煤中碳氢测定仪检定规程-报批稿-制定说明

表 1 碳测定的重复（95％置信水平）
方法
依据标准
r/%
sr/％
R/%
重量法
GB/T476
0.50
0.18
0.26
表 2 氢测定的重复性（95％置信水平）
方法
依据标准
r/%
sr/％
R/%
重量法
GB/T476
0.15
0.053
0.077
电量法
GB/T476
0.15
0.053
0.077
为了验证上述重复性标准差极限值的规定是否合理可靠（我所主要应用重量法进行碳氢测定），对不
表 5 碳测定示值误差的验证试验
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标物 编号
认定值
U
（Cd)/% （Cd)/%
重复性测量值
（Cad)/%
一
二
Mad 平均值
△
MPEV
/% （Cd)/% （Cd)/% （Cd)/%
备注
GBW11101g GBW11102f GBW11105b GBW11112c GBW11101n GBW11107k
标物 编号
77.40 51.97 74.83 72.87 52.61 68.35
认定值 （Hd)/%
0.36 76.11 76.04 1.89 77.55 +0.15
0.36 50.95 50.78 2.15 51.98 +0.01
0.36 73.35 73.08 1.85 74.60 -0.23
0.43 71.54 71.64 1.71 72.84 -0.03
2 标准制定原则和主要内容的确定
2.1 标准制定原则
本标准依据 GB/T 1.1－2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》规定的要求并参考 GB/T 476－2008《煤中碳和氢的测定方法》进行编写。
2.2 制定依据
目前市场上国内外多家仪器生产厂商研制生产的中碳氢测定仪原理大致相同，但仪器的技术要求不尽 相同。近年来，仪器技术水平不断发展，仪器的自动化程度不断提高，急需制订仪器的检定规程,方便使用 者科学合理地判定仪器性能是否满足要求，是否能提供准确的试验数据提供严格规范的程序。对确保仪器 性能稳定可靠，给出准确结果，提高煤质检测仪器的质量和煤质检测水平具有重要意义。因此，为了规范 煤中碳氢测定仪的使用，使煤中碳氢测定仪的性能符合国家相应方法标准的要求，特制定《煤中碳氢测定 仪检定规程》行业标准。
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《煤中碳氢测定仪检定规程》行业标准编制说明
2.3 主要内容的确定
本次制定按 GB/T 1.1－2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》的要求进行编写，并 参考 GB/T 476－2008《煤中碳和氢的测定方法》，对煤中碳氢测定仪的通用技术、计量性能和检定方法进 行了规范。
2.3.4 计量器具控制
a) 检定条件 任何仪器设备的检定均应在一定检定条件下进行，“检定条件”不具备，检定将无法开展。 检定条件包括：环境条件和检定用标准器及其他设备。
b) 检定项目 针对首次检定、后续检定和使用中检定分别确定检定项目。 首次检定需对所有计量性能要求和通用技术要求进行检定。 后续检定应包括所有计量性能和易变化的技术要求。那些稳定的通用技术要求可不包括在内。 使用中检查只需包括计量性能要求即可。
0.025
符合要求 电量重量法
3.95、3.97、4.06、3.99、3.91、3.91、3.94
0.052
符合要求
重量法
3.23、3.22、3.23、3.24、3.24、3.20、3.32
0.038
符合要求
重量法
3.17、3.17、3.17、3.13、3.27、3.19、3.19
0.043
符合要求
2
2
2
表 2 中氢的 s 代入公式（3）得：
MPEV 2 (U )2 0.0532 2 (U )2 0.0014 。
2
2
2
由于不同的煤标准物质的碳、氢认定值的不确定度不同，给出一个固定的示值误差不够精确，因此本 标准以公式的形式给出。
