计量检测体系中测量过程验证与控制初探.doc

计量检测体系中关键测量过程验证与控制初探 李刚 张华 杨克友 王勇 闫良云 摘要：文章介绍了在计量检测体系确认工作中，对有代表性的关键测量过程的验证与控制方法的探索与分析。 关键词：计量检测体系；关键测量过程；验证；过程控制 1．引言 有效的计量检测体系可确保测量设备和测量过程适用于预期使用要求，是现代企业计量的一种科学管理模式。7.2.2测量过程设计中指出：“应根据顾客、组织和法律法规的要求确定计量要求。为了满足这些规定要求而设计的测量过程应形成文件，并确认有效”，“对每一测量过程，应识别有关的过程要素和控制。要素和控制限的选择要与不符合规定的要求时引起的风险相称。这些过程要素和控制应包括操作者、设备、环境条件、影响量和应用方法的影响”。 2．具体方案 测量设备的计量特性与顾客的计量要求的直接比较称为验证。在实际工作中，由于测量设备数量众多，因此可以选择关键性操作作为相类似操作的代表，即关键测量过程，对其进行验证，并控制测量过程。我们对验证与控制的方法进行了大量的探索工作。 我们选择了多个有代表性的关键操作点，下面以1#高炉水冷压力测量系统为例进行说明。 2.1验证 根据顾客、组织和法律法规的要求确定计量要求，确定和量化测量过程预期用途所要求的性能特性，并与测量设备计量特性进行对比，对比项目见表1 表1 关键检测点计量验证一览表 计 量 要 求 测 量 设 备 的 计 量 特 性 确认 状态 序号 测试点及参数名称 测量范围 最大测量误差 稳定性 分辨力 环境条件 测量设备名称 测量范围 最大测量误差 稳定性 分辨力 测量不确定度 合格 不合格 2.1.1计量要求的导出 此关键点中顾客提出的计量要求，即高炉建设前给设计部门提供的工艺要求，主要通过查阅原工艺要求及设计图纸获得。 a.测量范围与最大测量误差 根据工艺要求及设计图纸，1#高炉要求水冷压力系统在（0-400）kPa，其最大允许波动范围为±15 kPa。 b.稳定性 由于设计要求中并没有明确给出稳定性的要求，因此需对稳定性指标进行量化计算。 根据JJF1094-2002《测量仪器特性评定》中稳定性的评定方法之二，在规定的时间间隔内，测量最大值与最小值之差除以平均值得到相对变化量，再除以时间间隔即得到测量稳定性。 选取验证点300kPa，因此该点计量要求中的稳定性可根据如下公式导出： 其稳定周期为一天，即计量要求的稳定性为0.100/天。 c.分辨力 根据工艺要求及设计图纸参数确定其分辨力需达到1 kPa。 d.环境条件 根据生产现场环境情况和需配备设备的技术要求，环境条件设定为温度0-40℃，湿度80%。 2.1.2评定测量设备的计量特性 该测量点采用处于有效的校准状态的压力变送器（精度0.5级）和电子电位差计（精度0.5级）组成压力测量系统，根据《测量仪器特性评定》对其计量特性进行评定。 a.测量范围 1#高炉水冷压力测量系统所用JC-BP3C3N型压力变送器和DCR92-100型电子电位差计的测量范围均为（0-600）kPa。 b.最大测量误差 根据检定规程规定，0.5级压力变送器最大允许误差为±3 kPa，0.5级电子电位差计最大允许误差为±3 kPa，经合成后，该系统最大允许误差如下： 根据测量设备配备原则，测量设备的最大允许误差与所检测的工艺参数控制限的对应值应选择在1/3~1/10之间。 本次计量要求中的工艺参数控制限为P=±15 kPa，对应值δ/P=0.28，结果在1/3~1/10之间，因此该测量设备的最大允许误差符合要求。 c.稳定性 首先用标准设备CST-2002压力校验仪和被验证压力测量系统对同一恒定的300 kPa压力信号进行测量，每日进行5次重复测量作为一组，持续20日，数据见表2表2 压力测量系统验证数据表 压力变送器 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 测量次数 1 300 301 302 300 301 300 299 299 302 299 300 299 300 300 299 300 300 300 303 299 2 301 299 303 299 301 301 300 300 300 299 301 299 300 297 298 303 302 300 302 298 3 300 300 301 298 300 299 301 301 299 300 301 298 301 299 299 303 300 299 300 299 4 302 302 30