摘要：介(jie)紹了(le)(le)界面(mian)張(zhang)力(li)儀的(de)工(gong)作原理和用途，建(jian)立了(le)(le)界面(mian)張(zhang)力(li)儀校準結(jie)果(guo)的(de)測量模型，分析(xi)了(le)(le)各(ge)(ge)不確定(ding)度(du)(du)分量主(zhu)要來源，結(jie)合測量實(shi)例(li)具體(ti)數據(ju)，對其合成(cheng)不確定(ding)度(du)(du)進行(xing)分析(xi)評定(ding)，對各(ge)(ge)不確定(ding)度(du)(du)分量進行(xing)計算并得出合成(cheng)不確定(ding)度(du)(du)和擴展不確定(ding)度(du)(du)，最終可得出該(gai)項目的(de)校準測量能力(li)，為我(wo)國電(dian)力(li)、石油、化工(gong)、鐵路等行(xing)業(ye)提供的(de)技術支撐(cheng)。

關(guan)鍵詞：界面張力儀校準方法測量性能影響不確定(ding)度評(ping)定(ding)

中(zhong)圖分類號：TH871文(wen)獻(xian)標識碼：A文(wen)章(zhang)編號：1672-3791（2020）01（a）-0064-02

Abstract：This paper introduces the working principle and application of the interface tension instrument，establishes the measurement model of the calibration results of the interface tension meter，analyzes the main sources of each uncertainty component，analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example，calculates each uncertainty component，obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty.Finally，the calibration and measurement ability of the project can be obtained.Overall，this paper can provide strong technical support for chemical industry，railway and other industries in our country.

Key Words：Interface Tensiometer；Calibration Method；Measurement；Performance Impact；Evaluation of Uncertainty

分(fen)子(zi)間的作用力形成(cheng)液體(ti)的界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力或表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力，張(zhang)力值的大(da)小能夠反映液體(ti)的物理化(hua)學(xue)性質及其物質構(gou)成(cheng)，是相(xiang)關(guan)行(xing)業考察產品質量(liang)的重要(yao)指標(biao)之(zhi)一。界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力儀由張(zhang)力測量(liang)裝置(zhi)、試驗臺、可控移動裝置(zhi)及鉑(bo)(bo)金環(huan)或鉑(bo)(bo)金板組成(cheng)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力儀采用圓環(huan)法在非(fei)平衡的條件下(xia)，測量(liang)各(ge)種液體(ti)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力（液-氣相(xiang)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)）及礦物油與水的界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力（液—液相(xiang)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)）。該儀器廣泛適用于電力、石(shi)油、化(hua)工、鐵路等(deng)行(xing)業生產過(guo)程與產品中界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力的測定[1-3]。

1界面張力儀的(de)校準

界面(mian)張(zhang)力(li)(li)儀是采用圓環法在(zai)非(fei)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，測(ce)量各(ge)種液體表面(mian)張(zhang)力(li)(li)及礦物油與水的(de)(de)(de)(de)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)，能可靠的(de)(de)(de)(de)指示(shi)出親水氧化物的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)情(qing)況。對界面(mian)張(zhang)力(li)(li)儀的(de)(de)(de)(de)校準研究(jiu)院用專用砝碼（最大(da)秤量：1000g，MPE：±0.1%）直接測(ce)量張(zhang)力(li)(li)儀，測(ce)量3次(ci)，其3次(ci)測(ce)量的(de)(de)(de)(de)算術平(ping)均值與理論值之差(cha)即為張(zhang)力(li)(li)儀張(zhang)力(li)(li)值的(de)(de)(de)(de)示(shi)值誤(wu)差(cha)[4，5]。

2界面張力儀(yi)的(de)示值(zhi)誤差不確(que)定評定

2.1測量模型

△=-F（1）

式中：△為張立(li)儀(yi)的示(shi)值誤(wu)差；

為張力儀示值的算術平均值；

F為根據專用砝碼質量計算(suan)的理(li)論張力值。

其中，張力儀的理論張力F：

（2）

式中：m為專用砝碼質(zhi)量(liang)；

g為校準點重力加速(su)度；

S為對應鉑(bo)金環的計算常數，由制造商提供。

2.2標準不確定度分量的評定

2.2.1輸入量的標準(zhun)不確定(ding)(ding)度(du)u（）的評定(ding)(ding)

的(de)不確(que)定度主要包括(kuo)張力儀(yi)的(de)測量(liang)重復性引入的(de)標(biao)準不確(que)定度和(he)張力儀(yi)示值(zhi)分辨力引入的(de)標(biao)準不確(que)定度。

2.2.2張(zhang)力(li)儀示值重(zhong)復性引入的標(biao)準(zhun)不確定度u（1）

選一臺張力儀，用(yong)1g標準(zhun)砝碼進行連續3次測量，得(de)到測量列(lie)見表1。

在實際(ji)測量中，在重復(fu)性條件下(xia)重復(fu)測量3次，考慮為(wei)均勻分布，極差系(xi)數C=1.69，因此：

=0.007mN/m（3）

2.2.3張力儀示值分辨力引入(ru)的標準不確(que)定(ding)度u（2）

張力儀示值分辨力為r=0.01mN/m，將其看(kan)作均勻(yun)分布：

mN/m（4）

2.2.4輸入(ru)量的標(biao)準不確定度u（）

mN/m（5）

2.3輸(shu)入量F的(de)標準不確定(ding)度(du)u（F）的(de)評定(ding)

u（F）的(de)評定(ding)：理論張(zhang)力(li)(li)值的(de)擴展不確定(ding)度控制在張(zhang)力(li)(li)儀允差絕對(dui)值0.5%F/3以下，顧(gu)可忽略其對(dui)校(xiao)準結果的(de)影響(xiang)。

2.4擴展不確定(ding)(ding)度評(ping)定(ding)(ding)

取包(bao)含因子k=2，則(ze)擴展不(bu)確定度為：

U=k·.u（）=0.02mN/m（6）

2.5張力儀各測量點測量結果不確定(ding)度評估

根據JJF 1464-2014《界面(mian)張(zhang)力(li)儀(yi)(yi)校準(zhun)規范(fan)》規定(ding)，張(zhang)力(li)儀(yi)(yi)的測(ce)量范(fan)圍(wei)為20～500mN/m，其測(ce)量不確(que)定(ding)度見表2。

3結語

保證界(jie)面張力(li)儀(yi)的準確性(xing)，通(tong)過校(xiao)準等方法(fa)實現量值的溯源性(xing)，在電(dian)力(li)、石油(you)、化工、鐵(tie)路等行(xing)業的質量控制(zhi)中起到重要作(zuo)用；該文(wen)介紹省計量科學研究院對界(jie)面張力(li)儀(yi)儀(yi)進行(xing)校(xiao)準方法(fa)和(he)不(bu)確定(ding)度評定(ding)方法(fa)。

參考文獻

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