摘要：为保障煤炭检测结果的准确可靠性，做好检测环节工作意义重大，而在对煤炭检测结果自身质量情况进行评估和判断的过程中，经常会选择使用测量不确度的方式进行定量表示。其具体确定度大小将直接影响和决定着煤炭检测结果的准确性。在这一背景下，本文将着重围绕不确定度评定在煤炭检测中的实际应用进行简要分析研究。
关键词：煤炭检测；不确定度评定；合成不确定度；扩展不确定度
引言：
通常在对煤炭的质量水平进行衡量时，会选择将煤炭灰分作为其一大至关重要的评估指标。但在以往对煤炭灰分进行检测的过程中，其检测结果仅涉及误差和允许差，随着我国煤炭检测技术的进一步发展，当前在煤炭检测当中不确定度评定开始得到了广泛使用，并且为煤炭检测工作提供了重要参考帮助。基于此，本文将通过探究煤炭检测中不确定度评定的应用，希望能够为相关检测人员提供相应指导。
一、不确定度评定的简化与数学模型
（一）简化不确定度评定
在进行煤炭检测过程中，本文主要参考G8/T212-2008《煤的工业分析方法》以及《煤炭机械化采样第3部分：精密度测定和偏倚试验》GB/T19494.3-2004等，在选用分析天平以及马弗炉等相关检测设备下，通过在马弗炉中放入经过称取的一定量试验煤样，在将其加热至温度为815℃±10℃时使其得以灰化、灼烧至质量恒定，此时将煤样总质量当中残留物的质量分数作为煤样灰分。在参考CNCAL规定下，通过不给自由度并在不考虑相关性的前提下合成标准不确定度，而在试验室当中选择将置信概率设定在95%，以此达到简化不确定度评定的目的[1]。
（二）数学模型
目前有许多学者经过长期研究发现在在建立数学模型的过程中如果直接使用相关计算公式，则最终获取的数学模型往往缺乏较高的完善度，无法对实时反映变化进行精准反映。因此为了能够准确获得测量结果不确定度关系式，检测人员通常会反复多次进行煤炭检测中的不确定度测定，而这也在无形之中会产生大量因重复检测而出现的不确定度分量。不仅如此，在煤炭检测的各个项目检测当中，均有数值修约引入的不确定度存在，因此在这一思路下构建的煤炭检测数学模型主要有如下两种：
当计算公式中仅有乘方或开方的情况，则可以使用前一个数学模型完成煤炭检测中的不确定度评定。反之，如果在计算公式中存在加减乘除等各种运算情况，则需要通过利用后一种建立的数学模型，同时采用灵敏系数方式进行合成。与此同时，在参考相关研究文献后，可知目前国内外已有部分学者通过进行多次试验证明，采样环节以及因煤炭试样在灼烧后所产生的称量误差而形成的不确定度，会对检测结果自身的可用性以及精准性产生相应影响，因此在实际煤炭检测中运用不确定度评定时，需要检测人员能够严格按照相关标准要求和分析方法进行规范操作，以尽可能降低此类不确定度对检测结果精密度的干扰影响。
二、煤炭检测中不确定度评定的应用
（一）输入量不确定度评定
在A类不确定度评定当中，考虑到煤炭灰分标准不确定度来源并不单一规定，因此针对相同的煤炭试样可以通过单独连续多次对其进行灰分测量，从而获得相应的观测列，用以完成不确定度评定工作。在此次检测中，通过选取YHG120551煤炭试样，利用分析天平和马弗炉对该煤炭试样单独连续十次进行灰分测定，其测定灰分结果分别为37.46%、37.59%、37.31%、37.20%、37.45%、37.85%、37.35%、37.55%、37.63%和37.50%。通过对连续十次测定的煤样灰分取均值，即可得知其十次测定结果算术平均值约为37.49%。此时通过利用公式：
其中n表示重复观测次数，观测值为Ai，且i=1，2，3……，而
表示的就是连续十次测定的煤样灰分结果算术平均值，U1代表的则是测定结果的标准不确定度，将数据代入其中进行计算计算出最终的标准不确定度。
在进行B类不确定度评定的过程中，有研究人员在研究中指出因其使用的天平分辨率为1g±0.002g，故而保守地假设该区间服从均匀分布，通过将标准不确定度引入其中，即：
