摘要： 針對(duì)灼熱絲試驗(yàn)中試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象，本文對(duì)其造成原因進(jìn)行了研究和分析，以使進(jìn)一步規(guī)范灼熱絲檢測(cè)，共同提高灼熱絲試驗(yàn)技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞： 灼熱絲試驗(yàn)；灼熱絲試驗(yàn)儀；實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差；解決方法

灼熱絲試驗(yàn)是檢驗(yàn)材料是否耐燃的主要測(cè)試項(xiàng)目，在很多電氣安全標(biāo)準(zhǔn)中均涉及到了該試驗(yàn)，例如家電電氣安全標(biāo)準(zhǔn)GB4706.1、IEC60335、燈具電氣安全標(biāo)準(zhǔn)GB7000.1、IEC60598等，由此可見(jiàn)其重要性。然而由于該試驗(yàn)主要通過(guò)灼熱絲試驗(yàn)裝置進(jìn)行，因此一些檢測(cè)機(jī)構(gòu)尤其是許多企業(yè)實(shí)驗(yàn)室普遍認(rèn)為該測(cè)試項(xiàng)目較為簡(jiǎn)單，造成試驗(yàn)結(jié)果偏離的因素較少，導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)室人員對(duì)灼熱絲試驗(yàn)過(guò)程中一些隱性問(wèn)題關(guān)注不足存在測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)重大偏離的現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，筆者對(duì)導(dǎo)致灼熱絲試驗(yàn)過(guò)程中影響結(jié)果偏離的易忽視因素進(jìn)行了梳理。

　　結(jié)果偏離現(xiàn)象

　　灼熱絲試驗(yàn)在上述試驗(yàn)要求下，試驗(yàn)合格的判定準(zhǔn)則主要為：①樣品無(wú)火焰或不灼熱;②樣品產(chǎn)生火焰或灼熱，但在灼熱絲移去后30s內(nèi)自行熄滅，且熔融物未點(diǎn)燃鋪底層上的絹紙。

　　在日常檢測(cè)活動(dòng)中，該試驗(yàn)項(xiàng)目出現(xiàn)結(jié)果偏離的現(xiàn)象主要表現(xiàn)為不同的實(shí)驗(yàn)室對(duì)同一塊材料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)得出了不同的材料起燃點(diǎn)，從而得出了截然不同的檢測(cè)結(jié)論。

　　結(jié)果偏離原因分析

　　通過(guò)試驗(yàn)原理可以看出，灼熱絲試驗(yàn)的實(shí)施主要依賴于測(cè)試裝置來(lái)進(jìn)行，試驗(yàn)操作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因此一些試驗(yàn)人員認(rèn)為該檢測(cè)項(xiàng)目出現(xiàn)結(jié)果偏離的原因主要集中于樣品預(yù)的處理、樣品的裝夾位景和試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境。其實(shí)這種認(rèn)為并不全面，在灼熱絲試驗(yàn)中除上述關(guān)注要點(diǎn)之外還有多個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果是否偏離起著至關(guān)重要的影響，分析如下：

　　1、設(shè)備功能配置錯(cuò)誤

　　當(dāng)被試樣品觸及灼熱絲時(shí)。灼熱絲溫度會(huì)有一個(gè)明顯的先降后升的過(guò)程。為了解決這一問(wèn)題，有些國(guó)外灼熱絲試驗(yàn)裝置制造商在早期制造的試驗(yàn)裝置中裝有了用于保持溫度穩(wěn)定的反饋裝置，以使試驗(yàn)設(shè)備在進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程中灼熱絲溫度是恒定的。隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，這種做法在標(biāo)準(zhǔn)中予以了否定。在現(xiàn)行的GB/TSl69.10-2006、IEE50590-2-10:2000標(biāo)準(zhǔn)5.1中明確規(guī)定“在試驗(yàn)裝置加熱電路中不應(yīng)有用于保持溫度的反饋裝置或反饋回路”。

　　然而有些實(shí)驗(yàn)室對(duì)早期購(gòu)置的帶溫度反饋裝置的灼熱絲試驗(yàn)裝置未能按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行改進(jìn)。致使用于保持溫度的反饋裝置仍被繼續(xù)使用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，雖然在先降后升過(guò)程中下降值和回升值的多少會(huì)隨預(yù)定試驗(yàn)溫度的不同而有所不同，但在這一過(guò)程中下降溫度一般會(huì)比預(yù)定溫度下降100℃左右，回升后溫度會(huì)超過(guò)預(yù)定溫度20℃左右。因此如果使用帶有溫度恒定裝置的灼熱絲試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試無(wú)疑是加嚴(yán)了測(cè)試條件，會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏離。

　　2、灼熱絲供電電壓波動(dòng)的影響

在灼熱絲試驗(yàn)中，灼熱絲溫度主要依靠電流大小，因此電流與溫度之間的關(guān)系呈線性狀態(tài)(見(jiàn)圖1)。通過(guò)公式：

　　式中：

　　D-每安培電流可升溫度值;

　　T_被計(jì)數(shù)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)溫度值;

　　I一被計(jì)數(shù)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)電流值;

　　n一參與計(jì)數(shù)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)。

　　計(jì)算可得出D≈740℃/A。

　　同時(shí)我們可以通過(guò)公式I=U/R，并以圖l中750℃試驗(yàn)溫度點(diǎn)電流I為100.5A時(shí)為例：當(dāng)R值不變。電壓U波動(dòng)5%時(shí)，此時(shí)電流I也會(huì)波動(dòng)5%。即電流波動(dòng)為5.025A，通過(guò)與D值的換算，獲得數(shù)值為37.185℃。

