車用柴油閉口閃點(diǎn)檢測(cè)采用GB/T 261-2008《閃點(diǎn)的測(cè)定賓斯基-馬丁閉口杯法》[3]。本實(shí)驗(yàn)室按照標(biāo)準(zhǔn)使用SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀進(jìn)行車用柴油閉口閃點(diǎn)的測(cè)定。在測(cè)定過程中，測(cè)量所得的結(jié)果只是被測(cè)量的估計(jì)值，測(cè)量過程中的隨機(jī)效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不確定度[4]。測(cè)量不確定度為測(cè)量結(jié)果的可信程度提供了依據(jù)，不確定度越小，測(cè)量結(jié)果越可靠，數(shù)據(jù)結(jié)果越準(zhǔn)確。本文對(duì)測(cè)定車用柴油過程中出現(xiàn)的各種不確定度分量來源進(jìn)行分析和評(píng)估，并對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度進(jìn)行計(jì)算評(píng)估。

1 實(shí)驗(yàn)過程

1.1 儀器與樣品

SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀（上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司）；車用柴油（企業(yè)樣品）；DYM-1型動(dòng)槽式水銀氣壓計(jì)（天津鳳洋儀器儀表工貿(mào)有限公司）。

1.2 儀器參數(shù)設(shè)置

SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀需要設(shè)定時(shí)間、預(yù)置溫度、標(biāo)號(hào)、大氣壓強(qiáng)、滯后溫度，下面通過表1說明各項(xiàng)的作用。

表1 參數(shù)說明

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

將參數(shù)設(shè)置完畢后，將車用柴油加入到油杯內(nèi)刻度線處，將油杯放入到加熱鍋內(nèi)，按“樣品測(cè)試”鍵開始測(cè)試。升降臂自動(dòng)落下，氣源接通，逐漸升溫。點(diǎn)火器將引火嘴氣體點(diǎn)燃，在預(yù)置溫度前20℃時(shí)，溫度每升高1℃開蓋點(diǎn)火一次，直至達(dá)到實(shí)際閃點(diǎn)溫度。儀器自動(dòng)判斷結(jié)果是否符合GB/T 261-2008，如果符合標(biāo)準(zhǔn)，打印實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 測(cè)量不確定度的評(píng)定方法

依據(jù)計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1059-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[5]，測(cè)量不確定度的流程如圖1。

圖1 評(píng)定測(cè)量不確定度的一般流程

本文按上述流程進(jìn)行SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀檢測(cè)車用柴油閉口閃點(diǎn)過程中測(cè)量不確定度的評(píng)定。

3 測(cè)量不確定度分量來源分析及模型的建立

3.1 模型的建立

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 261-2008，閉口閃點(diǎn)修正到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的線性模型如下：

但對(duì)于SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀來說，儀器直接顯示修訂后的最終結(jié)果，所以模型應(yīng)為：

其中：T—待測(cè)樣品的閉口閃點(diǎn)，℃；

T0—環(huán)境大氣壓下的觀測(cè)閃點(diǎn)，℃；

p—環(huán)境大氣壓力，kPa；

Tc—全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀示值，℃；

3.2 測(cè)量不確定度來源分析

從不確定度評(píng)定方法上來分，可以分為A類評(píng)定和B類評(píng)定[6-7]。對(duì)在規(guī)定測(cè)量條件下測(cè)得的量值用統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行的測(cè)量不確定度分量的評(píng)定成為A類評(píng)定；用不同于測(cè)量不確定度A類評(píng)定的方法對(duì)測(cè)量不確定度分量進(jìn)行的評(píng)定成為B類評(píng)定。

根據(jù)兩類評(píng)定方法對(duì)測(cè)量不確定度來源進(jìn)行分析[8-10]。（1）A類不確定度分量[11]：重復(fù)性測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uA。（2）B類不確定度分量[12]：溫度傳感器示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1；出現(xiàn)閃火時(shí)溫度與計(jì)算機(jī)記錄溫度不同步引起的不確定度uB2；壓力修正引起的不確定度uB3；數(shù)字修約引起的不確定度uB4；

4 不確定度分量的評(píng)估

4.1 A類不確定度分量uA的估計(jì)

事先對(duì)車用柴油樣品進(jìn)行連續(xù)10次重復(fù)測(cè)量，采用貝塞爾公式法[13]計(jì)算結(jié)果如下：

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

其中：Tc為全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀示值溫度，ΔT0為實(shí)測(cè)閃點(diǎn)溫度與平均值的差值。

實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

在實(shí)際測(cè)量過程中，采用2次平行實(shí)驗(yàn)的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以A類不確定度分量：

4.2 B類不確定度分量的估計(jì)

（1）溫度傳感器示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1

SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀溫度傳感器的溫度分辨率為0.1℃，所以區(qū)間半寬度為0.05℃，在《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》中指出對(duì)于儀器分辨力的不確定度估計(jì)時(shí)可以假設(shè)概率分布為均勻分布，所以置信因子k＝。

所以溫度傳感器示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

（2）出現(xiàn)閃火時(shí)溫度與計(jì)算機(jī)記錄溫度不同步引起的不確定度uB2。

SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀是自動(dòng)控制記錄閃點(diǎn)溫度，當(dāng)出現(xiàn)閃火現(xiàn)象后自動(dòng)檢測(cè)溫度。閃點(diǎn)儀的升溫速率為5℃～8℃/min，大約0.1℃/s。假設(shè)出現(xiàn)閃火現(xiàn)象到儀器檢測(cè)并記錄溫度不同步時(shí)間為1 s，造成實(shí)際閃點(diǎn)溫度出現(xiàn)0.1℃的差值，半寬度為0.05℃，該誤差分布情況缺乏了解，故假設(shè)為均勻分布，置信因子k＝。

