紫外荧光测硫仪测量结果校准不确定度评估

张红杰　郭知明

摘 要：紫外荧光测硫仪被广泛应用于测定成品油、原油、馏分油、石油气、石油化工产品等产品中的总硫含量，其测量结果的不确定度直接影响到油品的质量。主要通过分析示值误差、测量结果的重复性、器读数分辨力引入的不确定度、微量注射器引入的不确定度、测量结果平均值引入的不确定度等合成扩展来分析其测量结果不确定度。

关键词：紫外荧光测硫仪；不确定度；示值误差；重复性

中图分类号：TE967 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.123

紫外荧光测硫仪的测量原理主要是将烃类试样直接注入裂解管或者进样器中，由进样器将试样送至高温燃烧管。在富氧条件下，硫被氧化成二氧化硫，生成的气体在除去水后被紫外光照射，吸收紫外光的能量转变成为激发态。当二氧化硫由激发态返回到基态时发射荧光，光电倍增管检测荧光，由所得信号值计算出试样的硫含量。其测量结果不确定度评定如下。

评定环境条件设定为温度范围10～35 ℃，相对湿度不大于80%.

测量标准为硫含量国家有证标准物质。

测量方法：仪器开机预热，按使用说明书推荐的条件调节各参数，使其进入正常工作状态。待零点漂移和噪声符合仪器使用要求后，根据仪器的使用范围及仪器说明书要求进样测量，依次测量低、中、高3种硫含量标准物质，每个浓度点重复测量3次。3次测量结果的算术平均值与标准物质的标准值之差为示值误差。以下以10.0 mg/L为例评定。

1 评定结果的使用

在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 数学模型的建立

式（1）中：Δx为示值误差，mg/L； 为测量点3次测量结果的平均值，mg/L；xs为测量点的标准值，mg/L。

3 全部输入量的标准不确定度分析评定

3.1 标准不确定度一览表

标准不确定度一览表见表1.

3.2 输入量 的标准不确定度 的评定

输入量 的标准不确定度 的来源有3个，即测量重复性引入的不确定度u1 、仪器分辨力引入的不确定度u2 和微量注射器引入的不确定度u3 。

3.2.1 测量重复性引入的不确定度u1

测量重复性引入的不确定度u1 ，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法评定。

选一台性能稳定的紫外荧光测硫仪，用标准值为10.0 mg/L硫含量标准物质对该紫外荧光测硫仪连续进行3次测量，所得测量数据如下（mg/L）：9.79，10.32，9.85，10.13，9.74，9.68，10.26，10.06，10.12，9.87.

单次实验标准差 mg/L。

测量过程中校准结果取重复测量3次的算术平均值，则测量重复性引入的标准不确定度u1 =0.22/ =0.13 mg/L。

3.2.2 测量分辨力引入的标准不确定度

由紫外荧光测硫仪的读数分辨力引入的不确定度u2 ，用B类评定方法评定。被测仪器的分辨力引入的标准不确定度为

大量实验数据证明，u2 远小于测量重复性引入的不确定度，因此u2 可以忽略。

3.2.3 测量微量注射器校准的不确定度

由微量注射器引入的不确定度u3 ，由规范要求，微量注射器校准的不确定度Urel=2%（k=2），由此引入的标准不确定度按B类评定方法评定，即：

mg/L，则

mg/L。

3.3 输入量xs的标准不确定度u（xs）的评定

输入量xs的标准不确定度分量u（xs）来源于标准物质证书中给出的硫标准物质标准值的不确定度，采用B类方法来评定。 证书中的标准值为10.0 mg/L，硫含量标准物质的不确定度是0.2 mg/L，k=2，则u（xs）=0.2/2=0.1 mg/L。

4 標准不确定度分量汇总

标准不确定度分量汇总见表2.

测量结果平均值引入的不确定度

u（xs） 标准物质的标准值引入的不确定度u（xs） 0.1 mg/L -1 0.1 mg/L

5 合成标准不确定度

以上各影响量相互独立，则合成标准不确定度为：

代入数据得：uc（Δx）=0.20 mg/L。

6 扩展不确定度的评定与表示

取k=2，则在该测量点硫含量示值误差校准结果的扩展不确定度为：U=kuc（Δx）=0.20 mg/L。

〔编辑：刘晓芳〕