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[摘 要]本文对煤灰熔融性标准物质的测定和不确定度评定进行了概述,用观察灰锥受热变形的方法测定煤灰熔融性,并用重复检测并计算不确定度的方法展开了分析,得出了煤灰熔融性标准物质在测定中应该注意的问题。
[关键词]煤灰熔融性;标准物质;不确定度评定
中图分类号:S326 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)26-0152-01
前言:煤灰熔融性是指煤中矿物质在高温下的熔融性能,该特性会直接影响煤的燃烧质量和产生的气体成分[1]。灰熔融性测定指标有变形温度DT、软化温度ST、半球温度HT和流动温度FT等。开展煤灰熔融性标准物质测定结果的分析,对提高灰熔融性测定的准确性很重要[2]。
一、煤灰熔融性标准物质的使用
在进行煤灰熔融性测定时,即便实验人员采取了严格的控制措施,按照标准操作流程完成测定实验,也难以完全避免测量误差的存在。因此,我们选用合格的标准物质进行测试,对结果进行分析并引入不确定度的概念,能为全面、准确的评估测量结果提供一个参考,本文选用编号为GBW11125C的标准物质。
二、不确定度的影响因素
本次实验定值过程中不确定度主要涉及到两方面:其一是每次测定所得结果不同,计算产生的不确定度;其二是因为实验仪器和设备,以及数值修约带来的不确定度。通过综合对比煤灰熔融性标准物质的认定值和不确定度,可以得出一个相对准确的评定结果[2]。
三、煤灰熔融性标准物质不确定度的测量
1、准备工作
先将待测样品放置于(815±10)℃左右的温度环境下,进行持续1h的灼烧。将灼烧后的煤灰取出,待其冷却至常温后,用玛瑙研钵进行充分研磨(粒径小于0.1mm)。将煤灰制成三角锥体,在一定的气体介质中,以一定的升温速度加热,观察灰锥在受热过程中的形态变化,观测并记录其四个特征熔融温度:变形温度、软化温度、半球温度和流动温度[3]。
2、不确定度来源分析[4]
(1)样品重复测定的不确定度;(2)数字式温度计测温的不确定度;(3)热电偶校准的不确定度;(4)数值修约的不确定度。
3、不确定度分量的评定
(1)严格按标准测试,重复测四次,分别计算出重复测量的不确定度urep==,结果见表1。
(2)数字式温度计测温的不确定度
检定证书给出的数字式温度计的量程为1600℃,分辨力为1℃,准确度等级为0.5级,该数字式温度计的最大允许误差为MPE=±(1600×0.5%+1)=±9℃,则:u温度计==5℃
(3)热电偶校准的不确定度
鉴定证书给出的热电偶准确度等级为Ⅱ级,根据检定规程,Ⅱ级热电偶最大允许误差为MPE=±1.5℃,则u热电偶==1℃
(4)数值修约的不确定度
煤灰熔融性特征温度重复测定结果的平均值应化整到10℃报出,即数值修约的间隔为10℃。按均匀分布处理,区间半宽为5℃,则u修约==3℃
4、不确定度分量的汇总计算(表2)
合成标准不确定度计算:
uc(DT)==7℃ uc(ST)==7℃
uc(HT)==7℃ uc(FT)==8℃
扩展不确定度可由合成标准不确定度乘以包含因子2后得到:
U(DT)=7×2=14℃ U(DT)=7×2=14℃
U(DT)=7×2=14℃ U(DT)=8×2=16℃
煤样的灰熔融性不确定度测定结果为:
DT=(1240±14)℃ ST=(1330±14)℃
HT=(1355±14)℃ FT=(1440±16)℃
四、结语
通过上述测量与评定,可以看出,重复测定和温度计引入的不确定度分量是较大的。因此,尽可能增加测量次数,能减少测量不确定度,以提高测量结果准确程度,在待测样品不能多次重复测量情况下,应保证测试过程严格执行标准,以减少误差。同时,每年定期对使用的温度计进行校准,防止出现较大的误差也很重要。
参考文献
[1] 徐有宁,李洪涛,张亚宁,等.成灰温度对生物质与煤混烧中灰熔融性的影响[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2011,07(3):210-212.
[2] 李金海主编.误差理论与测量不确定度评定.北京.中国计量出版社.2003.11.
[3] GB/T219-2008煤灰熔融性的测定方法.
[4] 测量不确定度评定与表示指南.国家质量技术监督局计量司.北京.中国计量出版社.2000.1.