　　通過(guò)舉例，我們可以發(fā)現(xiàn)，在750℃試驗(yàn)溫度點(diǎn)時(shí)。電壓波動(dòng)± 5%，可導(dǎo)致溫度波動(dòng)達(dá)±37℃左右，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出GB/T5169.10-2006、IEC60590-2-10：2000標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)溫度允許波動(dòng)±15℃的規(guī)定。同時(shí)我們還可以看出，同樣在電壓波動(dòng)± 5%情況下，隨著試驗(yàn)溫度的提高，溫度波動(dòng)將更大。因此不對(duì)灼熱絲供電電壓波動(dòng)進(jìn)行控制，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏離。

　3、設(shè)備計(jì)量和自校不全面

　　灼熱絲試驗(yàn)裝置的校驗(yàn)在GB/T5169.10-2006、IE(T32590-2-10.2000標(biāo)準(zhǔn)6.2中對(duì)校驗(yàn)有兩個(gè)方面的規(guī)定。一個(gè)是灼熱絲頂部的校驗(yàn)，主要內(nèi)容是需對(duì)灼熱絲頂部尺寸進(jìn)行驗(yàn)證;另一個(gè)是溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)，主要內(nèi)容是提供灼熱絲試驗(yàn)裝置中溫度測(cè)量系統(tǒng)的、校驗(yàn)方法即“銀箔法”。

然而，目前有些實(shí)驗(yàn)室在理解并執(zhí)行該段標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)存在斷章取義的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為有些實(shí)驗(yàn)室對(duì)灼熱絲試驗(yàn)裝置在計(jì)量方面不進(jìn)行外檢，而是采用自校的方式，并且自校的方法僅使用“銀箔法”進(jìn)行。對(duì)于這種做法，筆者認(rèn)為自校是可以的，但是僅用“銀箔法”進(jìn)行自校是不妥的。因?yàn)?ldquo;銀箔法”只對(duì)試驗(yàn)裝置溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了校驗(yàn)，而忽略了灼熱絲頂部尺寸尤其是熱點(diǎn)偶放置位置對(duì)灼熱絲測(cè)試結(jié)果影響的重要性。在GBITSl59,10—2006、IEC60590-2-10：2000標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定灼熱絲頭部表面與熱電偶的距離應(yīng)為0.6 ±0.2mm(見(jiàn)圖2)。

為了研究熱電偶放置位置對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，曾做了試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。使用同一臺(tái)灼熱絲試驗(yàn)裝置和灼熱絲，將熱點(diǎn)偶的放置位置發(fā)生變動(dòng)。分析灼熱絲工作點(diǎn)溫度變化情況。實(shí)驗(yàn)時(shí)先放置在0.56mm處然后放置在l.49mm處，并分別在測(cè)試前都同樣先使用“銀箔法”進(jìn)行自校，然后對(duì)同一被試樣品進(jìn)行測(cè)試。但得到的測(cè)試結(jié)果卻差異較大，具體結(jié)果如下：

　　通過(guò)上表可以看出，當(dāng)熱電偶放置位置距離相差0.93mm時(shí)，同一塊被測(cè)試樣品的起燃點(diǎn)將相差50℃。原因是灼熱絲頭部表面與熱電偶距離越遠(yuǎn)，實(shí)際灼熱絲的溫度就越高于熱電偶顯示的溫度。

　　因此在進(jìn)行自校時(shí)僅用“銀箔法”而不對(duì)灼熱絲頭部表面與熱電偶距離進(jìn)行自校同樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的嚴(yán)重偏離，從而直接影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　4、設(shè)備操作與維護(hù)不當(dāng)

　　有些試驗(yàn)人員在使用不帶保持溫度的反饋裝置的灼熱絲試驗(yàn)裝置進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)，當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)采用了手動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ@一操作動(dòng)作對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生的嚴(yán)重影響與本文中2.1描述相同。同時(shí)，在灼熱絲試驗(yàn)后使用鋼刷對(duì)灼熱絲進(jìn)行清理時(shí)，一些試驗(yàn)操作人員不注意熱電偶的位置，無(wú)意之中使灼熱絲頭部表面與熱電偶的距離加大導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏離。另外，在灼熱絲試驗(yàn)裝置中灼熱絲與熱電偶為易耗品，據(jù)統(tǒng)計(jì)頻繁使用的熱電偶平均使用2個(gè)月左右后即會(huì)被毀壞，因此應(yīng)密切注意灼熱絲與熱電偶是否有損，有損的灼熱絲與熱電偶同樣也會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏離。

　　解決方法

對(duì)帶有用于保持溫度的反饋裝置的灼熱絲試驗(yàn)裝置應(yīng)拆除反饋裝置。對(duì)于灼熱絲供電電壓應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)壓處理。在對(duì)灼熱絲試驗(yàn)裝置進(jìn)行自校時(shí)，對(duì)熱電偶放置位置也應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。同時(shí)加強(qiáng)試驗(yàn)人員的培訓(xùn)，規(guī)范在試驗(yàn)過(guò)程中和試驗(yàn)完畢后的清理操作程序。另外應(yīng)密切注意灼熱絲與熱電偶的是否有損，并在更換后應(yīng)按上述的校驗(yàn)注意要求進(jìn)行校驗(yàn)。

總結(jié)

本文介紹了灼熱絲試驗(yàn)中試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象，并具體分析了該現(xiàn)象的原理及解決辦法。