所以出現(xiàn)閃火時(shí)溫度與計(jì)算機(jī)記錄溫度不同步引起的不確定度：

（3）壓力修正引起的不確定度uB3

自動(dòng)閃點(diǎn)儀需要手動(dòng)輸入當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?，輸入壓力的最小分度?.1 kPa。使用DYM-1型動(dòng)槽式水銀氣壓計(jì)，氣壓計(jì)的示值修正值不大于±0.04 kPa，所以對(duì)閃點(diǎn)儀輸入壓力最大會(huì)導(dǎo)致0.1 kPa的誤差，半寬度為最大允許誤差0.1 kPa，在《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》中指出由儀器最大允許誤差引起的不確定度可以假設(shè)概率分布為均勻分布，所以置信因子k＝。

所以壓力修正引起的不確定度：

（4）數(shù)字修約引起的不確定度uB4

根據(jù)GB/T 261-2008《閃點(diǎn)的測(cè)定賓斯基-馬丁閉口杯法》規(guī)定，報(bào)告最終結(jié)果要求閃點(diǎn)精確到0.5℃，引起的最大誤差為±0.25℃，半寬度為0.25℃，由儀器最大允許誤差引起的不確定度可以假設(shè)概率分布為均勻分布，所以置信因子k＝。

所以數(shù)字修約引起的不確定度：

5 計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量彼此并不相關(guān)[14]，因此由SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀測(cè)定車用柴油的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc為：

6 擴(kuò)展不確定度的確定[15]

一般情況下擴(kuò)展不確定度的置信因子k=2，置信概率p=95%，擴(kuò)展不確定度U=kuc=2×0.084= 0.17℃。

7 結(jié)論

（1）通過計(jì)算最終得出SYD-261D型全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀測(cè)定車用柴油的閃點(diǎn)為：63℃± 0.17℃，置信因子k=2，置信概率p=95%。

（2）計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)B類不確定度分量中壓力修約引起的不確定度的影響最大，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)正確使用壓力計(jì)，嚴(yán)格按照DYM-1型動(dòng)槽式水銀氣壓計(jì)說明準(zhǔn)確讀數(shù)。

[1]袁漢平，王瑞榮.石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測(cè)定方法的探討[J].潤滑油，2005，20（2）：59-61.

[2]陳曉彤，鄒惠玲，夏攀登.石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測(cè)定方法的探析[J].硅谷，2009，（22）：108-109.

[3]GB/T 261-2008，閃點(diǎn)的測(cè)定賓斯基-馬丁閉口杯法[S].

[4]劉建坤，朱家平，鄭榮華.測(cè)量不確定度評(píng)定研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2013，（5）：12-17.

[5]JJF 1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[6]岳香梅，王紀(jì)龍.測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類與B類評(píng)定[J].山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，23（1）：28-30.

[7]羅剛.不確定度A類評(píng)定及不確定度B類評(píng)定的探討[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2007，34（12）：42-43.

[8]許丹紅，王高升，宋志楊，等.自動(dòng)泰格閉口杯閃點(diǎn)儀測(cè)定生物醇油產(chǎn)品閉杯閃點(diǎn)的不確定度評(píng)定[J].浙江化工，2012（9）：29-30，14.

[9]高峰林.輕質(zhì)油閉口閃點(diǎn)不確定度的評(píng)定[J].分析實(shí)驗(yàn)室，2010，29（S1）：96-97.

[10]金輝，譚秋艷.石油產(chǎn)品閉口閃點(diǎn)測(cè)量不確定度的評(píng)定[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2011，（18）：58-59.

[11]邵建新.標(biāo)準(zhǔn)偏差與測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2014，（12）：8-12.

[12]劉智敏，劉風(fēng).不確定度的B類評(píng)定方法[J].中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，（2）：51-57.

[13]巫業(yè)山.測(cè)量不確定度A類評(píng)定的兩種方法：貝塞爾法和極差法[J].衡器，2011，40（4）：23-24.

[14]張相山，姜波.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定中相關(guān)性的討論[J].中國測(cè)試技術(shù)，2005，31（5）：49-50，72.

[15]李慎安.JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》討論之一擴(kuò)展不確定度的概念與類別[J].工業(yè)計(jì)量，2005，15（5）：35-36.

The Closed Cup Flash Point Uncertainty Evaluation of Vehicle-diesel Oil Using SYD-261D Automatic Closed Cup Flash Point Detector

DU Dong-xue，ZHOU Fa-dong，LILi-yuan
（Cangzhou Institution of Product Quality Supervision and Inspection，Cangzhou，Hebei 061000，China）

Closed cup flash point of vehicle-diesel oil was detected using SYD-261D automatic closed cup flash point detector.In this paper,sources of standard uncertainty components were analyzed and evaluated.The uncertainty and the expanded uncertainty of the synthetic standards were determined.In the process of analysis,the uncertainty caused by the atmospheric pressure was the most,which provided the basis for improving the accuracy ofthe detection.

closed cup flash point;vehicle-diesel oil;standard uncertainty

1006-4184（2016）11-0051-04

2016-06-28

杜東雪（1986-），女，河北廊坊人，碩士研究生，從事分離與純化技術(shù)。E-mail：ctstdudongxue@163.com。