一．溯源鏈?zhǔn)墙M成分析結(jié)果不確定度評(píng)定的基礎(chǔ)溯源鏈?zhǔn)菤庀嗌V法測(cè)定天然氣組成分析測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定的基礎(chǔ)，故國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“天然氣分析溯源準(zhǔn)則”（ISO14111）是實(shí)施間接法測(cè)量發(fā)熱量不可或缺的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)但令人深感遺憾的是：我國(guó)大力推廣實(shí)施天然氣能量計(jì)量10多年來(lái)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO14111卻尚未轉(zhuǎn)化為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
    應(yīng)該指出：沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的支撐不可能在我國(guó)推廣實(shí)施天然氣能量計(jì)量！如圖1所示，ISO14111規(guī)定的天然氣分析溯源鏈由3個(gè)層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣混合物（RGM）構(gòu)成；經(jīng)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐，目前已經(jīng)形成了全球唯一的一條天然氣分析溯源鏈：
    PSM（0.1%）→CRM（0.5%）→WRM（2.5%~3.0%）全球著名計(jì)量與標(biāo)準(zhǔn)化研究機(jī)構(gòu)，如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與工藝研究院（NIST）、英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）、德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）和荷蘭國(guó)家計(jì)量研究院（Nmi）等機(jī)構(gòu)在間接法測(cè)定天然氣發(fā)熱量領(lǐng)域中均普遍采用；而近期國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中出現(xiàn)的五花八門(mén)的天然氣分析溯源鏈則不知根據(jù)什么？。
    在遵循ISO14111規(guī)定的基本原則基礎(chǔ)上，政府主管部門(mén)有權(quán)對(duì)溯源鏈上的具體內(nèi)容根據(jù)國(guó)情加以修改例如，表1所示是英國(guó)發(fā)布的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溯源鏈及其有關(guān)各層級(jí)上使用的RGM，雖然在RGM的命名、不確定度范圍等方面與ISO14111的規(guī)定并不完全一致，。
    但基本原則是完全相同的二．國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與一級(jí)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)兩個(gè)概念并不等同間接法測(cè)定天然氣發(fā)熱量的關(guān)鍵技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)氣體混合物（RGM）的研制其難點(diǎn)主要有兩個(gè)：一是組分?jǐn)?shù)通常多達(dá)10個(gè)左右，且不同組分的含量差別巨大；二是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“天然氣計(jì)量站技術(shù)條件”（GB/T18603）的規(guī)定，發(fā)熱量測(cè)定設(shè)備的準(zhǔn)確度水平必須優(yōu)于0.5%。
    由于用于氣相色譜儀測(cè)量結(jié)果質(zhì)量控制的RGM研制較困難，我國(guó)目前能量計(jì)量實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的CRM級(jí)RGM全部依賴(lài)進(jìn)口當(dāng)然，在正常生產(chǎn)的條件下使用進(jìn)口RGM也未嘗不可，但一旦發(fā)生國(guó)際貿(mào)易糾紛時(shí)，就有可能因我國(guó)沒(méi)有完善的天然氣分析溯源鏈而喪失話(huà)語(yǔ)權(quán)
    同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)發(fā)表的很多有關(guān)天然氣能量計(jì)量的研究報(bào)告與學(xué)術(shù)論文中，經(jīng)常可以見(jiàn)到“已經(jīng)研制和/或使用了國(guó)家一級(jí)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”的提法，這在很大程度上誤導(dǎo)了有關(guān)部門(mén)及其領(lǐng)導(dǎo)（1）2006年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“天然氣詞匯”（GB/T20604）和1987年7月由當(dāng)時(shí)國(guó)家計(jì)量局發(fā)布的“標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理辦法”中，。
