實驗室比對在氣體發生器過濾網焊接強度測試中的應用

楊金雪　唐克虎　莊超

摘 要：本文主要介紹了通過實驗室間比對來確定安全氣囊體發生器用過濾網焊接強度測試數據的準確度及測試系統的有效性的方法，包括測試樣品的選擇、不確定度的計算等，最終得到En≤1，此次實驗室間比對結果為滿意。

關鍵詞：氣體發生器過濾網 焊接強度 實驗室間比對

Application of Laboratory Comparison in Welding Strength Test of Filter Screen of Gas Generator

Yang Jinxue Tang Kehu Zhuang Chao

Abstract：This paper mainly introduces the method of determining the accuracy of the welding strength test data and the effectiveness of the test system of the filter screen of the airbag body generator through the comparison between laboratories， including the selection of test samples， the calculation of uncertainty， etc.， and finally gets en ≤ 1， which is satisfactory.

Key words：gas generator filter screen， welding strength， interlaboratory comparisons

1 前言

過濾網是煙火式安全氣囊氣體發生器的重要組件，其主要作用是降低氣體發生器點爆后的燃氣溫度并過濾燃燒殘渣，從而減少氣囊模塊展開時產生器內膨脹氣體對安全氣囊的沖擊和灼傷。

為保證氣體發生器過濾網的焊接強度滿足設計及技術要求，必須對其進行檢測，同時為驗證測試結果的準確度及測試系統的有效性，符合實驗室能力認可準則的要求，需對該測試項目進行能力驗證。

然而由于此測試方法并非常用方法且無相關檢測標準，無法參加能力驗證計劃及測量審核內容，因此計劃采用實驗室間比對方法，通過對測試數據差異進行分析計算，比較不同實驗室間的測試差異水平，以評價本實驗室測試數據的準確度及測試系統的有效性。

2 比對計劃

經聯系并調研，計劃選擇使用同類型檢測設備及檢測方法的A實驗室作為此次氣體發生器過濾網焊接強度測試項，實驗室間比對的第二方實驗室。

由于氣體發生器過濾網焊接強度測試為破壞性實驗，無法進行重復測試，因此計劃選擇同一生產批次過濾網，將其看作彼此間無差異或差異極小的產品作為測試樣品。

最后共選取過濾網4件（同一批次取4件樣品測試），本實驗室及第二方實驗室分別測試2件，并計算測試平均值。

選取的待測試過濾網，其配套用氣體發生器型號為DAB-3，生產批次N114批，焊接強度規格≥1000N。測試過程及數據如下：

3 本實驗室測試

3.1 檢測使用的儀器設備

微機控制電子萬能試驗機，型號：CMT6104，準確度等級：0.5級，檢定結果：合格;

設備專用工裝夾具。

3.2 檢測程序

將待測過濾網剪開，注意剪切位置與點焊位置保持對中，然后將除第一層與最后一層的過濾網拉直外，其它層過濾網進行折疊，不影響夾具固定即可。

選擇適當裝夾具并安裝固定在萬能試驗機上，連接設備傳感器，然后將被測件上下夾緊固定在測試夾具中間。

打開測試軟件，選擇并設置測試信息，按下位移調節面板上的拉升開始鍵;待拉伸機自動補償到零點后，點擊程序界面右側的“實驗進程”按鈕，設備自動開始試驗。

待樣件斷裂后，試驗結束，設備自動生成完整測試曲線及數值。

3.3 數學模型

測量結果由萬能試驗機直接生成數據得到，即：

式中：Y——過濾網保護套焊接強度測試數據，單位N;

X——過濾網保護套焊接強度測試數據，單位N。

3.4 測試采集數據如下：

表1 單位：N

3.5 不確定度計算

3.5.1 靈敏系數

測量結果由萬能試驗機直接生成，應用簡易方法，u（X）的靈敏系數c1=1，u（R）的靈敏系數c2=1。所以，氣體發生器過濾網焊接強度測量值X的合成標準不確定度為：

（1）

式中：uc（Y）——Y的合成標準不確定度;

u（X）——測量系統誤差引入的標準不確定度;

u（R）——測量重復性引入的標準不確定度。

3.5.2 不確定度來源

過濾網焊接強度測試的不確定度來源主要包括：

a、重復性不確定;

b、測量系統不準確;

3.5.3 過濾網焊接強度測試重復性引入的標準不確定度。

由表1可得，用極差法分析重復性引入的標準不確定度為：

U（X）=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

R-極差

C-極差系數

計算可得：

U（X）==39.9716（N）

因此，氣體發生器過濾網焊接強度測試，由重復性引入的標準不確定度為：39.9716N。

3.5.4 由于測量系統不準確引入的標準不確定度分量按B類評定。

其中萬能試驗機的準確度等級：0.5級;根據測量結果：

α=0.005=0.005×2052.0015=10.2600（N）

假設為均勻分布，則k=，可得其對應的標準不確定度為：

（3）

α-最大允許誤差

計算可得：

U（R）==5.9237N

因此，氣體發生器過濾網焊接強度測試，由測量系統不準確引入的標準不確定度為：5.9237 N。

3.5.5 合成標準不確定度評定

由于以上兩分量由不同的體系產生，可以認為它們之間相互獨立，所以：

3.5.6 不確定度分量匯總表

過濾網保護套焊接強度測試不確定度分量匯總表如下：

表2 單位：N

3.5.7 擴展不確定度評定

取包含因子k=2，則過濾網焊接強度測試的擴展不確定度：

? ? ? ?（4）

計算可得：

=2×40.4082=80.8164N

所以，該氣體發生器過濾網焊接強度測試結果為（2052.0015±80.8164）N，擴展不確定U=80.8164N，它是由標準不確定度=40.4082（N）乘以擴展因子k=2而得到。

4 A實驗室測試

4.1 測試數據

A實驗室氣體發生器過濾網焊接強度測試數據如下：

表3 單位：N

4.2 不確定度計算

由于A實驗室未提供其測試擴展不確定度，因此采用本中心給出的測量結果不確定度80.8164N作為計算依據，即UX1=UX1。

5 比對

依據公式：

（5）

X1—本實驗室給出的測量結果

X2—A實驗室給出的測量結果

UX1—本實驗室給出的測量結果擴展不確定度

UX2—A實驗室給出的測量結果擴展不確定度

若|En|≦1為滿意，若|En|>1為不滿意。

計算結果如下：

根據計算結果，|En|=0.18≤1，因此此次實驗室間比對，評價結果為滿意。

6 結論

通過此次實驗室間比對并計算，得到En值≤1，所以，可認為本實驗室氣體發生器過濾網焊接強度測試數據與A實驗室測試數據差異較小，此次比對結果為滿意。

經測試結果的不確定計算可得，氣體發生器過濾網焊接強度測試，其不確定度來源主要為重復性測試引入的;相較而言，設備誤差引入的不確定度可忽略不計。而由于該測試為破壞性測試，同一生產批次的產品間差異客觀存在，因此可認為本實驗室在該測試過程中測試結果準確可信，主要測試誤差為測試樣品間差異。

為更好的滿足能力驗證的要求，增加比對結果可信度，可參照上述方法，繼續聯系更多實驗室參加比對活動。

安全氣囊氣體發生器用過濾網或相近特性樣品生產企業可參照上述方法進行能力驗證活動，包括不確定度的計算，比對計劃的編制等，提高實驗室質量管理能力，滿足能力認可準則的要求，保持質量管理體系的長期有效運行。

參考文獻：

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