针入度是沥青稠度的表示方法,反映了沥青的流变学性质,表示沥青软硬程度和稠度的指标。沥青针入度仪是测定道路石油沥青、聚合物改性沥青以及液体石油沥青蒸馏或乳化沥青蒸发后残留物针入度的主要仪器。沥青针入度按照国家标准《沥青针入度测定法》(GB/T4509-2010)规定的测量方法进行测定,以标准针在一定荷载、温度、时间内直穿入沥青试样的深度表示,单位为1/10mm中国沥青网sinoasphalt.com。计时装置显示的时间间隔、标准针穿入沥青试样的深度、温度及恒温时间、标准针光洁度、表面张力,均是影响沥青针入度测试值大小的因素。
《沥青针入度试验仪计量检定规程》中列入计量性能要求的包括:示值系统、标准针针体直径和锥体尺寸、标准针、针连杆及砝码质量、恒温水域温度均匀性和波动性、计时装置、温度显示装置。本文通过分析各校准过程引入的不确定度分量,初步探索沥青针入度校准的不确定度,为沥青针入度仪校准工作的不确定度分析提供参考。
示值系统引入的不确定度分量分析
用目测检查分度值,将底座平台调整至水平状态,在底座平台上放置一合适的量块作为测量基准,在针连杆和基准量块之间分别放入1.00mm、5.00mm、10.00mm、20.00mm、40.00mm五种量块,按下针连杆释放按钮,使针连杆自由落下到量块,分别记录显示示值,重复进行3次,分别取平均值,按公式计算最大允许误差,再手动使针连杆上下移动检查测量范围。校准结果应满足“测量范围为(0~500)针入度,分度值1针入度,最大允许误差为±1个针入度值。”的要求。
确定由示值系统引入不确定度的依据为最大允许误差,则半宽度a=1个针入度值,计算由示值系统引入的不确定度分量为u1=a2=0.5个针入度值。
计时装置引入的不确定度分量分析
目测检查时间分度值。示值误差用秒表检定仪进行60s测量,启动秒表检定仪时同时启动计时系统,计时系统达到60s时记录秒表检定仪时间,按公式计算示值误差,重复进行3次,取其中最大值,应满足“时间显示分度值为0.1s,60s内示值误差±0.1s。”的要求
。
确定由计时装置引入的不确定度的依据为示值误差,则半宽度a=0.1s,计算由计时装置引入的不确定度分量为u2=a2=0.05s。
温度显示装置引入的不确定度分量分析
温度显示装置检定方法如下:
(1)温度显示装置采用玻璃温度计,按JJG130《恒温槽技术性能测试规范》规定检定。
(2)温度显示装置采用数字温度显示时,用标准温度计(或其它测温系统)进行检定,检定方法如下:
①<span "="" style="font-size: 9px;line-height: normal"> 将平底玻璃皿内温度显示测温元件与标准温度计(或其它测温系统测温元件)绑在一起;
②按0℃、4℃、46℃设定温度测量点,依次读取标准温度计(或其它测温系统测温元件)示值→数字显示温度值→数字显示温度值→标准温度计(或其它测温系统测温元件)示值;
③将读取的数字显示温度值平均值减标准温度计(或其它测温系统测温元件)示值平均值,为温度显示装置示值误差;
④应满足“温度显示范围应满足-8℃~+55℃,分度值为0.1℃,示值误差±0.1℃。”的要求。
确定由温度显示装置引入的不确定度的依据为示值误差,则半宽度a=0.1℃,计算由温度显示装置引入的不确定度分量为u3=a2=0.05℃。
恒温水浴温度均匀性和波动性引入的不确定度分量分析
用标准温度计(或其它测温系统),按JJF1030-2010《恒温槽技术性能测试规范》中的规定测量温度均匀性和波动性,应满足“恒温水浴温度均匀性和波动性:±0.1℃。”的要求。
确定由温度显示装置引入的不确定度的依据为示值误差,则半宽度a=0.1℃,计算由温度显示装置引入的不确定度分量为u4=a2=0.05℃。
结论
(1)分析沥青针入度仪的校准不确定度应由标准针校准不确定度、示值系统校准不确定度、计量装置校准不确定度、温度显示装置校准不确定度4部分合成得到;
(2)示值系统校准不确定度可以直接得到,计量标准装置和温度显示装置的校准不确定度应通过试验换算得到。