为了验证上述示值误差的规定是否合理可靠，对 6 个煤标准物质，每个进行了 2 次重复测定，以 2 次测定值的平均值作为仪器的测量值，与煤标准物质的认定值进行比较，试验结果列在表 5 和表 6 中。由 表 5 和表 6 可知，上述规定符合我国碳氢测定仪的示值误差水平。
同碳含量的 8 个煤样，每个煤样进行了 7 次碳的重复测定，试验结果列在表 3 中，对不同氢含量的 8 个煤
样，每个煤样进行了 7 次氢的重复测定，试验结果列在表 4 中。由表 3 和表 4 可知，上述规定符合我国碳
氢测定仪的重复性水平。
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《煤中碳氢测定仪检定规程》行业标准编制说明
0.19
符合要求
重量法
65.88、66.01、66.00、66.16、65.91、66.10、65.99
0.10
符合要求
重量法
59.98、60.53、60.42、60.33、60.40、60.48、60.45
0.18
符合要求
重量法
51.98、51.85、52.06、51.97、52.00、51.90、51.50
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
表 3 碳测定重复性的验证试验
重复性测量值（Cad）/%
重复性标准差/%
判定
方法
78.98、78.94、78.92、79.04、79.09、79.01、79.00
0.06
符合要求
重量法
76.50、76.46、76.56、76.46、76.30、76.36、76.45
2012 年国家标准化管理委员会下达了《煤中碳氢测定仪检定规程》行业标准制定计划，计划号： 2012036，由煤炭科学技术研究院有限公司检测分院负责起草，完成时间 2013 年。项目组主要按照 GB/T1.1 －2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写》要求，并参考 GB/T 476－2008《煤中碳和氢的测 定方法》进行编写。
标准物质的认定值带有不确定度，以认定值不确定度与测量不确定度之和的扩展不确定度作为最大允 许（示值）误差，按公式（3）计算。
MPEV 2 (U )2 s 2 …………（3） 22
式中： U——标准物质认定值的扩展不确定度； MPEV——最大允许误差。 表 1 中碳的 s 代入公式（3）得：
MPEV 2 (U )2 0.182 2 (U )2 0.016 。
s r
…………（1）
22
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《煤中碳氢测定仪检定规程》行业标准编制说明 式中： r——重复性限； s——重复性标准差。 若对某个煤样按照 GB/T 476 规定的方法在重复性条件下测量 7 次，按公式（2）计算煤样重复测量标
准差 s ' ：
式中：
n
(xi x)2
s ' i1 n 1
c) 检定方法 不同的检验项目应给出可行的检定方法，以使检定工作规范可靠。
d) 检定结果的判定 首次检定、后续检定和使用中检验均包含多种检定项目。同一次检定中，有些检定项目可能合格，有
些项目可能不合格，也可能所有项目都合格或都不合格。针对不同情况应给出判定结果。
e) 检定周期 检定间隔的时间，应有明确要求。
2.3.3 通用技术要求
本条款主要针对重量法碳氢测定仪和电量－重量法碳氢测定仪。不同类型的煤中碳氢测定仪尽管测定 方法不同，但均需煤样在高温下燃烧，使煤中碳全部生成二氧化碳、氢全部生成水，燃烧时炉温是确保煤 中碳和氢全部转化的先决条件，因而本规程对控温性能提出了要求。
此外，仪器的外观和安全性能（绝缘电阻）都是自动化仪器的基本要求，因此本标准对此进行了规定。
0.09
符合要求
重量法
75.96、76.05、75.91、75.98、76.11、76.04、75.82
0.10
符合要求 电量重量法
71.93、71.86、71.85、71.83、71.91、71.92、71.84
0.04
符合要求 电量重量法
66.34、66.42、66.64、66.82、66.60、66.52、66.83
煤中碳氢测定仪检定规程 行业标准制定说明
煤炭科学技术研究院有限公司检测分院 2019 年 12 月
《煤中碳氢测定仪检定规程》行业标准编制说明
1 工作任务来源和主要工作过程
1.1 工作任务来源
