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陳賡良 的個人博客

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一個值得注意的技術發展動向

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眾所周知,千亿体育手机版的目的是準確地獲得被千亿体育手机版的量值,但由于真值的不確定性( uncertainty ),一切千亿体育手机版皆不可避免地存在不確定度。因此,在報告千亿体育手机版結果的同時必須對其質量(或準確度水平)給出定量的說明。以千亿体育手机版不確定度對千亿体育手机版結果的質量進行定量表征,是當前所有計量科學領域內全球普遍接受的準則。就本質而言,沒有不確定度說明的千亿体育手机版數據沒有任何實用價值。鑒此,大力加強化學計量結果的不確定度評定研究及其標準化是國際標準化組織天然氣技術委員會( ISO/TC193 )當前最重要的技術發展動向。

1 )對于能量計量系統,天然氣組成分析結果的千亿体育手机版不確定度涉及巨大經濟利益;故 2012 年發布的(新版) ISO 標準“天然氣分析系統性能評價”( ISO10723 1012 )已經明確規定將千亿体育手机版結果的精密度評價更改為不確定度評定,并宣布撤銷 ISO10723 1995 。原因是精密度評價沒有反映出系統誤差的影響

2 )在 ISO10723 2012 附錄 A 的示例中,進一步提出能量計量系統最大允許誤差( MPE )應不超過 0.1MJ/m3 。同時,由于整個輸配系統中的 A 級計量站裝備有數量十分龐大的氣相色譜儀,不可能按 GUM 法規定的線性(近似)模型進行千亿体育手机版結果的不確定度評定。因此,必須使用 ISO10723 2012 GB/T27866-2018 )附錄 A JJF 1059.2 中規定的蒙特卡洛模擬( MCM )法,以如圖 1 所示的利用隨機變量的概率密度分布函數( PDF ),通過重復隨機取樣而實現整個輸配系統(如西氣東輸一線、二線等等)中氣相色譜儀千亿体育手机版結果的(總體)不確定度評定。


對整個輸配系統進行氣相色譜儀分析結果的千亿体育手机版不確定度評定,是實施天然氣能量計量過程中不可或缺的一項基礎工作;據此證實能量計量系統的不確定度是否可以滿足國家標準“天然氣計量系統技術要求”( GB/T18603 )規定的準確度。

3 2016 年發布的新版 ISO6976 的表 3 中(參見表 1 ),對其所列舉的全部 48 個(與組成分析密切有關的)化合物的摩爾基高位發熱量( MJ/mol )均報告了在 5 個不同燃燒參比溫度下測定值的相對標準不確定度( uHc )。

4 2015 年由 ISO/TC158 (氣體分析技術委員會)發布的國際標準“氣體分析—校準氣體混合物的制備—第 1 部分:稱量法制備一級標準氣混合物”( ISO6142-1 )的正文第 11 章、附錄 B 和附錄 G 中,對用稱量法制得的標準氣混合物( RGM )中各組分( i )的不確定度及其靈敏度的計算均作了詳細說明。

5 )我國合格評定國家認可委員會( CNAS )根據 JJF1059.1-2012 和“檢測和校準實驗室能力認可準則”( CNAS-CL01 2006 )的要求,已經發布了“千亿体育手机版結果的溯源性要求”( CNAS-CL06 2014 )。據此文件的規定,對天然氣分析測試方法標準而言,校準和檢測實驗室認可的核心內容可以歸結為兩項:堅實的溯源鏈及符合國際和 / 或國家規范的不確定度評定程序 。根據 CNAS 的規定,校準和檢測實驗室提供的千亿体育手机版數據至少應滿足以下 3 項要求:

1 )校準實驗室應對其開展的全部項目評定千亿体育手机版不確定度;

2 )應在其校準證書(或檢測報告)中闡明千亿体育手机版不確定度;

