渔船船用救生衣包布抗拉破断强度检测结果不确定度的评定 韩梦遐;王玮
【摘 要】按照测量不确定度评定的基本方法和程序对渔船船用救生衣布料进行评定,以经纬各1组(各10块)的渔船船用救生衣包布——绦纶牛津布为研究对象,建立数学模型,分析其抗拉破断强度不确定度分量来源,评定不确定度,合成不确定度和扩展不确定度.出最大的不确定度分量——人员读数误差引起的不确定度,明确分析出渔船船用救生衣布料在进行抗拉破断强度的检测过程中应该控制的关键点,并对影响测量结果的不确定度的因素加以控制,保证测量的准确性,以便能够充分反映实验室对于检测结果的可靠性和准确性,同时督促检测人员提高技术水平.研究结果将对提高渔船船用救生衣布料的检测水平提供技术支持. 【期刊名称】《中国渔业质量与标准》
【年(卷),期】2014(004)005
【总页数】6页(P55-60)
电脑切换器【关键词】渔船;船用救生衣;包布;不确定度
钢结硬质合金
【作 者】韩梦遐;王玮
【作者单位】国家渔业机械仪器质量监督检验中心,农业部环保机械设备及船用产品质量监督检验测试中心,上海200092;国家渔业机械仪器质量监督检验中心,农业部环保机械设备及船用产品质量监督检验测试中心,上海200092
【正文语种】中 文
【中图分类】S94
渔业生产安全事故是中国第二大生产性社会重大安全问题，由此，救生产品技术和质量水平的高低，将直接影响施救的成功率［1 -2］。救生衣作为个体救生装备，具有极其广泛的应用范围，是水上运输业、渔业和海上石油天然气开采等众多行业从业者必备的劳动防护用品［3 -4］。救生衣的种类主要包括船用救生衣、儿童救生衣、工作救生衣以及休闲和娱乐救生衣等［5 -8］。
抗拉破断强度是渔船船用救生衣包布一项非常重要的物理性能指标，如果抗拉破断强度不够，会在使用过程中破裂，浮力材料外露，从而失去救生衣的救人功效。国家渔业机械仪
器质量监督检验中心对渔船救生衣包布进行检测，在数据处理中涉及不确定度评定。在计量检测行业中，不确定度的应用已有30 年之久。近年来，不确定度作为一个全新的概念，受到各行各业检测人员的重视。不确定度分析在对实验室检测结果的表示和质量评定中有重要的意义［9］，也凸显了抗拉破断强度准确性的重要程度。本研究按照测量不确定度评定的基本方法和程序对渔船船用救生衣布料进行评定，明确分析出渔船船用救生衣布料在进行抗拉破断强度的检测过程中应该控制的关键点，并对影响测量结果的不确定度的因素加以控制，对提高渔船船用救生衣布料的检测水平具有一定的指导意义。
1 材料与方法
1.1 实验材料
此次实验所用的渔船救生衣包布材料为某厂家提供的绦纶牛津布。
1.2 实验主要仪器和设备
数字显示电子式拉力实验机:LDS-2 型，上海申联实验机厂，测量范围为0 ～2 000 N，误差为±1%，最大示值误差±0.6%，校准用标准测力仪0.1 级。
钢直尺:得力No.8463，测量范围为0 ～30 cm，最大允许误差为±0.2 mm。
以上仪器设备均经过上海市计量测试技术研究院华东国家计量测试中心计量认证，满足实验需要。
1.3 方法
1.3.1 实验方法
抗拉破断强度按GB4303—2008《船用救生衣》［7］和BS EN ISO 12402 -7:2007 Personal flotation devices - Part 7:Materials and components——Safety requirements and test methods［10］测试。严格按照规范规定尺寸(50 mm ×200 mm)进行试样的制作，经纬各10 件。按照标准BS EN ISO 13934 -1 Tensile properties of fabrics-Part 1:Determination of maximum force and elongation at maximum force using the strip method［11］来进行调温和调湿，在拉力机速度(100 ±10)mm/min 的情况下进行拉伸强度实验。而且在开始实验前进行一定荷载的预拉紧［12］。以受控速度施加拉力，将试样拉断，试样拉断过程中最大力所对应的应力即为救生衣布料的抗拉破断强度。
1.3.2 数据统计分析方法
本次不确定度的数据统计分析方法主要为因果图，采取由原因到结果的格式，分别从“人、机、料、法、环”这5 个方面原因。
1.3.3 测量不确定度的步骤测量不确定度的流程见图1。
图1 测量不确定度评定的流程图Fig.1 Flow chart of measurement uncertainty
