红外吸收法测定铸铁中碳硫含量的不确定度评定.pptVIP

红外吸收法测定铸铁中碳硫含量的不确定度评定 黄中越 李燕群 广东省冶金产品质量监督检测中心 摘 要 主要介绍过红外吸收法测定铸铁中碳、硫含量的不确定度评定。通过对测定过程的分析，找出各个影响分量并进行不确定度分量的评定，求出测定结果扩展不确定度。 引 言 红外吸收法测定中碳、硫含量是目前大多数实验室所采用的检测方法 。该方法的特点是燃烧温度高，样品燃烧充分，结果准确，测定速度快。碳、硫是判定铸铁种类、级别的两个重要指标，碳、硫不确定度的评定对铸铁牌号的判定有重要意义。本文通过对使用的分析仪器以及整个测定过程进行分析，确定不确定度来源，采用A类及B类不确定度的评定方法对不确定度各个分量逐一评定，计算碳、硫合成标准不确定度及扩展不确定。 1 实验部分 1．1仪器 力可 CS-444 碳硫分析仪 标准样品 ：GBW01114b 钨锡混合助熔剂 ：99.99% 灼烧过的坩埚 1．2 实验方法 称0.3g的样品在高频感应炉纯氧的环境下燃烧。样品中的碳氧化成二氧化碳，硫氧化成二氧化硫。这些分析气体经过过滤后，通过载气输送，进入碳、硫红外检测池检测碳、硫含量。 3计算公式 2 结果与讨论 2.1不确定度来源识别： 通过对测定方法及计算公式进行分析，不确定度的来源主要为： 样品、标准物质质量及标准物质等因素。 2．2 不确定度计算 2．2．1 测定样品的重复性标准偏差 对一样品进行12次测量，测定结果见表2。 表2． 重复性测定 通过贝塞尔公式计算标准不确定度为： 平均W(c) =3.159% Sb=0.0117 uA [w(c)]= 3.38×10-3 ，自由度v =11 平均(s) =0.122% Sb=0.00374 uA [w(s)]= 1.08×10-3 ，自由度v =11 相对标准不确定度：urel（C）= 1.07×10-3 urel（S）= 8.85×10-3 2．2．2 称量引入的不确定度 CS-444 碳硫分析仪配置的天平精度为0.001g 天平的线性分量为 0.577 mg [2]，重复两次计算，一次为空盘去零，一次为实物重量，不确定度为：u（m）= 0.816 mg 相对标准不确定度：urel（m） =2.72×10-3 2．2．3 标准样品引入的不确定度 本实验选择1个铸铁标准样品单点校正仪器， 标准样品的标准偏差C：4.18±0.02 S：0.058±0.001，由标准偏差求标准不确定度，由于钢铁标准样品给出的标准偏差、标准值一般由8个数据确定，故其标准不确定度： u（标C） = 7.07×10-3 ； u（标S）= 3.53×10-3 相对标准不确定度： urel （标C）= 1.69×10-3 urel （标S） = 6.09×10-3 表1.标准样品的测定结果 标准样品校准合成相对不确定度： urel（标c）合= 2.01×10-3 urel（标s）合= 6.13×10-3 2.3合成标准不确定度 合成标准不确定度采用相对不确定度进行计算。 u（c）= 0.00355×3.159 %=0.0112 u（s）= 0.0111×0.122%=0.00135 2.4扩展不确定度 在95%的置信概率下，取k=2， 则：Uk= 2(c) =2×0.0112=0.023 Uk=2 (s) =2×0.00135=0.0027 此样品中 C的含量为（3.157±0.023）% ；S的含量为（0.122±0.0027）%。 3 说明 铸铁及生铁样品一定按照国家标准要求制取，否则样品不均匀性的不确定度很大，在评定其他不确定度已失去意义。本不确定度的评定是基于样品很均匀的情况的条件下计算的，没有考虑其不确定度的评定，将他的影响因素归纳到样品重复性的不确定度的评定中；在红外碳硫分析中，一般要考虑空白的影响，但在测定铸铁、生铁中碳、硫时，由于碳、硫含量高，选用灼烧过的坩埚和高纯度的助熔剂，空白的影响相对于样品中碳、硫的含量可忽略不计， 也将其归入重复性不确定度的评定中； 仪器显示读数位至0.001ppm，仪器的读数的不确定度太小，合并在重复性不确定度的评定中；在不确定度的评定中，标准样品的不确定度最大，由于该仪器只能采用单点校准的方法校准，在检测工作中要特别注意校准带来的误差。要选择准确度高的标准样品，经多次测定，取其误差较小的几个数值的平均值来校正仪器。本次评定中，称量为0.3g，一般常规称量为