水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究

水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究

杨开银,岑强,高梦军

湖北宇科检测科技有限公司 430205

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摘要：测量不确定度从字面意识上理解是对测量结果有效性与可信性的怀疑程度或者是不肯定程度，由于在实际的测量过程中，测量结果会受到外界因素或者是测量人员自身的影响，导致测量值具有分散性，测量人员在测量多次后，并不是每一次结果都是一致的。为了加强长江流域取水口取水在线监测工作，本文针对水利工程质量检测中不确定度的影响进行研究与分析，为相关工作工作提供一定的数据支持，提高水利工程的质量。

关键词：水利工程；质量检测；测量不确定度；影响；评定

在党的十九届五中全会中明确要求建立水资源刚性约束制度，取水口取水监测计量是取水管理的重要手段，由于目前取水口取水监测计量在开展过程中存在一些问题，包括覆盖率不全、准确度不高、数据不能完全共享等，所以就需要及时掌握取用水情况，强化取水口取水监测计量工作。通过对水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究，可以提供出测量不确定度的评定报告，有效解决水利工程工作中出现的实际问题，提高水平行业的服务质量，促进水利行业发展[1]。

1测量不确定度的基本概念

在水利工程质量检测中一般测量结果是通过测量不确定度与单个量值来表示的。不确定度主要是为了梵音测量值的分散性，可以表现出量值进入半宽度范围的概率，不确定度在数轴上表示的是一个区间，与误差有缺别，误差是数轴上的一个点。所以，测量不确定度能够提高水利工程质量检测工作的准确度，它具有比较够的适用性以及统一性，完善了水利工程质量检测体系，从而提高检测行业的检测水平，促进检测行业发展[2]。

2测量不确定度对水利工程的影响

在开展水利工程质量检测工作时，测量的条件与环境都是比较差的，所以就会导致测量结果受到不同因素的影响，测量出来的结果与真实数据会存在一定差异。如果在开展水利工程质量检测工作是只根据相关标准以及实际测量的结果来判断水利工程质量检测数据是否合格，会直接导致水利工程质量检测工作的科学性受到影响。所以在开展实际的水利工程质量检测工作时，相关测量单位需要考虑不确定度的测量，通过测量的不确定度对实际测量结果进行判断，从而提高测量结果的质量。在实际的水利工程质量检测工作中，测量不确定度与实际测量数据都是可以影响水利工程测量结果的扩展不确定度，把两个关联得到的数据有效应用，有对实际测量数据质量控制的作用[2]。

3水利工程质量检测中不确定度的有效应用

3.1在设备校准评定方面

在实际的水利工程质量检测工作中，测量设备的校准与检定都需要对结果认定进行落实，在校准证书当中会对被校准与检定设备的测量不确定度与误差进行明确，在检定证书当中会对相应的评定结论进行明确。通过了校准的设备还需要判断是否满足工作开展的需求，检测机构需要对不确定度进行科学评价。首先，测量设备中|MPE|所表示的是在允许范围内的最大误差值，主要通过产家对先关数据进行标记，在开展标准结果的评定时，需要通过校准示值误差|△|以及最大允许误差进行判定。其次，在实际的评定工作中，主要的条件有对应示值的误差测量不确定度U，当被评定设备在允许范围内的最大误差值比小于等于三分之一时，这时就可以表示为在U≤1/3|MPE|，|△|≤|MPE|的情况下，合格；如果在|△|＞|MPE|的情况，不合格。在实际的评定工作中，如果对应示值的误差测量不确定度U，被评定设备在允许范围内的最大误差值比大于等于三分之一时，这时就可以表示为在U＞1/3|MPE|，|△|≤|MPE|-U的情况下，合格；如果在|△|＞|MPE|-U的情况下，不合格[3]。比如在水利工程中桩基检测使用的静载荷测试仪校准结果见表1。

表1 静载荷测试仪校准结果

上表中静载荷测试仪压力传感器测量范围是0-70MPa，它的测量精准度是±0.5%，所以在允许范围内的最大误差值|MPE|=0.5%，所以静载荷测试仪校准评定结果见表2。

表2 静载荷测试仪校准评定结果

通过表2中的数据可知，当标准压力值为60MPa时，静载荷测试仪校准评定的结果为不合格，在0-45MPa之间合格，在实际应用过程中需要重视。

3.2在设备内部校准评定方面

在实际的水利工程质量检测工作中，会涉及到大量的甲级资质参数，需要大量不同种类的检测设备，所以并不能对每一个检测设备送去校准评定，这是就需要进行内部校准评定，让检测设备满足工作开展的需求。检测设备内部校准评定工作是在实验室进行的，实验室相关工作人员根据相关标准来进行校准品定，实验室在进行校准之后，需要提供设备的不确定度与示值误差。一般对不确定度进行评定的方法有在满足相关规定的基础下通过统计分析法开展A类不确定度评定工作以及通过丰富的实际经验与相对应的数据开展B类不确定度评定。上述的两种评定方法都可以运用在实际的水利工程质量检测工作中[4]。

3.3在水利工程质量检测中对检测结果的评定

在实际的水利工程质量检测工作中并没有明确给出测量不确定度的具体要求，但是检测机构可以根据实际情况开展评定工作。检测机构可以明确测量的数据，明确测量的内容、目的以及结果，然后对水利工程质量检测过程中影响测量结果的因素进行分析，在通过测量的数据结果计算测量数据对应的测量不确定度。在水利工程中，一般都是对无纺土工布进行分析[5]。

首先对无纺土工布的拉伸强度进行测试，公式为，然后对测试样品进行剪裁，裁剪出200mm、宽50mm的5个样品，对压力机设置20mm/min的拉伸速度，每个样品间隔100mm的参数，然后记录样品被破坏之后的数据。见表3。

表3 无纺土工布的拉伸强度测量

所以：

灵敏系数c1====0.02（mm-1）

c2===0.40（N/mm2）

方差

所以无纺土工布的拉伸强度测量不确定度u（F）2=1%×=6.08（N）

u（F）1===24.36（N）

u（F）===25.10（N）

u（B）==0.058（mm）

不确定度

所以u（y）==0.50（N/mm）

扩展不确定，k=2，U=2×0.50=1.00（N/mm），所以无纺土工布的拉伸强度y=20.96±1.00。

综上所述，水利工程质量检测中测量不确定度可以应用到多个领域，相关检测单位需要重视测量不确定度的工作，完善水利工程质量检测体系，从而提高检测行业的检测水平，促进检测行业发展。

参考文献：

[1]许长欢.水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2021(8):2.

[2]李秋华.水利工程质量检测中测量不确定度的影响[J].中华建设,2023,(01):29-31.

[3]白杰.水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究[J].工程技术研究,2021,6(05):220-221.

[4]张宏量.水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究[J].黑龙江水利科技,2020,48(07):192-194.

[5]李婷婷,褚霄洁,关键,张巍.测量不确定度在水利工程质量检测中的应用[J].水利技术监督,2019,(05):37-39.

作者简介：第一作者 杨开银 1992.08.15 男 湖北广水 汉族 本科 武汉理工大学华夏学院 注册计量师 湖北宇科检测科技有限公司 研究方向: 计量

第二作者 岑强 1988.12.26 男 湖北应城 汉族 大专 武汉交通职业学院 注册计量师 湖北宇科检测科技有限公司 研究方向: 计量

第三作者 高梦军 1985年11月25日 男 湖北 汉 本科 华中科技大学文华学院

一级注册计量师 湖北宇科检测科技有限公司