玩具服饰织物燃烧速度测试结果不确定度评估

玩具服饰织物燃烧速度测试结果不确定度评估
作者：谷德祥
来源：《价值工程》2015年第02期
摘要：简要描述了玩具服饰织物按照标准《GB 6675-2003国家玩具安全技术规范》附录B检测时可能存在的几个不确定度分量以及各分量对检测结果的影响评估。

Abstract： This paper briefly described several uncertainty components of the test of the toys and apparel fabric according to the standard of the appendix B OF GB 6675-2003 National Toy Safety Technical Specifications and the impact assessment of each component on the test results.
关键词：玩具服饰织物;不确定度分量;评估
Key words： toys and apparel fabrics;uncertainty components;evaluation
中图分类号：V512 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1006-4311（2015）02-0307-02
1 ;概述
中国是全球玩具第一大生产国，也是最大出口国。

全球70%的玩具是在我国境内制造的。

玩具服饰织物的燃烧速度是玩具产品的一项重要安全指标。

本文通过分析影响玩具服饰织物燃烧速度的各个不确定度分量，阐述了各个不确定度分量的来源、定量方法及最终合成表示。

1.1 检测依据：《GB 6675-2003国家玩具安全技术规范》标准附录B。

1.2 检测环境条件：温度：20℃±5℃，相对湿度65%±5%。

1.3 检测设备及工具：综合燃烧测试仪、钢直尺1000mm、燃烧气体为丁烷气。

1.4 被测对象及其主要性能：玩具服饰织物。

1.5 检测项目与检测方法：检测项目：检测玩具服饰织物的燃烧速度。

检测方法：①用钢直尺量取长650mm、宽150mm的布片。

②将布片试样放入恒温室，在温度为（20±5）℃，相对湿度为（65±5）%的条件下预处理7小时以上。

③将布片试样从预处理环境中取出并在燃烧测试仪中测试燃烧速度。

仪器两标线间距离为500mm，从第一根标线连接的重锤落下开始计时，到第二根标线连接的重锤落下停止计时，并自动计算出燃烧速度。

2 ;数学模型
公式为：V=L/t
其中：V——燃烧速度（mm/s）;L——燃烧距离（mm）;t——燃烧时间（s）。

3 ;不确定度分析
根据GB 6675《国家玩具安全技术规范》标准附录B 和相关测试规程进行操作，检测方法本身不确定度不予考虑，根据标准和相关测试规程，试样在（20±5）℃，湿度为
（65±5）%RH的恒温室预处理7小时以上，而恒温室内部校正温度偏差为±1℃，湿度为
±5%RH，对燃烧速度不确定度影响可以忽略。

根据公式 ;V=L/t ;L单位：mm;t单位：s（秒）。

由不确定度分析因果图，燃烧速度公式应扩展为：
V=L/t·f·f，其中f=1，f=1。

主要不确定度分量有：
燃烧长度L的不确定度μ1，燃烧时间t的不确定度μ2，燃烧气丁烷气纯度引起的不确定度μ（f），测量分散性引起的不确定度μ（f）。

各分量互不相关，所以
U=
经检测，燃烧长度为500mm，燃烧时间为12.9s，则燃烧速度为：V=L/t·f·f=（500÷20.4）×1×1=24.5（mm/s）。

①燃烧长度L的不确定度分量：
燃烧测试仪经校准，给出标线间距离不确定度为U=0.2mm，k=2。

故燃烧距离示值引起的标准不确定度分量为：U1=0.2÷2=0.1mm。

燃烧距离示值为L=500mm，相对标准不确定度分量U1，rel=0.1÷500=2×10-4。

②燃烧时间t的不确定度分量。

启动和停止计时系统系统效应可以抵消，其所带来的不确定度影响忽略不计;
燃烧时间经校准，给出燃烧时间t的不确定度为U=0.007s，k=2。

故燃烧时间引起的标准不确定度分量为：U2=0.007÷2=0.0035s。

燃烧时间示值为t=20.4s，相对标准不确定度分量U2rel=0.0035÷20.4=1.72×10-4。

③企业提供的气体纯度报告显示气体纯度为98%以上，按均匀分布考虑，置信因子k=，区间半宽度α=（1-0.98）÷2，因此气体纯度带来的标准不确定度分量为：
U（f）=α/k=（1-0.98）÷2÷=0.0058
相对标准不确定度分量U（f）=0.0058÷1=0.0058。

④对同一批次玩具服饰织物由甲、乙二人各测试1次，数据如表2（mm/s）。

平均燃烧速度为：24.0mm/s，标准不确定度为：1.756mm/s;
相对标准不确定度为：U（f）/f=1.756/24.0/1=0.0732。

根据测试规程，在测试过程中，对火焰高度的偏差及燃烧喷嘴与玩具服饰织物表面距离的偏差进行严格控制，对燃烧速度所带来的影响可以认为也包含在此测量分散性中，不再予以单独评估。

U/V=
=
=0.0734
UV=24.5×0.0734≈1.8mm/s
取包含因子k=2，则扩展不确定度为1.8×2=3.6mm/s。

4 ;结束语
作为直接关系人身安全的玩具服饰织物发展迅猛，无论是产品种类还是工艺配方都有了长足的发展。

我国玩具产业在发展的过程中肯定会出现种种问题，但是，只要坚持安全第一、质量第一的宗旨，我国玩具服饰织物的发展水平必将不断提高，在世界玩具市场的占有额度也会不断提高，这个过程中，《GB 6675-2003国家玩具安全技术规范》标准对产品质量水平的控制和提高会起到鞭策和提升的作用。

参考文献：
[1]张艳芬，刘唐书，等.GB 6675-2003，国家玩具安全技术规范[S].2004，10，01.
[2]王斗文，施昌彦，等.GBT27411-2012，检测实验室中常见不确定度评定方法与表示[S].2013，07，01.
[3]JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].北京：国家质量技术监督局，1999.
[4]鲁邵曾.现代计量学概论[M].北京：中国计量出版社，1987.
作者简介：谷德祥（1977-），男，安徽淮南人，工程师，现就职于安徽省产品质量监督检验研究院轻工产品检测研究中心，任职轻工中心首席检验师，从事轻工产品检验研究工作，熟悉塑料建材产品、汽车内饰产品、食品包装产品、玩具产品的检测、标准制修订工作。