整芯阻燃輸送帶滾筒摩擦試驗溫度測量不確定度評定作者：中澳橡膠 發(fā)布時間：2015-09-28 點擊次數(shù)：
摘要：為了確保實驗室測量準確度，對煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的阻燃性滾筒摩擦試驗滾筒表面最高溫度的測定進行了測量不確定度評定研究，通過建立數(shù)學(xué)模型對測定中主要不確定度分量進行評定，得出結(jié)果是滾筒表面最高溫度測量不確定度主要影響因素為溫度測量、張緊力引入的不確定度和鋼滾筒轉(zhuǎn)速不穩(wěn)引入的不確定度。
關(guān)鍵詞：整芯阻燃輸送帶；滾筒摩擦試驗；溫度測量；不確定度評定
輸送帶是煤礦井下運輸裝置的重要組成部分，傳統(tǒng)的橡膠輸送帶是易燃物織物，不能滿足井下阻燃的要求，因此不允許井下使用。整芯阻燃輸送帶既能阻燃、抗靜電，且具有防水、防潮、抗撕裂、質(zhì)量小、能耗少等優(yōu)點，因而在煤礦應(yīng)用較普遍。輸送機在運轉(zhuǎn)過程中，滾筒與輸送帶問摩擦將產(chǎn)生高溫，如果輸送帶阻燃性能差，則會燃燒產(chǎn)生火花，由于井下存在瓦斯、甲烷等易燃易爆氣體，遇到明火極易引發(fā)嚴重安全生產(chǎn)事故，故必須保證輸送帶可靠的阻燃性能。因此，在投入使用前，必須進行滾筒摩擦試驗，測定滾筒表面最高溫度，以對煤礦用織物整芯阻燃輸送帶阻燃性能進行準確評估。在滾筒摩擦試驗中，由于受到試驗條件、試驗方法、環(huán)境因素等影響，測量結(jié)果會有一定的誤差，要提高測量精度，需排除上述影響因素所造成的誤差，故筆者認為，需對溫度測量不確定度進行評定。當前業(yè)內(nèi)對滾筒表面溫度測量不確定度討論較少，現(xiàn)以PVG800S一650mm規(guī)格的煤礦用織物整芯阻燃輸送帶為例，對整芯阻燃輸送帶滾筒表面溫度測量不確定度評定方法進行探討。
1溫度測量
1．1測量儀器鋼滾筒：(2j(210±1)film，負載轉(zhuǎn)速：(200±5)r／min；張緊裝置：對試件施加拉力343N；風(fēng)速表：O～25m／s，準確度0．1m／s；測溫裝置：數(shù)字式熱電偶測量滾筒表面溫度；通用電子計數(shù)計：準確度0．1％
1．2測量過程及測量結(jié)果根據(jù)MT914--2008~煤礦用織物整芯阻燃輸送帶》、MT450--1995《煤礦用鋼絲繩芯輸送帶阻燃抗靜電性能試驗方法和判定規(guī)則》的試驗方法，在靜止空氣中試驗試件應(yīng)繞鋼滾筒成180。圓弧，其一端剛性固定，另一端與張緊裝置連接，施加張力343N，滾筒以(200±5)r／min的轉(zhuǎn)速朝著離開試件固定端的方向轉(zhuǎn)動。試驗期間，張力始終保持在343N，記錄試驗過程中滾筒表面最高溫度，觀察有無燃燒現(xiàn)象，試驗測量結(jié)果見表1。
2數(shù)學(xué)模型的建立滾筒表面溫度測量所用儀器為數(shù)字式熱電偶溫度計，其測量的數(shù)學(xué)表達式為=d+6(1)式中，t為實際溫度；d為讀取的示值；b為修正值。
3標準不確定度分量評定(1)獨立測量溫度示值重復(fù)性不確定度分量評定。通過對同一型號輸送帶滾筒摩擦獨立試驗10次，且各次測量互不相關(guān)，根據(jù)表1檢測結(jié)果計算其試驗標準差『，試驗標準差：試驗檢測過程中，所報出的結(jié)果均為一次檢測結(jié)果，以第10次檢測結(jié)果，滾筒表面最高溫度為215℃為例，計算試驗標準差s()：1．61cc。其相對不確定度U…為0．75×10～。(2)溫度測量時的電子計數(shù)示值誤差和標準測溫儀校準引入的不確定度。①溫度測量是由電子計數(shù)計數(shù)顯提供，而說明書提供的通用電子計數(shù)計不確定度為0．1％，測溫計的示值誤差為-I=0．1％，可以認為示值誤差出現(xiàn)在此范圍內(nèi)的任何處均是等概率的、均勻的，處于該范圍以外的概率基本為0，即屬于矩形分布，k=√3。因此，溫度測量的電子計數(shù)的B類相對不確定度分量u=0．58×10一；②滾筒摩擦試驗機溫度測量用熱電偶是借助于0．