不確定度在質(zhì)檢中的應(yīng)用

摘 要：為了完整地對測量結(jié)果質(zhì)量有一個定量的描述，以便使人們能了解其可靠性，并能對測量結(jié)果之間、測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中指定參考值之間進(jìn)行比較，引入了“不確定度”的概念。近年來，國際上加強(qiáng)了對測量不確定度評估方面的工作，文章就不確定度的評定與表示方法進(jìn)行了論述，并介紹了不確定度在石油產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)中的一些應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：不確定度；石油質(zhì)檢；應(yīng)用

測量不確定度表明被測量之值的分散性，是一個區(qū)間，用標(biāo)準(zhǔn)偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù)或可以說明置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度來表示。它可以由人們根據(jù)實(shí)驗(yàn)、資料、經(jīng)驗(yàn)等信息進(jìn)行評定，從而可以定量確定測量不確定度的值。

1 不確定度的評定與方法簡介

1.1 不確定度的概念

不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結(jié)果的可信賴程度，它是測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。表征被測量之值之間的分散性，是與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。需要注意的是測量不確定度與測量誤差是完全不同的概念，它不是誤差，也不等于誤差。

1.2 不確定度的評定步驟

不確定度的評定是對受測的產(chǎn)品或參數(shù)、測量原理及方法、測量用的儀器設(shè)備、測量時的環(huán)境條件、本測量不確定度評定報告的使用作一簡要的描述。評定的步驟按照技術(shù)規(guī)定——分析測量不確定度的來源——不確定度分量的定量——計(jì)算擴(kuò)展不確定度——重新評估顯著性不確定度分量進(jìn)行。測量不確定度的評定也是一個系統(tǒng)工程，需要評定人員對實(shí)驗(yàn)原理、方法、操作步驟以及實(shí)際操作等熟悉掌握，才能合理評定出反應(yīng)測量值的分散性。

1.3 不確定度的評定方法直接測量數(shù)據(jù)列測量不確定度評定，它是用測量儀器直接獲得被測量值的一種方法，分為重復(fù)性測量和復(fù)現(xiàn)性測量，常用貝塞爾法；線性化模型測量不確定度評定，這種被測量值不適宜采用直接測量，而要采用間接測量的方法，常采用主流方法；復(fù)雜模型測量不確定度評定，常采用蒙特卡羅仿真方法；已知先驗(yàn)信息的復(fù)雜模型測量不確定，目前采用的方法是貝葉斯理論進(jìn)行探索性的研究。除了貝塞爾法不確定度評定是A類評定外，其他三種方法都涉及B類不確定度問題。

2 不確定度在石油產(chǎn)品質(zhì)檢中的應(yīng)用

2.1 測量不確定度評定在石油助劑產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用

首先分析導(dǎo)致石油助劑產(chǎn)品測量不確定度的因素，主要包括：被測量的定義不完整；復(fù)現(xiàn)被測量的測量方法不理想；取樣的代表性不足，不能代表所定義的被測量；沒有全面考慮到環(huán)境條件對測量過程的影響；儀器設(shè)備的性能問題；模擬儀表讀數(shù)時存在人為的偏差等因素。以重晶石的密度檢測測量不確定度評定為例介紹評定流程：根據(jù)測量原理，建立有關(guān)密度的數(shù)學(xué)模型，確定被測量與輸入量的關(guān)系——求最佳值，由輸入量的最佳值求出被測量的最佳值——列出測量不確定度的各分量——標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定，評定出是A類評定還是B類評定——判斷標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定是否完成——如果完成，計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度——評定擴(kuò)展不確定度——最后做出不確定度報告。

2.2 石油產(chǎn)品中硫醇硫含量測定的不確定度評估

硫醇硫是指存在于油品中的含硫化合物中的一種，原油中的硫醇一般在較輕的餾分中，約占到40-50%，甚至70-75%，隨著餾分沸點(diǎn)的升高，其含量極劇下降，在300℃以上的餾分中基本已不含硫醇。對其含量進(jìn)行不確定度的評估參照測量不確定度評定的步驟，首先建立硫醇硫含量的數(shù)學(xué)模型X=（V×C×K）×1000/m，然后計(jì)算硫醇硫的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：方法重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析及計(jì)算；質(zhì)量m標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析及計(jì)算可以只考慮天平校準(zhǔn)的不確定度，天平的計(jì)量證書標(biāo)明了擴(kuò)展不確定度，并可知其為矩形分布；體積v標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析及計(jì)算，采用的儀器是3ml的微量滴定管，計(jì)量證書上標(biāo)明了擴(kuò)展不確定度，并可查知其采用三角分布；硫醇硫中硫的摩爾質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析及計(jì)算，通過查閱知硫的分子量、擴(kuò)展不確定度、不確定度是矩形分布。查閱標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表，計(jì)算硫醇硫的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，計(jì)算硫醇硫的擴(kuò)展不確定度，得出結(jié)果。

