低溫柔性測(cè)試儀校準(zhǔn)方法研究

【摘要】本文以低溫柔性測(cè)試儀的工作原理為切入點(diǎn)，以國(guó)標(biāo)中技術(shù)特性要求為標(biāo)準(zhǔn)，分析得出機(jī)械部分及溫控部分的檢測(cè)方法，為低溫柔性測(cè)試儀提供科學(xué)、合理、合法的計(jì)量依據(jù)，并依據(jù)該方法對(duì)不同型號(hào)的低溫柔性測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際使用需求，對(duì)低溫柔性測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)量確認(rèn)，從而對(duì)本文的校準(zhǔn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】低溫柔性測(cè)試儀；機(jī)械部分；溫控部分；校準(zhǔn)

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.077

Research on Calibration Method of Low Temperature Flexibility Tester

ZHANG Yanmin

（NingxiaAcademy of Metrology Quality Inspection， Yinchuan 750200， China）

Abstract： This article takes the working principle of the low-temperature flexibility tester as a starting point and uses the technical characteristics required by the national standard as a criterion. It analyzes and derives the testing methods for both the mechanical and temperature control parts， providing a scientific， rational， and legitimate basis for the metrology of the low-temperature flexibility tester. Based on this method， calibration is performed on low-temperature flexibility testers of different models to obtain experimental data. By combining actual usage requirements， the measurement results of the low-temperature flexibility tester are confirmed through measurement， thereby experimentally verifying the calibration method presented in this article.

Keywords： low temperature flexibility tester； mechanical part； temperature control part； calibration

0引言

低溫柔性測(cè)試儀是工程檢測(cè)機(jī)構(gòu)或防水卷材生產(chǎn)企業(yè)檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的必備設(shè)備，其主要應(yīng)用于工程檢測(cè)瀝青防水卷材試驗(yàn)過(guò)程中。檢測(cè)結(jié)果直接影響防水卷材產(chǎn)品的質(zhì)量。瀝青防水卷材應(yīng)符合GB/T 328.14—2007《建筑防水卷材試驗(yàn)方法第14部分：瀝青防水卷材低溫柔性》中明確規(guī)定的技術(shù)特性要求。為避免人為因素產(chǎn)生影響，對(duì)于瀝青防水卷材檢測(cè)須采用機(jī)械自動(dòng)測(cè)試。

隨著科技強(qiáng)大，數(shù)字化的普及，進(jìn)口和國(guó)內(nèi)研發(fā)的低溫柔性測(cè)試儀逐漸增多。目前，對(duì)于低溫柔性測(cè)試儀檢校沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程和計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范，這使得很多低溫柔性測(cè)試儀長(zhǎng)期處于半檢校狀態(tài)（只能對(duì)低溫柔性測(cè)試儀的溫度方面進(jìn)行計(jì)量，機(jī)械部分一直處于失檢、失校狀態(tài)，無(wú)法對(duì)低溫柔性測(cè)試儀進(jìn)行綜合計(jì)量），無(wú)法保證其使用的準(zhǔn)確性和可靠性，因而對(duì)低溫柔性測(cè)試儀的檢測(cè)方法的研究迫在眉睫。

1工作原理

低溫柔性測(cè)試儀是用于測(cè)定瀝青防水卷材物理特性指標(biāo)的儀器。機(jī)械部分由兩個(gè)不旋轉(zhuǎn)的固定圓筒、一個(gè)可移動(dòng)的彎曲軸、一個(gè)冷凍液槽和控制系統(tǒng)組成。通過(guò)調(diào)節(jié)控制冷凍液工作水平面的溫度和彎曲軸的移動(dòng)速度，使試件發(fā)生180°彎曲，獲得瀝青防水卷材的低溫柔性和冷彎溫度。低溫柔性測(cè)試儀彎曲過(guò)程見(jiàn)圖1。

2低溫柔性測(cè)試儀的校準(zhǔn)方法

2.1環(huán)境條件

1）環(huán)境溫度：（15～35）℃。

2）相對(duì)濕度：不大于85%。

2.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

對(duì)圓筒和彎曲軸直徑及彎曲軸升起速度、溫度偏差、溫度均勻度、溫度波動(dòng)度都做了具體要求。

溫度偏差應(yīng)不大于±0.5℃，溫度波動(dòng)度應(yīng)不大于0.5℃，溫度均勻度應(yīng)不大于0.5℃。校準(zhǔn)時(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)器見(jiàn)表1。