01級標準測溫儀進行校準，校準證書給出200oC處的修正值b=1．3qC，U=1．4oC，置信因子k=2，則由標準測溫計引入的B類相對不確定度分量／Z…=0．35×10～。(3)其他影響因素不確定度分量。①鋼滾筒轉(zhuǎn)速引入的B類相對不確定度分量“…。滾筒摩擦試驗機說明書提供的鋼滾筒轉(zhuǎn)速為(200±5)r／rain，可知其誤差為±5r／min，而測量儀器最大允許誤差導(dǎo)致的不確定度，屬于矩形分布，k=√3。因此，鋼滾筒轉(zhuǎn)速引入的B類相對不確定度分量／Z…=0．14×l0～。②張緊力引入的B類相對不確定度分量u…。試驗中對滾筒摩擦試驗臺上試件施加張緊力343N，在實際進行測量過程中由于輸送帶摩擦不是理想摩擦，傳感器顯示力值大小隨輸送帶摩擦震動過程有上下浮動，長期試驗經(jīng)驗得出張緊力浮動為±10N，而測量儀器張緊力誤差導(dǎo)致的不確定度，屬于矩形分布，k=√3。因此，張緊力引入的B類相對不確定度分量u…為0．17×10～。③除煙抽風(fēng)系統(tǒng)2配+2+2+2+，一：m+×5232√==風(fēng)速表引入的相對不確定度…。除煙抽風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的風(fēng)流速度不得超過0．5m／s，標準裝置使用的風(fēng)速表(經(jīng)上級)檢定部門檢定，給出了風(fēng)速表的不確定度，通過換算風(fēng)速表引入的相對不確定度為M，=0．19×10一。4合成標準不確定度計算鑒于滾筒摩擦試驗機示值重復(fù)性、通用電子計數(shù)計、標準測溫儀、鋼滾筒轉(zhuǎn)速、張緊力、除煙抽風(fēng)風(fēng)速這6個不確定度分量彼此無關(guān)。所以溫度測量相對標準不確定度可合成為：根據(jù)第10次測試數(shù)據(jù)，由式(1)得，t=d+b=216．3℃，t的合成標準不確定度為u=t·“=5．08℃。5擴展不確定度計算t的擴展不確定度等于包含因子乘以合成標準不確定度，U=k·M，即U=10．16℃(在置信水平約為95％，包含因子k取2)，修約后u10．2℃。因此，經(jīng)過不確定度評定后，滾筒表面最高溫度測量結(jié)果為t=(216．3±10．2)oC，k=2。6結(jié)論(1)綜上分析和計算可知，張緊力引入的B類相對不確定度分量，為0．17×10～，鋼滾筒轉(zhuǎn)速引入的B類相對不確定度分量u=0．14×10～，相對于示值重復(fù)性、通用電子計數(shù)計、標準測溫儀、除煙抽風(fēng)風(fēng)速4個因素，張緊力、鋼滾筒轉(zhuǎn)速不確定度分量影響較大。因此，可認為，煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的阻燃性滾筒摩擦試驗滾筒表面最高溫度測量不確定度的主要來源是張緊力不恒定和鋼滾筒轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。為了確保實驗室滾筒表面最高溫度的測量準確度，就要求實驗人員在試驗操作過程中，按照標準要求實施的同時盡可能地保持張緊力的恒定和鋼滾筒轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。(2)根據(jù)MT914--2008中相關(guān)標準判定滾筒摩擦試驗合格與否的主要因素為滾筒表面最高溫度，在未達到325oC時，表明該項合格；若超過325oC，該試樣不合格。在實際測量過程中，由于該型號阻燃輸送帶擴展不確定度為10．2oC，故針對該試樣，當溫度檢測數(shù)值小于314．8oC時，該試樣一定合格；當溫度檢測數(shù)值在314．8～335．2oC時，可稱該試樣松限合格，緊限不合格。當溫度檢測數(shù)值大于335．2oC，則該試樣肯定不合格。在實際試驗過程中，由實驗室溫度、濕度引起的不確定度對時間及溫度測量過程的影響因素均可以忽略不計。
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