SYD-261D型全自動閉口閃點儀測定車用柴油閉杯閃點的不確定度評定

杜東雪，周法東，李利元

（滄州市產品質量監(jiān)督檢驗所，河北滄州061000）

SYD-261D型全自動閉口閃點儀測定車用柴油閉杯閃點的不確定度評定

杜東雪，周法東，李利元

（滄州市產品質量監(jiān)督檢驗所，河北滄州061000）

使用SYD-261D型全自動閉口閃點儀測定了車用柴油的閉口閃點，并對實驗過程中的標準不確定度分量來源進行了分析和評估，確定了合成標準不確定度和擴展不確定度。分析過程中發(fā)現大氣壓力引起的不確定度的影響最大，為實驗室提高該項檢測的準確性提供了依據。

閉口閃點；車用柴油；標準不確定度評估

閃點是在規(guī)定的實驗條件下，施用某種點火源造成液體汽化而著火的最低溫度。測量閃點有兩種方法，開口閃點和閉口閃點[1-2]，一般蒸發(fā)性較大的石油產品測量閉口閃點。

閃點是可燃性液體貯存、運輸和使用的一個安全指標，同時也是可燃性液體的揮發(fā)性指標。閃點低的可燃性液體，揮發(fā)性高，容易著火，安全性較差。所以準確測量可燃性液體的閃點至關重要。目前石油化工檢測實驗室對車用柴油閉口閃點檢測采用GB/T 261-2008《閃點的測定賓斯基-馬丁閉口杯法》[3]。本實驗室按照標準使用SYD-261D型全自動閉口閃點儀進行車用柴油閉口閃點的測定。在測定過程中，測量所得的結果只是被測量的估計值，測量過程中的隨機效應和系統(tǒng)效應會導致測量不確定度[4]。測量不確定度為測量結果的可信程度提供了依據，不確定度越小，測量結果越可靠，數據結果越準確。本文對測定車用柴油過程中出現的各種不確定度分量來源進行分析和評估，并對合成標準不確定度和擴展不確定度進行計算評估。

1 實驗過程

1.1 儀器與樣品

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

1.2 儀器參數設置

SYD-261D型全自動閉口閃點儀需要設定時間、預置溫度、標號、大氣壓強、滯后溫度，下面通過表1說明各項的作用。

表1 參數說明

1.3 實驗過程

將參數設置完畢后，將車用柴油加入到油杯內刻度線處，將油杯放入到加熱鍋內，按“樣品測試”鍵開始測試。升降臂自動落下，氣源接通，逐漸升溫。點火器將引火嘴氣體點燃，在預置溫度前20℃時，溫度每升高1℃開蓋點火一次，直至達到實際閃點溫度。儀器自動判斷結果是否符合GB/T 261-2008，如果符合標準，打印實驗數據。

2 測量不確定度的評定方法

依據計量技術規(guī)范JJF 1059-2012《測量不確定度評定與表示》[5]，測量不確定度的流程如圖1。

圖1 評定測量不確定度的一般流程

本文按上述流程進行SYD-261D型全自動閉口閃點儀檢測車用柴油閉口閃點過程中測量不確定度的評定。

3 測量不確定度分量來源分析及模型的建立

3.1 模型的建立

根據標準GB/T 261-2008，閉口閃點修正到標準大氣壓下的線性模型如下：

但對于SYD-261D型全自動閉口閃點儀來說，儀器直接顯示修訂后的最終結果，所以模型應為：

其中：T—待測樣品的閉口閃點，℃；

T0—環(huán)境大氣壓下的觀測閃點，℃；

p—環(huán)境大氣壓力，kPa；

Tc—全自動閉口閃點儀示值，℃；

3.2 測量不確定度來源分析

從不確定度評定方法上來分，可以分為A類評定和B類評定[6-7]。對在規(guī)定測量條件下測得的量值用統(tǒng)計分析的方法進行的測量不確定度分量的評定成為A類評定；用不同于測量不確定度A類評定的方法對測量不確定度分量進行的評定成為B類評定。