    根本就沒(méi)有“國(guó)家一級(jí)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)及其定義（2）1987年發(fā)布的“標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理辦法”將（經(jīng)認(rèn)證的）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分為一級(jí)、二級(jí)兩個(gè)級(jí)別由于當(dāng)時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC193）尚未成立，當(dāng)然不可能出現(xiàn)諸如一級(jí)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（PSM）之類(lèi)的術(shù)語(yǔ)。
    （3）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“天然氣分析溯源準(zhǔn)則”發(fā)布后，所謂“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”實(shí)質(zhì)上就是ISO14111規(guī)定的溯源鏈上的認(rèn)證級(jí)（二級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)氣體混合物（CRM）；而“二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”則是溯源鏈上的工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣混合物（WRM）。
    （4）“標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理辦法”規(guī)定的國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的代號(hào)為GBW；而ISO/TC193為建立天然氣分析溯源鏈而發(fā)布的ISO14111與該管理辦法是互為補(bǔ)充的前者是用于所有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制與應(yīng)用；而后者只是為建立天然氣分析溯源鏈奠定基礎(chǔ)。
    根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“天然氣術(shù)語(yǔ)”（GB/T20604）的規(guī)定，在ISO14111規(guī)定的溯源鏈上處于頂層位置的標(biāo)準(zhǔn)氣混合物（RGM）稱(chēng)為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣混合物，代號(hào)為PSM（參見(jiàn)表2）（5）在ISO14111規(guī)定的溯源鏈結(jié)構(gòu)中，其頂層（0級(jí)）是作為國(guó)家測(cè)量基準(zhǔn)的SI制單位質(zhì)量（kg）；并以絕對(duì)方法（稱(chēng)量法）制備基準(zhǔn)級(jí)（一級(jí)）RGM。
    英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）研制的基準(zhǔn)級(jí)RGM的不確定度水平為0.1%~0.4%（置信度95%）；認(rèn)證級(jí)RGM的不確定度平也達(dá)到0.4%~1.0%三．文獻(xiàn)[1]圖1中提出的3條溯源鏈皆不能成立筆者認(rèn)為：文獻(xiàn)[1]圖1中提出的3條溯源鏈皆不能成立。
    直接法測(cè)定發(fā)熱量一般采用譜系學(xué)溯源方式（參見(jiàn)表3）[2]；而以Cutier-Hammer（C-H）熱量計(jì)為代表的連續(xù)記錄式熱量計(jì)是商用測(cè)量?jī)x器，它們相互之間，以及它們與0級(jí)熱量計(jì)之間，皆不存在量傳/溯源關(guān)系
    （1）根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“天然氣發(fā)熱量和沃泊指數(shù)測(cè)定”（ISO15971）中的介紹，直接法測(cè)定發(fā)熱量領(lǐng)域中不存在所謂的量傳/溯源鏈1~3級(jí)連續(xù)記錄式熱量計(jì)都是以燃燒純甲烷方式進(jìn)行校準(zhǔn)，因而三者之間不可能存在溯源/量傳關(guān)系。
    （2）文獻(xiàn)[1]圖1左側(cè)鏈上所示的0級(jí)熱量計(jì)是發(fā)熱量測(cè)定的計(jì)量基準(zhǔn)（儀器），它是通過(guò)電學(xué)校準(zhǔn)方式向SI制單位溯源商用連續(xù)記錄式熱量計(jì)是普通測(cè)量?jī)x器，它們不可能向計(jì)量基準(zhǔn)溯源（3）表4所示是德國(guó)PTB發(fā)布的能量計(jì)量溯源（性）鏈：作為計(jì)量基準(zhǔn)的0級(jí)熱量計(jì)的測(cè)定數(shù)據(jù)通過(guò)比對(duì)而傳遞給PSM（定值），然后通過(guò)ISO14111規(guī)定的RGM溯源鏈傳遞給用作現(xiàn)場(chǎng)分析氣相色譜儀日常例行校準(zhǔn)的WRM[3]。
    （4）1990年代中期之后，C-H型連續(xù)記錄式熱量計(jì)幾乎全部為氣相色譜儀所取代但令人費(fèi)解的是，全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)卻在2017年發(fā)布了由中國(guó)石油西南油氣田分公司和中國(guó)計(jì)量科學(xué)院聯(lián)合起草的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“天然氣發(fā)熱量的測(cè)量連續(xù)燃燒法”（GB/T35211）。
