EPS板氧指數測量不確定度

柴 濤

徐州市建設工程檢測中心

EPS板氧指數測量不確定度

柴 濤

徐州市建設工程檢測中心

在日常的試驗中我們都是按照國家標準，設備使用說明和操作規(guī)程一步一步的進行操作、計算直至得到最終的結果數據，在這一過程中總會存在一些不確定的因素或多或少的影響著最終結果，使其和真實值產生一些差別。這些影響著結果的不確定因素就是不確定度。

不確定度；氧指數；測量

1 前言

不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。它是測量結果質量的指標。不確定度越小，所述結果與被測量的真值愈接近；不確定度越大，測量結果的質量越低。氧指數是指物質在空氣中燃燒時所必需的氧氣濃度，氧指數越大，物質在空氣越不易燃燒，反之，氧指數越小，物質在空氣中越易于燃燒，所以氧指數是恒量物質阻燃能力的一個重要量值。在檢測氧指數的試驗中，存在多種不確定因素會對結果產生影響，本文從以下幾個方面分別闡述并最終給出測量氧指數的擴展不確定度。

2 試驗方法及測量過程

采用GB/T2406.2-2009《塑料用氧指數法測定燃燒行為第2部分：室溫試驗》

(1)試樣準備：從同一塊EPS保溫板上切取出10組氧指數試樣，每組試樣不少于15根，每根規(guī)格為150mm×10mm×10mm，在50mm處畫一標線，并在溫度為(23±2)℃，相對,濕度為(50±5)%的條件下狀態(tài)調節(jié)88h。

(2)儀器校正：按下電源開關，液晶表應有數字跳動，然后把“測量-標定”選擇開關置于標定位置，用洗耳球對標定輸入吹氣，約一分鐘左右顯示表數字穩(wěn)定后，調節(jié)標定旋鈕，使顯示數字為21.00（定標：新鮮空氣中氧的百分比為20.95%），再把選擇開關置于測量位置。

(3)試驗過程：開啟氧氣、氮氣鋼瓶閥門，使壓力位0.2-0.3MPa，調節(jié)穩(wěn)壓閥（氧、氮）使前面板壓力表（氧、氮）指示為0.10-0.15MPa，然后調節(jié)流量，得到所需穩(wěn)定的氧氣、氮氣流量。將試樣垂直固定在氧指數燃燒筒中，點燃點火器，調節(jié)火焰高度為20mm左右，采用頂面點燃法點燃試樣頂端，然后迅速撤離，注意觀察試樣的燃燒時間和燃燒長度。

3 數學模型

氧指數按公式OI=Ci+kd計算

4 測量不確定度分量

4.1 試樣尺寸測量

試件尺寸采用鋼直尺測量，鋼直尺的的精度為1mm。由試件尺寸偏差導致的測量不確定度屬B類不確定度。

4.2 試驗人員重復測量

10組試樣引入的不確定度分量，Ci（34.4、34.4、34.2、34.6、34.6、34.4、34.8、34.8、34.4），k（-0.76、-0.14、0.38、-0.14、-0.76、-0.76、0.04、-0.14、-0.76、0.38），OI（34.2、34.3、34.2、34.5、34.4、34.4、34.4、34.7、34.6、34.4）。根據這10組測試數據氧指數測量不確定度的評定，屬于A類不確定度評定，相應的測量不確定度稱為復現(xiàn)測量不確定度ur2。算術平均值為：

測量的復現(xiàn)性以標準偏差表示，按貝塞爾公式計算：

以相對不確定度表示，為：

4.3 氧指數測定儀誤差引起的測量標準不確定度uF

根據氧指數測定儀使用說明書中給出的技術指標，數字分辨率：±0.1%，測量精度：0.5%?？梢院铣稍囼瀮x器引入的不確定度。此評定為B類不確定度評定。假設服從矩形（均勻）分布，其包含因子由此導致的氧指數測量結果的相對標準不確定度為：

(1)由儀器數字分辨率引入的不確定度ua：

此時的相對標準不確定度為ura

此時的相對標準不確定度為urb

(2)由測量精度引入的不確定度ub：

(3)儀器引入的合成相對標準不確定度：

4.4 不確定度分量匯總

以上對試件尺寸測量、復現(xiàn)測量、氧指數儀自身偏差三種因素引起的氧指數測量不確定度分量進行了分析評定，各個因素導致的氧指數測量不確定度分量匯總為ur1=1.16%、ur2=0.465%、ur3=0.857%。

5 合成標準不確定度的計算

由于ur1、ur2、ur3三個分量相互獨立，沒有相關性，所以相對合成標準不確定度uc按式

6 擴展不確定度

擴展不確定度U與合成不確定度uc之間的關系為：U＝k×uc。選包含因子k=2，則擴展不確定度U=2×0.523%=1.05%。

7 測量不確定度報告

氧指數OI=（34.41±1.05）%。

8 結束語

由上述分析可見，在試驗過程中試樣尺寸、人員重復操作的熟練性和設備精度均會對最終結果產生影響，所以試驗人員一定要經過嚴格的崗前培訓考核合格后方可進行操作，設備使用前應經過嚴格的出廠檢驗及檢定，在日常的使用過程中也應嚴格按照標準要求定期進行校準，進而從各個方面降低氧指數測量的不確定度。

[1]GB/T2406.塑料用氧指數法測定燃燒行為第2部分：室溫試驗[S].2-2009.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.034