2.3 微量法測定石油產(chǎn)品中殘?zhí)亢康牟淮_定度評估

首先建立數(shù)學(xué)模型X=m炭/m樣×100%=（m3-m1）/（m2-m1）×100%，其中m1表示空樣品管的質(zhì)量，m2表示空樣品管的質(zhì)量加樣品的質(zhì)量，m3表示空樣品管的質(zhì)量加殘?zhí)抠|(zhì)量，單位都為g；殘?zhí)繙y定的測量不確定度來源分析，測量不確定度來源分析，從建立的數(shù)學(xué)模型分析來源可能有以下幾方面的內(nèi)容：樣品稱取產(chǎn)生的不確定度、測量重復(fù)性產(chǎn)生的不確定度、殘?zhí)糠Q取產(chǎn)生的不確定度、測量環(huán)境條件和操作人員的影響；測量不確定度的計(jì)算，包括重復(fù)性試驗(yàn)帶來的不確定度，為A類不確定度，樣品質(zhì)量m樣和殘?zhí)抠|(zhì)量m炭的不確定度的計(jì)算；殘?zhí)亢繙y定不確定度各影響量的相對不確定度的計(jì)算；合成不確定度的計(jì)算；擴(kuò)展不確定度的計(jì)算；最后得出結(jié)果報告。從這一評定過程中可以看出殘?zhí)抠|(zhì)量的稱取所引起的不確定度分量最大，這是因?yàn)樵跉執(zhí)繙y定的過程中，特別對于微量殘?zhí)康臏y定，要按照要求選擇精度合適的天平進(jìn)行稱量，對天平的精度要求很高，另外，在操作中還要注意一些細(xì)節(jié)問題。

2.4 石油酸值測量不確定度的評定方法

測量方法依據(jù)的是GB264-83《石油產(chǎn)品酸值測定法》，先建立數(shù)學(xué)模型X=（VT）/G=56.1VN/G，其中V表示滴定時消耗氫氧化鉀乙醇溶液的體積，單位ml，G代表試樣的重量，單位是g，T代表的是氫氧化鉀乙醇溶液的滴定度，單位mg/ml，56.1代表氫氧化鉀的克當(dāng)量，N代表氫氧化鉀乙醇溶液的當(dāng)量濃度；對輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定；對不確定度分量的匯總，包括合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度的計(jì)算，最后得出結(jié)果。

2.5 石油堿值測量不確定度的評定方法

測量方法根據(jù)的是SH/T0251-1993《石油產(chǎn)品堿值測定法》，測量方法有正滴定法和反滴定法兩種，它們的效果是相同的。評定同樣是先進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立；然后進(jìn)行不確定度的分析；根據(jù)SH/T0251-1993《石油產(chǎn)品堿值測定法》的規(guī)定，對樣品的試驗(yàn)僅做兩次平行測定，因此，不用考慮A類不確定度，它包含在測試儀器分辨率和穩(wěn)定性中。由于該標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件的影響可忽略不計(jì)，指示劑也經(jīng)過了事先處理和空白試驗(yàn)，并用電位滴定來判別終點(diǎn)，因此，標(biāo)準(zhǔn)滴定液的靈敏度也忽略不計(jì)；合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算，由于是單次測量，所以不用考慮自由度。因標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：取重復(fù)測量的兩個結(jié)果的算術(shù)平均值，根據(jù)JJG1059-1999中合并樣品的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的規(guī)定（在該標(biāo)準(zhǔn)中合并樣品的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以采用A類也可以采用B類方法等）；擴(kuò)展不確定度的計(jì)算；最后得出結(jié)果。

3 結(jié)束語

測量不確定度評定的應(yīng)用面較寬泛，針對不同的場合和要求，測量不確定度評定的原理和步驟是相同的，體現(xiàn)在具體細(xì)節(jié)上會有所差異。不確定度的評定是針對特定測量條件來說的，得到的測量不確定度是針對這一特定測量結(jié)果的，并不適用于其他的同類測量。

參考文獻(xiàn)

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