    當(dāng)時(shí)，韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功了適合國(guó)情的、準(zhǔn)確度約為0.35%的0級(jí)熱量計(jì)作為內(nèi)部計(jì)量基準(zhǔn)（參見(jiàn)圖2），并通過(guò)與進(jìn)口RGM比對(duì)而為其定值，取得了國(guó)際仲裁中的話(huà)語(yǔ)權(quán)[4]四．0級(jí)熱量計(jì)是直接法測(cè)定天然氣發(fā)熱量的基準(zhǔn)設(shè)備。
    （1）法制計(jì)量的目的與功能法制計(jì)量是指為了保證公眾安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，根據(jù)法制、技術(shù)和行政管理的需要，由政府或官方授權(quán)進(jìn)行強(qiáng)制管理的計(jì)量方式根據(jù)我國(guó)計(jì)量法規(guī)的規(guī)定，目前天然氣體積計(jì)已經(jīng)屬于法制計(jì)量范疇，因而在我國(guó)全面實(shí)施能量計(jì)量后，用于發(fā)熱量測(cè)定的熱量計(jì)法（直接測(cè)定）也必將列入法制計(jì)量的范疇。
    筆者認(rèn)為：經(jīng)國(guó)家主管部門(mén)授權(quán)，成為法定的（天然氣）發(fā)熱量計(jì)量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)具備以下4項(xiàng)功能:1）建立國(guó)內(nèi)最高等級(jí)的計(jì)量基準(zhǔn)（0級(jí)熱量計(jì)）；2）通過(guò)所建適當(dāng)?shù)燃?jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（RGM）的定期檢定或校準(zhǔn)，測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)與0級(jí)熱量計(jì)比對(duì)而溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)；
    3）獲得授權(quán)的國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的量值傳遞要求實(shí)施向下傳遞，直至工作計(jì)量器具（用于現(xiàn)場(chǎng)例行校準(zhǔn)的WRM）；4）使用RGM進(jìn)行測(cè)量時(shí)，只要可能，RGM必須溯源至SI制測(cè)量單位（2）能量計(jì)量中發(fā)熱量的含義。
    根據(jù)天然氣供出能量計(jì)算公式E=H×Q，測(cè)定發(fā)熱量H的分析測(cè)試系統(tǒng)（氣相色譜儀）的測(cè)量誤差及其不確定度與體積流量Q測(cè)定結(jié)果的不確定度同樣對(duì)能量計(jì)算結(jié)果有重大影響根據(jù)氣相色譜法分析結(jié)果計(jì)算發(fā)熱量的間接法量值溯源的基本原理，是將測(cè)定結(jié)果的溯源還原為RGM的溯源。
    但間接法測(cè)量結(jié)果的溯源鏈最終只能溯源至室間循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)確定的“公議值”而未能實(shí)現(xiàn)溯源至SI制單位；故從計(jì)量角度審視存在缺陷鑒此，1980年代美國(guó)開(kāi)始實(shí)施能量計(jì)量就明確規(guī)定，能量計(jì)量過(guò)程所謂的發(fā)熱量（H）是指單位天然氣在燃燒過(guò)程中實(shí)際釋放的能量；而不是天然氣中可燃組分在規(guī)定條件下計(jì)算出的能量。
    ISO/TC193于2006年發(fā)布了標(biāo)題為“天然氣分析用氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的確認(rèn)”技術(shù)報(bào)告（ISO/TR24094）該技術(shù)報(bào)告不僅對(duì)通過(guò)室間循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)驗(yàn)證多元RGM的方法和步驟作了詳盡規(guī)定，且該技術(shù)報(bào)告提出的確認(rèn)方法成功地為確定多元RGM的標(biāo)準(zhǔn)值及其不確定度提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)，使多元RGM室間循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)定值法與計(jì)量學(xué)定值法相關(guān)聯(lián)；。
    確認(rèn)了以稱(chēng)量法制備的多元RGM可以與0級(jí)熱量計(jì)比對(duì)而溯源至SI制單位焦耳（J），從而奠定了為其定值的理論基礎(chǔ)（3）法制計(jì)量與0級(jí)熱量計(jì)的關(guān)系計(jì)量基準(zhǔn)是統(tǒng)一國(guó)家量值的最高依據(jù)，也是與其它國(guó)家（地區(qū)）保持計(jì)量結(jié)果等效性的接口。
    由于一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣體混合物（PSM）存在計(jì)量學(xué)上的缺陷，故不能作為計(jì)量基準(zhǔn)因此，在我國(guó)全面推廣實(shí)施能量計(jì)量后，0級(jí)熱量計(jì)是不可或缺的計(jì)量基準(zhǔn)；在商品天然氣發(fā)熱量測(cè)量（由于沒(méi)有基準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器）未能列入法制計(jì)量范圍之前，我國(guó)不太可能全面推廣能量計(jì)量。
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