[摘 要]依据JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》及CNAS-GL05:2006《测量不确定度要求的实施指南》对实木地板含水率的检测结果进行了不确定度的评定,对评定结果进行了分析。结果显示:干燥过程引起的不确定度是实木地板含水率不确定度评价的关键。
[关键词]实木地板;含水率;不确定度评定
近年来,随着人们生活水平的提高,实木地板的需求量不断增加,档次也越来越高。但是有的实木地板还没用够一年,就发生了开裂现象,降低了使用寿命。造成实木地板开裂的直接的原因便是木材的含水率。实木地板含水率太高,装修以后,受干燥气候影响,收缩开裂,地板之间出现缝隙;含水率太低,装修时伸缩间隙留得不够,气候潮湿,地板受潮翘曲。正因如此,人们对它的含水率越来越关注。在检测实木地板含水率时,人们总是希望测试结果能够尽量真实。但是一切测量结果都不可避免地具有不确定度,不确定度是表征合理赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。因此,对实木地板含水率测量结果的不确定度进行评定很有必要。本文根据JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》及CNAS-GL05:2006《测量不确定度要求的实施指南》要求,为实验室在检测实木地板含水率过程中进一步提高检测数据的可靠性和一致性提供借鉴。
一、试验依据和方法
1.测量仪器
试验中采用的仪器有电子天平(精度0.01g),空气对流干燥箱(精度±1℃)和干燥器。
2.测量依据和方法
测量方法依据GB/T 15036.2-2009《实木地板 第2部分:检验方法》和GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》。根据GB/T 17657-1999中4.3规定,试件在锯割后应立即进行称量,精确至0.01g。然后将试件放在温度为(103±2)℃的干燥箱中干燥至质量恒定,干燥后的试件立即置于干燥器内冷却,冷却后称量,精确至0.01g。
3.数学模型
采用公示(1)计算试件的含水率。
式中:H——试件的含水率,%;
mu——试件干燥前的质量,g;
m0——试件干燥后的质量,g。
4.测量不确定度评定依据
本试验中测量不确定度评定参考JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》及CNAS-GL05:2006《测量不确定度要求的实施指南》。
二、试验结果和讨论
本次试验采用标称值为100mm×100mm×18mm的实木地板,测得的数据见表1。
表1 实木地板含水率检测结果
经分析,本试验中引起实木地板含水率不确定度主要来源是干燥前和干燥后质量的称量及空气对流干燥箱校准引起的不确定度u(mu)、u(m0)和u(t)。
1.实木地板干燥前质量的不确定度u(mu)
实木地板干燥前质量的不确定度u(mu)主要包括电子天平校准带来的不确定度u(mu)1、电子天平称量重复性带来的不确定度u(mu)2和试验重复性带来的不确定度u(mu)3。
(1)由电子天平校准引起的不确定度
试验时,干燥前的质量用电子天平称量,天平制造商给出了天平的置信区间±0.01g,按均匀分布,由此带来的不确定度分量:
(2) 电子天平称量重复性引起的不确定度
参考《化学分析中不确定度的评估指南》有关数据为0.5×最后一位有效数字,得到:u(mu)2=0.5×0.01g=0.005g(3)
(3)结果的重复性带来的不确定度
本试验在重复条件下检验了10份实木地板样品,同时进行相同处理,并在相同的条件下进行检验,使用A类评定方法评定。
2. 实木地板干燥后质量的不确定度U(m0)
实木地板干燥后质量的不确定度U(m0)主要包括电子天平校准带来的不确定度U(m0)1、电子天平称量重复性带来的不确定度U(m0)2和试验重复性带来的不确定度U(m0)3。
(1)由电子天平校准引起的不确定度
试验时,干燥后的质量用电子天平称量,天平制造商给出了天平的置信区间±0.01g,按均匀分布,由此带来的不确定度分量: (4)
(2)天平称量重复性引起的不确定度
参考《化学分析中不确定度的评估指南》有关数据为0.5×最后一位有效数字,得到:u(m0)2=0.5×0.01g=0.005g(5)
(3)结果的重复性带来的不确定度
本试验在重复条件下检验了10份实木地板样品,同时进行相同处理,并在相同的条件下进行检验,使用A类评定方法评定。
干燥后质量的算数平均值为:
单次测量的不确定度为:
算数平均值的不确定度为:
实木地板干燥后质量带来的不确定度分量的合成为:
3.空气对流干燥箱校准带来的不确定度u(t)
试件干燥采用的设备是空气对流干燥箱,检定证书上标明的置信区间为±1℃故该空气对流干燥箱的B类相对不确定度为: (10)
4.合成标准不确定度u(H)
由建立的数学模型可知H的输出量的合成标准不确定度u(H)为
5.扩展不确定度U(H)
根据以上分析,取置信概率为P=95%,取k =2 ,故可求得扩展不确定度U(H)为:
U(H)=ku(H)
6.不确定度报告
根据上面的结果,本次实木地板含水率检验结果可表示为:
H=(10.8±0.2)%;k=2 (12)
三、结论
从各不确定度的结果看出,空气对流干燥箱带来的不确定度是总不确定度的主要来源,要提高测量结果的准确性,首先应该提高产品质量的均匀性和取样尺寸的准确性,其次应减少干燥设备带来的误差。□
(编辑/穆杨)