建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估

广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第1页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/011编制目的1.1通过对影响测量结果的不确定度分量的分析和量化，给出外墙建筑涂料耐沾污性测定的测量不确定度评估方法。1.2在测量结果处于临界状态时，用于对测量结果作出正确的判定。1.3用于评价实验室测量比对结果的质量。2适用范围按GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》和GB/T9757-2001《溶剂型外墙涂料》中附录A中的试验方法测定的各类外墙建筑涂料对比率。3依据文件3.1本公司作业指导文件《CX-20测量不确定度评定与表示程序》3.2JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》3.3GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》3.4GB/T9757-2001《溶剂型外墙涂料》4不确定度评估规程4.1概述4.1.1原理采用配制灰作为污染介质，将其与水掺和在一起涂刷在涂层样板上。干后用水冲洗，经规定的循环后，测定涂层反射系数的下降率，以此表示涂层的耐沾污性。4.1.2测量程序刷涂配制灰冲洗样板测定沾污后的反射率测定原始反射率循环5次计算得到结果广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第2页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/01图1耐沾污性的测量程序4.1.3测量数据选择本公司生产的半光有机硅外墙漆(GB00)，充分搅拌均匀后，取样，按标准中所述的方法进行试验。共制取15张样板，每块样板各取3个测量点。测量数据见表1。表1耐沾污性检测数据样板编号原始反射系数值A沾污试验后的反射系数值B反射率下降值P123平均值123平均值196.296.396.496.386.78685.786.110.2296.496.195.395.986.286.586.686.49.5396.596.496.796.586.786.487.086.79.8496.796.696.896.785.786.285.985.910.8596.796.696.496.687.486.385.986.510.1696.596.496.096.387.185.486.886.49.9796.796.496.096.486.586.586.786.69.8896.696.796.896.787.087.587.287.29.5996.796.596.596.686.987.187.287.19.51096.896.996.896.886.586.586.886.610.21196.796.096.296.386.185.286.585.910.41296.897.096.396.784.186.186.586.210.51395.795.695.995.784.785.385.985.310.41496.195.995.495.886.486.086.286.29.61595.195.695.495.486.085.585.385.69.84.2数学模型的建立根据标准规定的测量方法，涂料涂膜的耐沾污性：100100PABXAA式中：X——涂层反射系数下降率；P——反射率下降值，P=A-B广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第3页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/01A——涂层起始平均反射系数；B——涂层经沾污试验后的平均反射系数。4.3不确定度来源分析根据数学模型涉及的输入量分析每个参数的不确定度来源，有关的不确定度来源如图1因果图所示。A（原始反射率）环境条件底材的反射率反射率测定仪测量重复性X(反射系数下降率）测量重复性反射率测定仪配置灰的刷涂量环境条件P（反射率下降值）图1对比率测定不确定度来源因果图4.4标准不确定度分量的评定4.4.1原始反射率A的测量不确定度u(A)4.4.1.1环境条件引入的不确定度分量u(H)环境温度和湿度条件对漆膜的养护有一定的影响，整个实验在恒温恒湿房中进行，温度和湿度能控制在标准规定的范围内。根据经验，环境条件的局部的微小变化对测量不确定度的贡献很小，在此忽略不计，u(H)=0。4.4.1.2测量结果的重复性引入的标准不确定度uA(A)人员的操作水平、涂料的均匀性及成膜性能、涂膜的外观、平整度、膜厚度的均匀性等方面均对测量不确定度有一定的影响，但无法用统计数字去计算、评估。因而本次评估，增加了试验次数，安排了15次重复性试验，以期在测量结果的重复性中体现以上各因素。从表1的原始反射率实测数据计算测量结果的重复性所带来的测量不确定度，如下：广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第4页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/01原始反射率A的标准不确定度记为uA(A)315111()()()0.270815(31)ApijjijuAsAAA4.4.1.3底材反射率引入的标准不确定度uB1(A)试验用的板材的反射率不同对原始对比率会有一定的影响，试验前对同一批板材随机抽取10个进行反射率测定，底材反射率的测量数据列于表2中。