国内动力煤多以收到基低位发热量计价，而低位发热量又需要氢含量，煤中碳氢含量的测定对于计算 煤燃烧所消耗的氧气量（或空气量）和燃烧效率有重要意义。碳氢含量还是计算煤加工过程中物料平衡的 主要指标。煤中碳氢测定仪的仪器性能直接关系到结果的准确程度。
重量法
2.78、2.83、2.78、2.78、2.75、2.72、2.88
0.052
符合要求
重量法
0.94、0.98、0.98、0.93、0.93、0.95、0.910.ຫໍສະໝຸດ 26符合要求重量法
3.2 “4.2 示值误差……”
示值误差为仪器示值与真值之差。通常测定煤炭标准物质以计算示值误差，以标准物质的认定值为约 定真值。
…………（2）
s ' ——煤样重复测量标准差；
n——重复测量次数（n＝7）； xi——第 i 次测量值；
x ——n 次重复测量结果的平均值。
进行 F 检验得：
F
s '2 s2
s‘2＝F s 2
s'
F s2
F0.05,6, 2.09 ，带入上式得：
R 2.09s 2 …………（3）
式中：
R——95％置信水平下的煤样重复测量标准差极限值。
1.2 主要工作过程
煤炭科学技术研究院有限公司检测分院组织有关研究人员成立标准制定工作组，本标准的制定工作于 2012 年启动。
工作过程与起草人的主要工作内容如下： （1）标准编制工作组的成立 2012 年，成立标准制定工作组，工作组通过讨论和研究，制定出相应的工作计划。 （2）标准修订的前期调研 查阅相关标准及资料，确定了标准制定的总体思路。 （3）标准草案的编制 工作组范围内讨论，确定标准的编制方案及主要技术内容，完成了标准草案和编制说明。 （4）完成征求意见稿并广泛征求意见 至 2013 年 6 月，标准编制工作组完成并下发了本标准的征求意见稿，广泛征求意见。 （5）完成送审稿 至 2013 年 10 月，标准编制工作组根据反馈的专家意见完成了本标准的送审稿。 （6）完成报批稿 至 2013 年 12 月，标准编制工作组根据审查会的意见完成了本标准的报批稿。 （7）已报批标准的审查 2019 年 12 月 8 日，完成了中国煤炭工业协会组织的行业标准审查会，根据审查意见对标准进行了修 改，同时与计量院确认标准的可行性，最终形成本稿并上报。
煤中碳测定的重复性限、重复性标准差和 95％置信水平下的煤样重复测量标准差极限值列在表 1 中。
煤中氢测定的重复性限、重复性标准差和 95％置信水平下的煤样重复测量标准差极限值列在表 2 中。
重复性标准差可比重复性限更好地表示测量的精密度（重复性），且由国家标准规定的重复性限推导
而得的重复性标准差，具有很广泛的代表性，故本标准规定仪器测量的重复性以重复性标准差极限值表示。
0.36 51.85 51.50 1.30 52.36 -0.25
0.42 65.88 66.01 3.34 68.22 -0.33
0.19
符合要求
重量法
表 4 氢测定重复性的验证试验
重复性测量值（Had）/%
重复性标准差/%
判定
方法
4.34、4.47、4.48、4.40、4.36、4.46、4.42
0.055
符合要求 电量重量法
4.28、4.32、4.26、4.28、4.27、4.36、4.32
0.059
符合要求
重量法
4.05、4.06、4.09、4.03、4.10、4.05、4.08
2.3.1 范围
目前煤中碳氢测定仪有以下类型：重量法碳氢测定仪、电量－重量法碳氢测定仪（半自动碳氢测定仪） 和红外光谱法碳氢测定仪。重量法碳氢测定仪分为三节炉法和二节炉法两种。本标准适用范围包含以上 3 种碳氢测定仪。
2.3.2 计量性能要求
煤中碳氢测定仪最终给出的量值是煤样的碳和氢含量（质量分数），计量性能包含精密度（用重复性 表示）要求和示值误差（用最大允许误差表示）要求。
3 标准编制的条文说明
3.1 “4.1 重复性……”
GB/T 476-2008《煤中碳和氢的测定方法》规定了重量法和电量法测定煤中碳和氢的重复性限，此重 复性限是我国煤炭检测试验室应用利比西法和电量法测定煤中碳和氢时两次重复测定结果之差的 95%置 信概率下的临界值，也即最大允许差。由重复性限 r 按公式（1）计算得出的重复性标准差 S 为使用该试验 方法的重复测定单次测量结果的标准差，可视作对碳氢测量结果的精密度的基本要求。