通过进一步推导即可计算得出其相对不确定度便是1.156×10-4.除此之外，其也在研究中指出，在使用马弗炉的过程中，因受到控温波动影响，最终获取的测定结果也会产生相应的变化，因此在参考马弗炉的鉴定证书后，研究人员直接引入了温度波动不确定度值，取U为1℃，包含因子k为2，通过利用公式：
℃
即可获得此次试验的不确定度。笔者在查阅相关研究资料后了解到，此番试验过程中，马弗炉使用温度在815℃，因此通过采用相关公式进行计算后可知其引入相对不确定度为6.135×10-4。
（二）合成标准不确定度评定
在忽略各输入量间相关性的前提下，通过利用公式：
即可准确计算出不确定度传播率，在这一公式当中，ci表示的是 与 的比值，也就是当函数f在xi时的偏导数即灵敏系数，用以对输入值在不断变化下，输出估计值的变化程度进行准确表示。如果在数学模型当中，其函数关系只涉及乘方以及开方关系的情况下，则可以使用相对标准不确定度合成，从而有效省略计算偏导数的麻烦，但需要保障y和x的值不为零[2]。例如在函数关系为 
的情况下，其合成标准不确定度便可以表示成：
在严格按照相关测定方法要求和标准试验步骤进行规范操作下，此次对煤炭试样进行重复性检测时，其重复性始终控制在0.3%以内，即代表着试验完全成功。因此在将相关数值代入其中后可以得到引入不确定性因素的不确定度可以直接评定，其最终的合成标准不确定度评定为0.1101。
（三）扩展不确定度评定
通过结合相关研究资料可知，在进行实验室测定的过程中，出于保障扩展不确定度包含概率能够控制在95%左右的目的，将包含因子k取值为2，因此通过利用公式U=kUc，在将合成标准不确定度与包含因子数代入其中后可得其扩展不确定度评定值为0.22。
（四）不确定度报告
通过参考李强，成伟等人（2014）关于煤样灰分不确定度评定的研究可知，其选择将测量结果估计最优值±扩展不确定度表示为最终的测量结果，而其在研究过程中同样选择将包含因子k的取值设定为2，由此获得最终测量结果的不确定度，并生成相应的报告形式[3]。譬如说在其给出的不确定度报告形式Vdaf=（7.37±0.15）%；k=2代表着研究人员所选取的煤炭试样干燥无灰基挥发分的测定结果Vdaf为7.37%，并且最终评定扩展不确定度U为0.15%。
结束语：
本文通过对煤炭检测当中不确定度评定的应用进行分析研究，在参考G8/T212-2008《煤的工业分析方法》以及JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，构建相应的数学模型并对不确定度评定进行相应简化。在严格按照采样、制样、灰分测定等煤炭检测流程要求下，对不确定度不同分量展开计算分析与合成，指出重复进行煤炭检测以及对煤炭试样进行灼烧后所产生的称量误差均会直接产生不确定度，并且会在一定程度上影响最终测定结果的可用性和精准性。为此，相关检测人员需要结合实际情况，严格按照相关标准要求进行规范操作，以高效、顺利地完成煤炭检测工作。
参考文献：
[1]李慎安. 测量不确定度表达百问[M].北京：中国计量出版社，2001.
[2]赵立江，张俊华. 批煤灰分检侧结果的不确定度评定[J].煤质技术，2015（05）：19-23.
[3]李强，成伟，姜志成. 一般分析试验煤样灰分的不确定度评定[J].能源与节能，2014（04）：130-131.
作者简介：
孙斌（1977-11）男，本科，主要从事煤炭，矿石方面的检测和管理工作。
论文作者:孙斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
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