作者簡介
何智斌,男,云南省大理白族自治州弥渡县,助理工程师,煤质化验。
[关键词]煤灰熔融性;标准物质;不确定度评定
中图分类号:S326 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)26-0152-01
前言:煤灰熔融性是指煤中矿物质在高温下的熔融性能,该特性会直接影响煤的燃烧质量和产生的气体成分[1]。灰熔融性测定指标有变形温度DT、软化温度ST、半球温度HT和流动温度FT等。开展煤灰熔融性标准物质测定结果的分析,对提高灰熔融性测定的准确性很重要[2]。
一、煤灰熔融性标准物质的使用
在进行煤灰熔融性测定时,即便实验人员采取了严格的控制措施,按照标准操作流程完成测定实验,也难以完全避免测量误差的存在。因此,我们选用合格的标准物质进行测试,对结果进行分析并引入不确定度的概念,能为全面、准确的评估测量结果提供一个参考,本文选用编号为GBW11125C的标准物质。
二、不确定度的影响因素
本次实验定值过程中不确定度主要涉及到两方面:其一是每次测定所得结果不同,计算产生的不确定度;其二是因为实验仪器和设备,以及数值修约带来的不确定度。通过综合对比煤灰熔融性标准物质的认定值和不确定度,可以得出一个相对准确的评定结果[2]。
三、煤灰熔融性标准物质不确定度的测量
1、准备工作
先将待测样品放置于(815±10)℃左右的温度环境下,进行持续1h的灼烧。将灼烧后的煤灰取出,待其冷却至常温后,用玛瑙研钵进行充分研磨(粒径小于0.1mm)。将煤灰制成三角锥体,在一定的气体介质中,以一定的升温速度加热,观察灰锥在受热过程中的形态变化,观测并记录其四个特征熔融温度:变形温度、软化温度、半球温度和流动温度[3]。
2、不确定度来源分析[4]
(1)样品重复测定的不确定度;(2)数字式温度计测温的不确定度;(3)热电偶校准的不确定度;(4)数值修约的不确定度。
3、不确定度分量的评定
(1)严格按标准测试,重复测四次,分别计算出重复测量的不确定度urep==,结果见表1。
(2)数字式温度计测温的不确定度
检定证书给出的数字式温度计的量程为1600℃,分辨力为1℃,准确度等级为0.5级,该数字式温度计的最大允许误差为MPE=±(1600×0.5%+1)=±9℃,则:u温度计==5℃
(3)热电偶校准的不确定度
鉴定证书给出的热电偶准确度等级为Ⅱ级,根据检定规程,Ⅱ级热电偶最大允许误差为MPE=±1.5℃,则u热电偶==1℃
(4)数值修约的不确定度
煤灰熔融性特征温度重复测定结果的平均值应化整到10℃报出,即数值修约的间隔为10℃。按均匀分布处理,区间半宽为5℃,则u修约==3℃
4、不确定度分量的汇总计算(表2)
合成标准不确定度计算:
uc(DT)==7℃ uc(ST)==7℃
uc(HT)==7℃ uc(FT)==8℃
扩展不确定度可由合成标准不确定度乘以包含因子2后得到:
U(DT)=7×2=14℃ U(DT)=7×2=14℃
U(DT)=7×2=14℃ U(DT)=8×2=16℃
煤样的灰熔融性不确定度测定结果为:
DT=(1240±14)℃ ST=(1330±14)℃
HT=(1355±14)℃ FT=(1440±16)℃
四、结语
通过上述测量与评定,可以看出,重复测定和温度计引入的不确定度分量是较大的。因此,尽可能增加测量次数,能减少测量不确定度,以提高测量结果准确程度,在待测样品不能多次重复测量情况下,应保证测试过程严格执行标准,以减少误差。同时,每年定期对使用的温度计进行校准,防止出现较大的误差也很重要。
参考文献
[1] 徐有宁,李洪涛,张亚宁,等.成灰温度对生物质与煤混烧中灰熔融性的影响[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2011,07(3):210-212.
[2] 李金海主编.误差理论与测量不确定度评定.北京.中国计量出版社.2003.11.
[3] GB/T219-2008煤灰熔融性的测定方法.
[4] 测量不确定度评定与表示指南.国家质量技术监督局计量司.北京.中国计量出版社.2000.1.
作者簡介
何智斌,男,云南省大理白族自治州弥渡县,助理工程师,煤质化验。