王 鑫，李國(guó)華，顧小平，林鈺嵐

（1．廣州出入境檢驗(yàn)檢疫局，廣州 510623； 2.廣州市弘宇科技有限公司，廣州 510310；3．廣東檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，廣州 510623）

球壓能力驗(yàn)證樣品的均勻性和穩(wěn)定性檢測(cè)方法

王 鑫1，李國(guó)華2，顧小平3，林鈺嵐3

（1．廣州出入境檢驗(yàn)檢疫局，廣州 510623； 2.廣州市弘宇科技有限公司，廣州 510310；3．廣東檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，廣州 510623）

能力驗(yàn)證樣品的穩(wěn)定性和均勻性是組織能力驗(yàn)證試驗(yàn)至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，結(jié)合國(guó)家認(rèn)監(jiān)委（CNCA）2016年組織的球壓能力驗(yàn)證項(xiàng)目，以0.3σ準(zhǔn)則為主要判定依據(jù)，給出了判定能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性的計(jì)算過(guò)程。為組織開(kāi)展此類(lèi)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)室提供了完整的示例。

球壓測(cè)試；能力驗(yàn)證；均勻性；穩(wěn)定性

前言

測(cè)試樣品的均勻性和穩(wěn)定性，對(duì)于能力驗(yàn)證試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)測(cè)試都是非常必要的。在實(shí)施能力驗(yàn)證試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室之間比對(duì)測(cè)試計(jì)劃時(shí)，必須確保試驗(yàn)結(jié)果偏離不是由于樣品的均勻性和穩(wěn)定性而造成的。因此，對(duì)于樣品的與測(cè)試相關(guān)的特性，必須進(jìn)行均勻性和（或）穩(wěn)定性檢驗(yàn)。

本文結(jié)合CNAS-GL03《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南》的規(guī)定，主要介紹球壓能力驗(yàn)證中使用樣品的均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)過(guò)程。

1 準(zhǔn)備情況

首先，明確參加能力驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室數(shù)目，這將直接決定樣品的準(zhǔn)備數(shù)量。樣品制備完成后，根據(jù)材料的成分設(shè)定三個(gè)測(cè)試溫度，選擇一定比例的樣品，按照能力驗(yàn)證測(cè)試的要求進(jìn)行測(cè)試，然后按照樣品的均勻性預(yù)選出滿足要求的測(cè)試溫度。再根據(jù)參與實(shí)驗(yàn)室上報(bào)（或反饋）的數(shù)據(jù)，按照樣品的穩(wěn)定性程序，計(jì)算不同溫度下的樣品穩(wěn)定性。以樣品穩(wěn)定性滿足要求的溫度進(jìn)行最終的判定。

本次球壓能力驗(yàn)證的參與實(shí)驗(yàn)室控制在25家左右，樣品為由家用電器類(lèi)產(chǎn)品常用的聚丙烯（俗稱(chēng)PP材料）制成的標(biāo)準(zhǔn)樣塊。

PP材料的熔點(diǎn)為150 ℃，根據(jù)樣品制備的各個(gè)成分比例，樣品測(cè)試的溫度預(yù)選為100 ℃、120 ℃和140 ℃三個(gè)溫度點(diǎn)。將制備的樣品分為A/B/C三組（每組50個(gè)樣品），每組進(jìn)行一個(gè)溫度點(diǎn)測(cè)試。

2 均勻性檢驗(yàn)

對(duì)A/B/C三組樣品分別進(jìn)行均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)。

2.1 均勻性檢驗(yàn)

按照CNAS-GL03《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南》的規(guī)定，樣品的均勻性檢驗(yàn)步驟如下：

1）首先，將A、B、C三組樣品按照順序依次編號(hào)，編號(hào)由3位數(shù)字組成，首數(shù)字表示測(cè)試溫度，1表示測(cè)試溫度為140 ℃，2表示測(cè)試溫度為100 ℃，3表示測(cè)試溫度為120 ℃。后面的2位數(shù)字表示序號(hào)；