样板编号底材反射系数值123平均值124.824.524.324.5223.322.322.722.8325.423.424.524.4423.62125.723.4524.423.22724.9624.625.424.524.8723.423.722.923.3823.522.622.823.0924.626.822.424.61025.725.925.825.810块板材的反射率平均值在22.8~25.8之间，假设服从均匀分布，区间半宽为3.00001.50002aA（），包含因子为()3kA。由此引入的标准不确定度uB1(A)为1()1.5000()0.8660()3BaAuAkA4.4.1.4检测仪器反射率测定仪不准引入的标准不确定度反射率测定仪不准引入的不确定度主要有两个方面，一个是精度引入的不确定度u1，另外一个仪器的示值误差引入的不确定度u2。由反射率测定仪说明书可知其精度为0.3，示值误差为±1.0，均服从均匀分布，由此引起的标准不确定度分别为10.30.17323u广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第5页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/0121.00.57743u由此合成反射率测定仪引入得标准不确定度为2222212()0.17320.57740.6028BuAuu4.4.1.5合成不确定度分析原始反射率A的三个输入量不确定度分量u(H)、uA(A)、uB1(A)以及uB2(A)可知，四者互相独立，互不相关。原始反射率A的相对合成标准不确定度ucrel(A)可采用方和根方法合成得到：222122222()()()()()[][][][]0.27080.86600.60280()()()96.3196.3196.310.0113ABBcreluAuAuAuHuAHAAA其中96.31A4.4.2反射率下降值标准不确定度的评估反射率下降值P=A-B，由于A与B采用同一台反射率测定仪进行测量，反射率测定仪的不确定度分量以及板材的反射率的不确定度分量相互抵消，另外环境条件对样板以及沾污层的影响很小，忽略不计。其它因素为了保险起见均采用不相关量合成方法进行合成。4.4.2.1测量结果的重复性引入的标准不确定度采用贝塞尔公式计算15次反射率下降值的实验标准偏差s（P），标准不确定度等于一倍实验标准差：1021()()()0.4088151iiAPPuPsP其中9.9533P。4.4.2.2配置灰刷涂量引入的标准不确定的度按照标准中配置灰刷涂量的要求，配置灰的质量为（0.7±0.1）g，假设服从均匀分布，广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第6页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/01区间半宽为()0.1000aP，包含因子为()3kP。循环5次，由此引入的标准不确定度uB(P)为22()0.1000()[]5()50.1291()3BaPuPkP4.4.2.3合成标准不确定度u(P)分析反射率下降值P的两个不确定度分量uA(P)和uB(P)，可知两者互相独立，互不相关。原始反射率A的相对合成标准不确定度ucrel(A)可采用方和根方法合成得到：2222()()0.40880.1291()[][]()()0.04319.95339.9533ABcreluPuPuPPP4.4.3合成标准不确定度u(X)分析反射率下降值X的两个不确定度分量ucrel(A))和ucrel(A)，可知两者互相独立，互不相关。原始反射率A的相对合成标准不确定度ucrel(X)可采用方和根方法合成得到：2222()()()(0.0113)(0.0431)0.0446crelcrelcreluXuAuP4.6扩展不确定度评估取包含因子k=2，则对比率I的扩展不确定度U(I)为()()20.04460.0892cUIkuI4.7测量结果不确定度报告测定GB00的耐沾污性为10.33%。测定BI1200B的对比率的扩展不确定度为()0.08928.92%UI，它是由合成标准不确定度uc(I)=0.0446乘以包含因子k=2给出的，提供大约95%的置信概率。4.8附表对比率测试不确定度分量的汇总表广东嘉宝莉化工有限公司检测中心作业指导书文件编号JY05—2009第一版第0次修改第7页共7页名称：建筑涂料耐沾污性的测量不确定度评估实施日期2009/02/01附表耐沾污性测试不确定度分量汇总表序号不确定度来源标准不确定度相对标准不确定度分布符号数值%符号数值1原始反射率A环境条件均匀u(H)0————测量重复性正态uA(A)0.2708————底材反射率均匀uB1(A)0.866————反射率测定仪仪器精度均匀u10.1732————示值误差均匀u20.5774————反射率测定仪三角uB2(A)0.6028————原始反射率——————ucrel(A)0.01132反射率下降值P环境条件均匀——0————反射率测定仪三角——0————底材反射率均匀——0————测量重复性正态uA(P)0.4088————配置灰刷涂量均匀uB(P)0.1291————反射率下降值——————ucrel(B)0.04313耐沾污性测试X的相对合成标准不确定度()0.0446creluX4耐沾污性测试X的扩展相对合成标准不确定度(k=2)()()20.04460.0892cUIkuI