根據兩類評定方法對測量不確定度來源進行分析[8-10]。（1）A類不確定度分量[11]：重復性測量的標準不確定度分量uA。（2）B類不確定度分量[12]：溫度傳感器示值誤差引起的標準不確定度uB1；出現閃火時溫度與計算機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；數字修約引起的不確定度uB4；

4 不確定度分量的評估

4.1 A類不確定度分量uA的估計

事先對車用柴油樣品進行連續(xù)10次重復測量，采用貝塞爾公式法[13]計算結果如下：

表2 實驗結果

其中：Tc為全自動閉口閃點儀示值溫度，ΔT0為實測閃點溫度與平均值的差值。

實驗的標準偏差：

在實際測量過程中，采用2次平行實驗的平均值作為實驗結果，所以A類不確定度分量：

4.2 B類不確定度分量的估計

（1）溫度傳感器示值誤差引起的標準不確定度uB1

SYD-261D型全自動閉口閃點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《測量不確定度評定與表示》中指出對于儀器分辨力的不確定度估計時可以假設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準不確定度：

（2）出現閃火時溫度與計算機記錄溫度不同步引起的不確定度uB2。

SYD-261D型全自動閉口閃點儀是自動控制記錄閃點溫度，當出現閃火現象后自動檢測溫度。閃點儀的升溫速率為5℃～8℃/min，大約0.1℃/s。假設出現閃火現象到儀器檢測并記錄溫度不同步時間為1 s，造成實際閃點溫度出現0.1℃的差值，半寬度為0.05℃，該誤差分布情況缺乏了解，故假設為均勻分布，置信因子k＝。

所以出現閃火時溫度與計算機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

自動閃點儀需要手動輸入當地大氣壓值，輸入壓力的最小分度為0.1 kPa。使用DYM-1型動槽式水銀氣壓計，氣壓計的示值修正值不大于±0.04 kPa，所以對閃點儀輸入壓力最大會導致0.1 kPa的誤差，半寬度為最大允許誤差0.1 kPa，在《測量不確定度評定與表示》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）數字修約引起的不確定度uB4

根據GB/T 261-2008《閃點的測定賓斯基-馬丁閉口杯法》規(guī)定，報告最終結果要求閃點精確到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概率分布為均勻分布，所以置信因子k＝。

所以數字修約引起的不確定度：

5 計算合成標準不確定度

由于各項標準不確定度分量彼此并不相關[14]，因此由SYD-261D型全自動閉口閃點儀測定車用柴油的合成標準不確定度uc為：

6 擴展不確定度的確定[15]

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

7 結論

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

（2）計算過程中發(fā)現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，所以實驗時應正確使用壓力計，嚴格按照DYM-1型動槽式水銀氣壓計說明準確讀數。

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

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

[3]GB/T 261-2008，閃點的測定賓斯基-馬丁閉口杯法[S].

[4]劉建坤，朱家平，鄭榮華.測量不確定度評定研究現狀及進展[J].現代科學儀器，2013，（5）：12-17.

[5]JJF 1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].

[6]岳香梅，王紀龍.測量標準不確定度的A類與B類評定[J].山西大同大學學報（自然科學版），2007，23（1）：28-30.

[7]羅剛.不確定度A類評定及不確定度B類評定的探討[J].計量與測試技術，2007，34（12）：42-43.

[8]許丹紅，王高升，宋志楊，等.自動泰格閉口杯閃點儀測定生物醇油產品閉杯閃點的不確定度評定[J].浙江化工，2012（9）：29-30，14.

[9]高峰林.輕質油閉口閃點不確定度的評定[J].分析實驗室，2010，29（S1）：96-97.

[10]金輝，譚秋艷.石油產品閉口閃點測量不確定度的評定[J].品牌與標準化，2011，（18）：58-59.

[11]邵建新.標準偏差與測量結果標準不確定度的A類評定[J].統(tǒng)計與決策，2014，（12）：8-12.

[12]劉智敏，劉風.不確定度的B類評定方法[J].中國計量學院學報，1995，（2）：51-57.

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

[14]張相山，姜波.合成標準不確定度評定中相關性的討論[J].中國測試技術，2005，31（5）：49-50，72.

[15]李慎安.JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》討論之一擴展不確定度的概念與類別[J].工業(yè)計量，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。E-mail：ctstdudongxue@163.com。