1.3.3.1 建立数学模型
抗拉破断强度主要由最大荷载(Ff )和试件宽度(B)两个参数组成，与最大荷载成正比关系，与试件宽度成反比关系，得:
耐磨铸铁式(1)中:af 为抗拉破断强度，单位kN/m;Ff 为最大荷载，单位kN;B 为试件宽度，单位m。
根据其数学模型进行测量不确定度的来源分析，得出各个标准不确定度的分量，以便进行比较和分析。
1.3.3.2 求最佳值
由统计理论可知，按建立的数学模型，随机变量期望值的最佳估计值是n 次测得值fi 的算术平均值af 。
式(2)中:afi 为径向包布抗拉破断强度的最佳估计值，单位kN/m;n 为试验次数。
1.3.3.3 标准不确定度分量评定
根据不确定度来源分析对每个不确定度分量进行计算。
1)测量重复性(随机效应)引入的不确定度(A类评定)
式(3)中:S(xi)为关于xi 的标准差;n 为试验次数。
2)测量仪器不准(系统效应)引入的不确定度(B类评定)
式(4)中:a 为上限与下限之间的半区间(或者称半宽度);k 为包含因子，由其分布情况而确定。
1.3.3.4 标准相对不确定度
相对不确定度是指总不确定度除以标准值的百分率。
式(5)中:urel ( xi )为关于xi 的相对不确定度;xi为测量值，或测量结果的算数平均值，或公认标准值，或理论值。
1.3.3.5 合成不确定度
在各不确定度分量合成以前，各分量需使用相同单位。若不同，可以使用相对不确定度(式(5))来转换，然后根据式(6)合成;若相同，直接合成。润滑油分析仪
1.3.3.6 扩展不确定度
汽车膨胀水箱
1)相对扩展不确定度
扩展不确定度是由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度。
式(7)中:urel(af)为关于af 的相对不确定度;k为包含因子，由置信区间决定。
绝对扩展不确定度
式(8)中:UP(af)为关于af 的相对扩展不确定度;af 为抗拉破断强度，单位为kN/m。
2 结果与分析
2.1 实验结果
农药渗透剂
本次实验由2 名实验人员测试经纬方向各10 个样品，利用上述程序进行测量，测量结果见表1。
表1 救生衣布料抗拉破断强度测试结果Tab.1 Test results of life jacket fabric tensile and rupture strength样品号Sample No.径向拉力(Ff经)/N Radial tension径向位移/mm Radial displacement纬向拉力(Ff纬)/N Zonal tension纬向位移/mm Zonal displacement 1 1 344.00 1 13.00 1 240.00 61.61 2 1 386.00 114.60 1 244.00 59.07 3 1 381.00 103.30 1 273.00 60.92 4 1 356.00 100.70 1 273.00 61.44 5 1 354.00 112.90 1 276.00 64.29 6 1 361.00 104.20 1 233.00 59.99 7 1 377.00 104.50 1 210.00 61.00 8 1 420.00 116.00 1 237.00 63.67 9 1 327.00 104.40 1 229.00 58.70 10 1 366.00 109.20 1 237.00 61.49 F) 1 367.20 108.28 1 245.20 61.22标准差(S)平均值(25.65 5.50 21.88 1.77
2.2 测量不确定度来源分析
图2 不确定度的来源Fig.2 Sources of uncertainty
测量过程中可能导致不确定度的来源很多，主要原因由测量设备、测量人员、测量方法及被测对象的不完善引起。大体可归纳为:被测量的定义不完整，复现被测量的测量方法不理想，取样的代表性不够，即被测样本不能完全代表所定义的被测量，对测量过程受环境影响的认识不恰如其分或对环境参数的测量与控制不完善，对模拟式仪表的读数存在人为的偏移，测量仪器的计量性能(如灵敏度、分辨率、稳定性等)的局限性，测量标准或标准物质的不确定度，引用的数据或其他参数的不确定度，测量方法和测量程序的近似和假设，在相同条件下被测量在重复观测中的变化等，上述测量不确定度来源可能相关［13］。
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