2）對(duì)隨機(jī)抽取的每個(gè)樣品，按照GB 5169.21-2006《電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第21部分：非正常熱球壓試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）的要求測(cè)試2次；

3）檢測(cè)使用投影儀，測(cè)試方法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的使用方法一致；

4）對(duì)檢測(cè)中出現(xiàn)的異常值，在未查明原因之前，不應(yīng)隨意剔除；

5）采用0.3σ準(zhǔn)則對(duì)檢驗(yàn)中的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并進(jìn)行均勻性分析。

0.3 σ準(zhǔn)則是通過(guò)計(jì)算樣品間的不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差SS來(lái)判定樣品的均勻性，計(jì)算過(guò)程如下:

假設(shè)抽取i個(gè)樣品（i=1、2、…m），每個(gè)樣品在重復(fù)條件下測(cè)試j次（j=1、2、…n）。

每個(gè)樣品的測(cè)試平均值：

全部樣品測(cè)試的總平均值：

測(cè)試總次數(shù)：

樣品間平方和：

均方：

樣品內(nèi)平方和：

均方：

自由度：

樣品間的不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差SS：

其中：MS1為樣品間均方，MS2為樣品內(nèi)均方。若SS≤0.3σ，則使用的樣品可認(rèn)為樣品是均勻的，式中σ是能力驗(yàn)證計(jì)劃中能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)偏差的目標(biāo)值。

2.2 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

在球壓試驗(yàn)中，樣品經(jīng)過(guò)高溫測(cè)試后，將會(huì)大大影響樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，測(cè)試后的樣品不能再次進(jìn)行測(cè)試。故此，測(cè)試樣品發(fā)放不能通過(guò)輪流依次傳遞的方式進(jìn)行。為了保證測(cè)試樣品能快速、無(wú)損傷的送到參加實(shí)驗(yàn)室，采用快遞方式進(jìn)行。對(duì)于本次球壓能力驗(yàn)證試驗(yàn)，主要考核的是溫度對(duì)材料性能的影響作用。由于參加實(shí)驗(yàn)室的地域差別比較大，需要評(píng)估運(yùn)輸中可能出現(xiàn)的溫度和濕度對(duì)測(cè)試材料的影響。測(cè)試步驟依據(jù)CNAS-GL03 《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南》。

1）在A、B、C組樣品中隨機(jī)抽取穩(wěn)定性檢驗(yàn)的樣品，樣品數(shù)應(yīng)具有足夠的代表性；

2）由于PP料對(duì)于水的穩(wěn)定性較好，在對(duì)材料的穩(wěn)定性檢驗(yàn)中，主要考慮溫度對(duì)于試樣的影響，選用48 ℃為樣品老化條件；

3）穩(wěn)定性檢驗(yàn)使用的設(shè)備為投影儀和高溫箱；

4）采用t檢驗(yàn)法或者0.3σ準(zhǔn)則對(duì)檢驗(yàn)中的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并進(jìn)行穩(wěn)定性判定。

t檢驗(yàn)法有兩種計(jì)算方法：第一種是一系列測(cè)量的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值/參考值的比較，其計(jì)算公式為：

第二種方法計(jì)算公式為：

若t小于顯著性水平α（通常α= 0.05）自由度為（n1+ n2- 2）的臨界值t，則說(shuō)明二個(gè)平均值之間無(wú)顯著差異。

0.3 σ準(zhǔn)則是通過(guò)計(jì)算均勻性檢驗(yàn)的平均值與穩(wěn)定性檢驗(yàn)時(shí)測(cè)量的平均值的差的大小，來(lái)評(píng)判樣品間的穩(wěn)定性，判定公式如下所示:

2.3 采用樣品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

通過(guò)0.3σ準(zhǔn)則，每組樣品抽取樣品至少為20 %的樣品（即每組取10個(gè)試樣），進(jìn)行均勻性和穩(wěn)定性檢測(cè)，證明了測(cè)試用材料符合要求，可用于本次能力驗(yàn)證項(xiàng)目。以下為測(cè)試數(shù)據(jù)：

