整芯阻燃輸送帶滾筒摩擦試驗(yàn)溫度測(cè)量不確定度評(píng)定作者：中澳橡膠 發(fā)布時(shí)間：2015-09-28 點(diǎn)擊次數(shù)：
摘要：為了確保實(shí)驗(yàn)室測(cè)量準(zhǔn)確度，對(duì)煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的阻燃性滾筒摩擦試驗(yàn)滾筒表面最高溫度的測(cè)定進(jìn)行了測(cè)量不確定度評(píng)定研究，通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)測(cè)定中主要不確定度分量進(jìn)行評(píng)定，得出結(jié)果是滾筒表面最高溫度測(cè)量不確定度主要影響因素為溫度測(cè)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(yàn)；溫度測(cè)量；不確定度評(píng)定
輸送帶是煤礦井下運(yùn)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(diǎn)，因而在煤礦應(yīng)用較普遍。輸送機(jī)在運(yùn)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(huì)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(yán)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(jìn)行滾筒摩擦試驗(yàn)，測(cè)定滾筒表面最高溫度，以對(duì)煤礦用織物整芯阻燃輸送帶阻燃性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。在滾筒摩擦試驗(yàn)中，由于受到試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法、環(huán)境因素等影響，測(cè)量結(jié)果會(huì)有一定的誤差，要提高測(cè)量精度，需排除上述影響因素所造成的誤差，故筆者認(rèn)為，需對(duì)溫度測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)前業(yè)內(nèi)對(duì)滾筒表面溫度測(cè)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(duì)整芯阻燃輸送帶滾筒表面溫度測(cè)量不確定度評(píng)定方法進(jìn)行探討。
1溫度測(cè)量
1．1測(cè)量?jī)x器鋼滾筒：(2j(210±1)film，負(fù)載轉(zhuǎn)速：(200±5)r／min；張緊裝置：對(duì)試件施加拉力343N；風(fēng)速表：O～25m／s，準(zhǔn)確度0．1m／s；測(cè)溫裝置：數(shù)字式熱電偶測(cè)量滾筒表面溫度；通用電子計(jì)數(shù)計(jì)：準(zhǔn)確度0．1％
1．2測(cè)量過程及測(cè)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(yàn)方法和判定規(guī)則》的試驗(yàn)方法，在靜止空氣中試驗(yàn)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(dòng)。試驗(yàn)期間，張力始終保持在343N，記錄試驗(yàn)過程中滾筒表面最高溫度，觀察有無燃燒現(xiàn)象，試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果見表1。
2數(shù)學(xué)模型的建立滾筒表面溫度測(cè)量所用儀器為數(shù)字式熱電偶溫度計(jì)，其測(cè)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為=d+6(1)式中，t為實(shí)際溫度；d為讀取的示值；b為修正值。
3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定(1)獨(dú)立測(cè)量溫度示值重復(fù)性不確定度分量評(píng)定。通過對(duì)同一型號(hào)輸送帶滾筒摩擦獨(dú)立試驗(yàn)10次，且各次測(cè)量互不相關(guān)，根據(jù)表1檢測(cè)結(jié)果計(jì)算其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差『，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：試驗(yàn)檢測(cè)過程中，所報(bào)出的結(jié)果均為一次檢測(cè)結(jié)果，以第10次檢測(cè)結(jié)果，滾筒表面最高溫度為215℃為例，計(jì)算試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s()：1．61cc。其相對(duì)不確定度U…為0．75×10～。(2)溫度測(cè)量時(shí)的電子計(jì)數(shù)示值誤差和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀校準(zhǔn)引入的不確定度。①溫度測(cè)量是由電子計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)顯提供，而說明書提供的通用電子計(jì)數(shù)計(jì)不確定度為0．1％，測(cè)溫計(jì)的示值誤差為-I=0．1％，可以認(rèn)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(cè)量的電子計(jì)數(shù)的B類相對(duì)不確定度分量u=0．58×10一；②滾筒摩擦試驗(yàn)機(jī)溫度測(cè)量用熱電偶是借助于0．01級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫計(jì)引入的B類相對(duì)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(duì)不確定度分量“…。滾筒摩擦試驗(yàn)機(jī)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(cè)量?jī)x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(duì)不確定度分量／Z…=0．14×l0～。②張緊力引入的B類相對(duì)不確定度分量u…。試驗(yàn)中對(duì)滾筒摩擦試驗(yàn)臺(tái)上試件施加張緊力343N，在實(shí)際進(jìn)行測(cè)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(dòng)過程有上下浮動(dòng)，長(zhǎng)期試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)得出張緊力浮動(dòng)為±10N，而測(cè)量?jī)x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(duì)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)裝置使用的風(fēng)速表(經(jīng)上級(jí))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(duì)不確定度為M，=0．19×10一。4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算鑒于滾筒摩擦試驗(yàn)機(jī)示值重復(fù)性、通用電子計(jì)數(shù)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀、鋼滾筒轉(zhuǎn)速、張緊力、除煙抽風(fēng)風(fēng)速這6個(gè)不確定度分量彼此無關(guān)。所以溫度測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度可合成為：根據(jù)第10次測(cè)試數(shù)據(jù)，由式(1)得，t=d+b=216．3℃，t的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u=t·“=5．08℃。5擴(kuò)展不確定度計(jì)算t的擴(kuò)展不確定度等于包含因子乘以合成標(biāo)準(zhǔn)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(píng)定后，滾筒表面最高溫度測(cè)量結(jié)果為t=(216．3±10．2)oC，k=2。6結(jié)論(1)綜上分析和計(jì)算可知，張緊力引入的B類相對(duì)不確定度分量，為0．17×10～，鋼滾筒轉(zhuǎn)速引入的B類相對(duì)不確定度分量u=0．14×10～，相對(duì)于示值重復(fù)性、通用電子計(jì)數(shù)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀、除煙抽風(fēng)風(fēng)速4個(gè)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(rèn)為，煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的阻燃性滾筒摩擦試驗(yàn)滾筒表面最高溫度測(cè)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(shí)驗(yàn)室滾筒表面最高溫度的測(cè)量準(zhǔn)確度，就要求實(shí)驗(yàn)人員在試驗(yàn)操作過程中，按照標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施的同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)判定滾筒摩擦試驗(yàn)合格與否的主要因素為滾筒表面最高溫度，在未達(dá)到325oC時(shí)，表明該項(xiàng)合格；若超過325oC，該試樣不合格。在實(shí)際測(cè)量過程中，由于該型號(hào)阻燃輸送帶擴(kuò)展不確定度為10．2oC，故針對(duì)該試樣，當(dāng)溫度檢測(cè)數(shù)值小于314．8oC時(shí)，該試樣一定合格；當(dāng)溫度檢測(cè)數(shù)值在314．8～335．2oC時(shí)，可稱該試樣松限合格，緊限不合格。當(dāng)溫度檢測(cè)數(shù)值大于335．2oC，則該試樣肯定不合格。在實(shí)際試驗(yàn)過程中，由實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度引起的不確定度對(duì)時(shí)間及溫度測(cè)量過程的影響因素均可以忽略不計(jì)。
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