2.3校準(zhǔn)方法

2.3.1外觀檢查

1）儀器應(yīng)有銘牌、生產(chǎn)廠家、型號(hào)、出廠編號(hào)等。

2）表面不應(yīng)有明顯裂痕、變形，以及影響其正常工作的機(jī)械損傷。

2.3.2機(jī)械部分校準(zhǔn)

2.3.2.1圓筒和彎曲軸直徑

用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量固定圓筒和彎曲軸的直徑，重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為固定圓筒直徑和彎曲軸直徑的校準(zhǔn)結(jié)果。

2.3.2.2彎曲軸升起速度

將彎曲軸設(shè)置在開(kāi)始彎曲位置，作為初始位置并標(biāo)記；啟動(dòng)低溫柔性測(cè)試儀的控制系統(tǒng)使彎曲軸向上移動(dòng)，同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，到達(dá)極限開(kāi)關(guān)控制的限定位置時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，標(biāo)記彎曲軸此時(shí)的位置，用鋼直尺測(cè)量彎曲軸上升的距離，與秒表測(cè)得的上升時(shí)間相除得到彎曲軸升起速度。計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。重復(fù)此測(cè)量3次，取平均值作為彎曲軸升起速度的校準(zhǔn)結(jié)果。

式中，v為彎曲軸升起速度，mm/min；D為彎曲軸上升的距離，mm；T為彎曲軸上升的時(shí)間，min。

2.3.3溫控系統(tǒng)校準(zhǔn)

校準(zhǔn)溫度一般應(yīng)選擇測(cè)試儀使用范圍的下限、上限和中間點(diǎn)，也可根據(jù)用戶(hù)需要選擇實(shí)際常用的溫度點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)的位置應(yīng)設(shè)在冷卻液中間平面的均勻5個(gè)點(diǎn)上（見(jiàn)圖2），并且放置鉑電阻溫度計(jì)，將測(cè)試儀的溫度控制器設(shè)定到要求的標(biāo)稱(chēng)溫度，然后開(kāi)啟設(shè)備，穩(wěn)定后開(kāi)始讀數(shù)，每2 min記錄所有測(cè)試點(diǎn)的溫度1次，在30 min內(nèi)共測(cè)試16次。

2.4低溫柔性測(cè)試儀校準(zhǔn)方法應(yīng)用

選取3臺(tái)不同規(guī)格型號(hào)的低溫柔性測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。使用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量3臺(tái)低溫柔性測(cè)試儀固定圓筒20 mm的直徑及彎曲軸30 mm的直徑，采用鋼直尺及秒表作為標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)彎曲軸升起速度進(jìn)行校準(zhǔn)，采用A級(jí)工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)對(duì)-20℃的低溫柔性測(cè)試儀溫控系統(tǒng)中溫度偏差、溫度均勻度及溫度波動(dòng)度進(jìn)行校準(zhǔn)，所得測(cè)量結(jié)果如表2所示。

根據(jù)產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合低溫柔性測(cè)試儀的實(shí)際使用需求，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，3臺(tái)被校驗(yàn)的低溫柔性測(cè)試儀均能夠滿(mǎn)足其技術(shù)要求，從而確保了它們?cè)谑褂弥械男阅芎蜏?zhǔn)確性。

3結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)低溫柔性測(cè)試儀的技術(shù)參數(shù)校準(zhǔn)方法進(jìn)行了深入的討論，并依據(jù)低溫柔性測(cè)試儀的校準(zhǔn)方法對(duì)3臺(tái)不同規(guī)格型號(hào)的低溫柔性測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，評(píng)估了低溫柔性測(cè)試儀機(jī)械部分及溫控部分的示值誤差。通過(guò)對(duì)該校準(zhǔn)方法的試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法具有可行性及可操作性，計(jì)量機(jī)構(gòu)、工程檢測(cè)機(jī)構(gòu)以及生產(chǎn)企業(yè)等相關(guān)單位都可參考該方法對(duì)低溫柔性測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】

張彥敏，女，1991年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)殚L(zhǎng)度測(cè)量、光學(xué)影像測(cè)量、端度測(cè)量、工程測(cè)量。

（編輯：李加鵬）