红外法测定煤中碳氢含量的不确定度评定姚文松１，２，王小悦１，胡贤辉１，文亦敏１，秦岭１，李小江１（１．华电电力科学研究院华电集团煤炭质检计量中心，浙江杭州３１００３０；２．福建省产品质量检验研究院，福建福州３５００摘要：简述了红外法测定煤中碳、氢含量的过程，详细地分析和识别不确定度的，建立了测量过程分量的数学模型，量化了各分量的相对不确定度，最终确定合成不确定度和扩展不确定度并报出测定结果。关键词：红外法；碳；氢；不确定度；评定：ＴＱ５３３．１文献标识码：Ｂ：１００７－７６７７（２０１３）０３－００１２－０５ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｃａｒｂｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｃｏａｌｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｍｅｔｈｏｄＹＡＯＷｅｎ－ｓｏｎｇ１，２，ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｙｕｅ１，ＨＵＸｉａｎ－ｈｕｉ１，ＷＥＮＹｉ－ｍｉｎ１，ＱＩＮＬ仪器工作参数Ｕ型高温燃烧管，其中主燃烧管区温度保持在（９５０±５）℃，次燃烧管区温度保持在（８５０±５）℃；１．２前言０ＤＬ／Ｔ５６８—９５燃料元素的快速分析方法（高温燃烧红外热导法）于１９９５年实施，至今尚未见该方法测定煤中碳、氢元素含量的不确定度报道。煤中的碳和氢是产生热量的主要，其含量的多少决定了发热量的高低。因此对燃烧来说，碳、氢含量的准确测定有着十分重要的意义。以下通过高温燃烧热导法对煤中碳和氢元素含量的测试结果进行误差分析，以确定各个不确定度分量及测定结果的扩展不确定度，为实验室质量控制和不确定度评定提供参考依据。碳、氢红外池检测系统温度为（５０±０１）℃。测定方法在盛样囊中称取粒度小于０．２ｍｍ的一般分析１．３试验煤样０．１ｇ左右（称准至０．０００２ｇ）。煤样在９５０℃高温下及于氧气流中完全燃尽而转化为ＣＯ２、Ｈ２Ｏ（汽）、Ｎ２和ＮＯｘ等气体。燃烧气体产物进入贮气罐之前，其中硫氧化物和卤化物被次燃烧管中炉试剂除去，而Ｈ２Ｏ（汽）、ＣＯ２、ＮＯｘ和剩余Ｏ２进入贮气罐中混合均匀。定量抽取１份混匀后的气体送入红外检测池分别分析ＣＯ２和Ｈ２Ｏ（汽）含量，从而计算出煤中Ｃ和Ｈ含量所得结果中碳元素包括有机碳、元素碳和碳酸盐矿物碳；氢包括有机氢，煤中外在水分、内在水分和结晶水中的氢元素。仪器使用前用碳、氢含量不同的有证煤标准物质（以下简称“标煤”）进行标定［１］。实验部分１仪器与试剂ＬＥＣＯＣＨＮ６２８；电子天平；有证煤标准物质：ＧＢＷ１１１２６ａ，ＧＢＷ１１１１３ｅ，ＺＢＭ１０１，ＺＢＭ１０５，ＺＢＭ１１３；玻璃棉：长绒，纯白色；盛样囊：锡箔囊，容积大小可盛样０．１ｇ～０．２ｇ左右；氧气纯１．１被测量与输入量的函数关系（数学模型）２气（作为动力气）纯度不小于９９．５％，压力不小ｍＣＣａｄ＝ｍ×ｆｒｅｐ×１００于０．２７ＭＰａ。１２煤质技术第３期２０１３年５月件下分别转化为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ（汽）的转化率等。将上述反映各种随机影响的重复性分量合并考虑，Ｈａｄ＝Ｈｔ，ａｄ－０．１１１９Ｍａ＝ｍＨｍ×ｆｒｅｐ×１００－０．１１１９Ｍａｄ通过对某一空干基煤样进行１次重复测量，得到０式中Ｃａｄ———试样中空干基碳元素的含量，％；Ｈａｄ———试样中空干基氢元素的含量，％；Ｈｔ，ａｄ———试样中空干基总氢元素的含量，％；ｍＣ———试样中碳元素的质量，ｍｇ；ｍＨ———试样中氢元素的质量，ｍｇ；ｍ———空干基试样的质量，ｍｇ；ｆｒｅｐ———反映各种随机影响的重复性系数，其值为１。合并重复性标准不确定度，结果见表１。表１某空干基煤样碳氢含量的１０次测定结果次数ｎＣａｄ／％Ｈｔ，ａｄ／％１２３４５６７８９７７．０２７７．２８７７．１７７７．２４７７．０２７７．１．１８１．２０１．１９１．２４１．１８１．１０７７．４８１．２１煤碳（或氢）元素质量计算公式：ｍＣ（标煤）＝Ｃｄ（标煤）×ｍ（标煤）×（１００－Ｍａｄ）／１００；ｍＨ（标煤）＝［Ｈｄ（标煤）×（１００－Ｍａｄ）／１００＋０．１１１９Ｍａｄ］×ｍ（标煤）...