3 )通常校準證書中應包括千亿体育手机版結果的數值( Y )及其擴展不確定度( U )。

6 )強制性國家標準“天然氣”( GB17820-2018 )規定,天然氣組成的測定方法和仲裁方法均為 GB/T13610 對此條規定宜仔細斟酌以下技術問題。

1 GB/T13610 4.2 節規定:“分析需用的標準氣可采用國家二級標準物質”,這是一條極其籠統的規定,沒有說明要求的 RGM 組成及其不確定度,故不能(也不可能)應用于天然氣發熱量間接測定千亿体育手机版結果的不確定度評定。

2 ISO10723 2012 明確規定:“應以 ISO6974-2 規定方法測定天然氣組成后,以 ISO6976 提供的方法計算高位發熱量”。而 ISO6974-2 GB/T27894.2 )中 5.5.1 節中則規定“使用認證級參比氣體混合物( CRM )測定檢測器響應函數 ”,從而保證 A 級計量站天然氣發熱量測定的準確度優于 0.5%

3 )雖然 GB/T13610 GB/T27894.2 都是標準(比較)方法,但后者對千亿体育手机版過程的描述更為具體且詳盡;同時還規定了千亿体育手机版系統特性測定和數據處理的數理統計方法,以及千亿体育手机版誤差的計算方法。因此,至少可以認為 GB/T27894 規定的方法比 GB/T13610 規定的方法更具備作為仲裁方法的技術條件。

7 )近年來,國內的能量計量檢測實驗室發表了一系列對天然氣組成分析結果進行不確定度評定的學術論文,為推廣實施能量計量奠定了基礎;但各實驗室在評定過程中使用的 RGM 規格卻大相徑庭 (參見表 2 )。表 2 中所示 4 RGM 的擴展不確定度各不相同,且均未達到 ISO10723 規定的要求,故不具備應用于能量計量系統的基本條件。同時,由于論文中報導的不確定度評定數據相互間缺乏可比性,更無法參與國際比對和互認,故其實用價值有限。 2018 年我國天然氣表觀消費量已經達到 2800 m3 ,其中進口天然氣量占比超過消費總量的 40% ;但我國迄今未發布符合國際慣例的天然氣分析溯源準則;應用于能量計量實驗室質量控制的 RGM 尚依賴出口,一旦發生爭議需進行國際仲裁,其結果不容樂觀。

8 )綜上所述,可以歸結出以下幾點認識。

1 )以千亿体育手机版不確定度對千亿体育手机版結果的質量進行定量表征,是當前所有計量科學領域內全球普遍接受的準則;不附有不確定度說明的千亿体育手机版數據沒有任何實用價值。對天然氣分析測試方法標準而言,校準和檢測實驗室進行認可的核心內容可以歸結為兩項:堅實的溯源鏈及符合國際和 / 或國家規范的不確定度評定程序。

2 )與 GUM 法利用利用線性化數學模型傳播不確定度不同, MCM 法是利用隨機變量的概率密度分布函數( PDF )進行離散取樣;通過千亿体育手机版模型傳播輸入量分布而計算出輸出量( Y )的離散分布值,并由后者直接獲得其最佳估計值、標準不確定度和包含區間。 MCM 法是專門應用于數學模型不宜進行線性化的場合,例如,對整個輸配系統中所有氣相色譜儀的千亿体育手机版結果進行千亿体育手机版不確定度評定。

3 .根據組成分析數據計算發熱量是通過 RGM 進行溯源,其實質是將分析結果的溯源還原為 RGM 的溯源。按 ISO 14111 的規定,用于天然氣組成分析結果溯源的 RGM 分為 3 個層級。其中第 2 層級的認證級 RGM 主要應用于能量計量校準和檢測實驗室天然氣組成分析結果的質量控制。根據 GB/T18603 的規定,其準確度應優于 0.5% 。但我國迄今未發布天然氣分析溯源準則國家標準;應用于能量計量實驗室分析數據質量控制的高準確度(十元) RGM 尚須依賴進口。

4 .近年來,國內的能量計量檢測實驗室發表了一系列對天然氣組成分析結果進行不確定度評定的學術論文,但各實驗室在評定過程中使用的 RGM 規格卻大相徑庭。不僅 RGM 的擴展不確定度各不相同,且均未達到 ISO10723 規定的要求,故不具備應用于能量計量系統的基本條件。同時,由于論文中報導的不確定度評定數據相互間缺乏可比性,無法參與國際比對和互認,故其實用價值有限。

參考文獻

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