如表1所示，通過(guò)公式（1）到公式（9），計(jì)算出樣品間平方和為0.039 7，均方為0.004 4；樣品內(nèi)平方和為0.005 9，均方為0.000 6。樣品的不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.044。

樣品的均值為1.366。

如表2所示，通過(guò)公式（1）到公式（9），計(jì)算樣品間平方和為0.038 4，均方為0.004 3；樣品內(nèi)平方和為0.019 8，均方為0.002。樣品的不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.034。

樣品的均值為1.488。

如表3所示，通過(guò)公式（1）到公式（9），計(jì)算樣品間平方和為0.011，均方為0.001 2；樣品內(nèi)平方和為0.012，均方為0.001 2.樣品的不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.003 9。

樣品的均值為2.06。

本次能力驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)偏差的目標(biāo)值為0.12。0.3σ的值為0.036。通過(guò)上述的計(jì)算值，說(shuō)明120 ℃和140 ℃時(shí)，樣品是均勻的。

通過(guò)對(duì)能力驗(yàn)證的參與實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表4。

對(duì)于140 ℃時(shí)，樣品的均值為2.065。

對(duì)于120 ℃時(shí)，樣品的均值為1.65。

通過(guò)表3和表4的均值比較，按照公式（13）計(jì)算出差值為0.005。0.3σ為0.036，0.005＜0.036，說(shuō)明在140 ℃的溫度條件下，樣品的穩(wěn)定性較好。

表1 100 ℃球壓測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 120 ℃球壓測(cè)試數(shù)據(jù)

通過(guò)表2和表5的均值比較，按照公式（13）計(jì)算出差值為0.162，0.162＞0.036，說(shuō)明120 ℃時(shí)，樣品的穩(wěn)定性不好。

通過(guò)上述的計(jì)算，說(shuō)明在140 ℃時(shí)樣品的穩(wěn)定性和均勻性都能滿足能力驗(yàn)證試驗(yàn)的要求。

表3 140 ℃球壓測(cè)試數(shù)據(jù)

表4 140 ℃球壓測(cè)試數(shù)據(jù)

表5 120 ℃球壓測(cè)試數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

本文通過(guò)使用CNAS-GL03《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南》的0.3σ準(zhǔn)則，分別對(duì)“2016年球壓能力驗(yàn)證試驗(yàn)”中所采用的樣品在均勻性、穩(wěn)定性兩方面做了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析。

通過(guò)對(duì)樣品前期的均勻性分析，分離出不符合能力驗(yàn)證試驗(yàn)要求的測(cè)試樣品。再通過(guò)對(duì)穩(wěn)定性測(cè)試數(shù)據(jù)（客戶數(shù)據(jù)）的分析，找出滿足能力驗(yàn)證測(cè)試要求的樣品。然后通過(guò)最終的數(shù)據(jù)對(duì)參與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試能力進(jìn)行正確、有效的評(píng)價(jià)。

[1] CNAS-GL03,能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南[S].

[2] GB 5169.21-2006，電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn)第21部分：非正常熱球壓試驗(yàn)[S].

王鑫：男，34歲，廣州出入境檢驗(yàn)檢疫局，工程師，從事機(jī)電產(chǎn)品的認(rèn)證和出口產(chǎn)品監(jiān)管。

Test Method on Homogeneity and Stability of Samples Used for Ball Pressure Profi ciency Test

WANG Xin1, LI Guo-hua2, GU Xiao-ping3, LIN Yu-lan3
(1. Guangdong Inspection and Quarantine Technology Centre, Guangzhou 510623; 2. Guangzhou Hongyu Science & Technology Co., Ltd., Guangzhou 510310; 3. Guangdong Inspection and Quarantine Technology Centre, Guangzhou 510623)

The stability and homogeneity of proficiency testing samples is a significant link in organizing proficiency testing. Combined with the ball pressure test organized by CNCA in 2016, taking the 0.3σprinciple as main judgment basis, this paper gives the calculation process for evaluating the homogeneity and stability of samples, so as to provide reference for the relative laboratories to operate this kind of testing project.

ball pressure test; proficiency test; homogeneity; stability

TP206

B

1004-7204（2017）02-0024-04