楊 磊 強(qiáng)玉華

(麗水市氣象局，浙江 麗水323000)

防雷檢測精準(zhǔn)度能力驗證及評價研究

楊 磊 強(qiáng)玉華

(麗水市氣象局，浙江 麗水323000)

能力比對驗證的實施是檢驗防雷檢測機(jī)構(gòu)的能力水平、促進(jìn)機(jī)構(gòu)質(zhì)量管理體系持續(xù)改進(jìn)的重要技術(shù)手段，對于防雷檢測機(jī)構(gòu)具有重要意義。本文結(jié)合防雷檢測行業(yè)特點，重點分析了能力驗證統(tǒng)計方法，選取了適合防雷檢測行業(yè)的能力統(tǒng)計量算法，以9家檢測機(jī)構(gòu)能力驗證過程為例，制定了能力驗證方案。通過計算分析了各檢測機(jī)構(gòu)的測試值、指定值及其不確定度之間的關(guān)系，并利用En值來評價參加能力驗證機(jī)構(gòu)的滿意程度。文中的能力驗證分析和實施為防雷檢測機(jī)構(gòu)有效開展能力驗證提供了指導(dǎo)和借鑒作用。

防雷檢測；能力驗證；評價

0 引 言

防雷檢測機(jī)構(gòu)必須取得氣象主管部門頒發(fā)的防雷檢測資質(zhì)證書，同時還須獲得質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的計量認(rèn)證證書或?qū)嶒炇艺J(rèn)可證書才能對外開展防雷安全檢測，防雷檢測機(jī)構(gòu)出具的報告才具有公正性、科學(xué)性和權(quán)威性。通常檢測機(jī)構(gòu)取得的計量認(rèn)證簡稱“CMA”，即對檢測機(jī)構(gòu)檢測能力及可靠性進(jìn)行的全面認(rèn)證和評價。檢測機(jī)構(gòu)在計量認(rèn)證有效期內(nèi)應(yīng)每年開展完整的內(nèi)部審核、管理評審、質(zhì)量監(jiān)督并至少參加一次實驗室之間的能力比對驗證活動，并獲得滿意的驗證結(jié)果[1-3]。

檢測機(jī)構(gòu)的能力水平可通過兩種方法來評判，一種是外部評審組按照評審準(zhǔn)則對檢測機(jī)構(gòu)開展外部評審來評判檢測機(jī)構(gòu)的能力[4-6]，另一種是檢測機(jī)構(gòu)利用實驗室間的能力比對試驗，來評價參加者的能力，即能力驗證[7-8]。通過檢測機(jī)構(gòu)之間能力比對驗證，可為檢測機(jī)構(gòu)出具數(shù)據(jù)的可靠性和有效性提供客觀證據(jù)，監(jiān)控檢測機(jī)構(gòu)的持續(xù)能力，保證和維持檢測工作質(zhì)量，增強(qiáng)對檢測結(jié)果的信任，同時識別檢測機(jī)構(gòu)之間的差異和存在的問題并啟動改進(jìn)措施。能力驗證作為判斷和監(jiān)控實驗室檢測能力的有效手段之一，是檢測機(jī)構(gòu)通過外部措施補(bǔ)充內(nèi)部質(zhì)量控制的方法，也是確保檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量管理體系持續(xù)改進(jìn)的有效措施之一。因此防雷檢測機(jī)構(gòu)如何科學(xué)有效的開展能力驗證和評價，對評價檢測工作的準(zhǔn)確可靠性、計量認(rèn)證工作的有效性均提供了重要的技術(shù)參考依據(jù)，具有重要意義。

參加能力驗證的各檢測機(jī)構(gòu)，測量儀器、測量范圍、測量不確定度都有所不同，能力驗證可以用多種形式表示，并可以構(gòu)成復(fù)雜的統(tǒng)計變換。如董喆等人[9]，通過穩(wěn)健Z比分?jǐn)?shù)方法對參加保健食品中西布曲明含量檢測能力進(jìn)行能力分析和評價，得出大部分參加實驗室檢測能力評價為滿意，檢測水平總體較好。魏京京等人[10]，將參加實驗室測試的水楊酸片溶出結(jié)果的平均值、平均值±3標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)、最大值、最小值、極值、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行了統(tǒng)計分析。測定結(jié)果減去平均值>3SD為不滿意結(jié)果，≤3SD的結(jié)果，為滿意結(jié)果。王承忠[11]采用國際上普遍接受的En值來評定12家實驗室測試WE-300型液壓式萬能材料試驗機(jī)的壓力數(shù)據(jù)，5號和8號實驗室的驗證結(jié)果不滿意，建議查找問題，分析原因，制定糾正措施，認(rèn)為采用En比率值能正確評價和比較參加實驗室的技術(shù)能力。

針對不同的檢測實驗室、不同的檢測對象選用的能力驗證方法、評價方法也不相同，通常采用En來評定。通過研究發(fā)現(xiàn)針對防雷檢測機(jī)構(gòu)開展的能力驗證方法及評價并不明確，防雷檢測行業(yè)內(nèi)未見相應(yīng)規(guī)范規(guī)定，擬通過研究選擇適合防雷檢測機(jī)構(gòu)的能力驗證方法，并結(jié)合案例對驗證結(jié)果開展評價分析。

1 能力驗證統(tǒng)計方法

能力統(tǒng)計量對參加能力比對驗證的檢測機(jī)構(gòu)具有重要意義。統(tǒng)計量應(yīng)適合于防雷檢測，并在防雷檢測領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛認(rèn)同，參加能力驗證的專家達(dá)成一致是評估定性測試結(jié)果的典型方法。對測量審核結(jié)果，可根據(jù)參加者、測量方法及測量物品的具體情況，選用合適的方式進(jìn)行評價。

本文選用En數(shù)作為能力驗證測量比對的判定公式：

(1)

式(1)中：x為參加者的測試結(jié)果；X為測量對象的指定值；Ux為參加者測試結(jié)果的擴(kuò)展不確定度；UX為測量對象指定值的擴(kuò)展不確定度；

利用En值評定參加檢測機(jī)構(gòu)的驗證結(jié)果，其前提是參加驗證的檢測機(jī)構(gòu)必須能獲得可靠的測試值x，選擇合理的指定值X，并能正確評定測量不確定度U，否則無法使用該方法。

1.1 測試值x和指定值X

設(shè)m個檢測機(jī)構(gòu)之間開展能力驗證測試，每個檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行n次獨立的測試，每檢測機(jī)構(gòu)測試值的平均值作為測試值x，即：

(2)

通過參加能力驗證測試數(shù)據(jù)來確定指定值X，通常有二種方法[12]。一是對m×n個獨立測試值求算數(shù)平均值，指定值X1可表示為：

(3)

(4)

1.2 擴(kuò)展不確定度Ux和UX

(5)

(6)

(7)

(8)

擴(kuò)展不確定度U可表示為式9，如下：

U=ku=

(9)

2 能力驗證方案

參加本次檢測機(jī)構(gòu)能力比對的單位共9家，主要來自地市級防雷檢測機(jī)構(gòu)，檢測能力相近。根據(jù)能力驗證計劃，每家檢測機(jī)構(gòu)安排3名具有檢測資格證并具有豐富檢測經(jīng)驗的人員參加能力驗證檢測，確保參加人員能夠勝任檢測和儀器操作等工作。每家檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)攜帶一主一備2臺機(jī)構(gòu)內(nèi)常用的接地電阻測試儀，要求各機(jī)構(gòu)應(yīng)攜帶相同級別、同等精度的接地電阻測試儀,測試儀均應(yīng)在檢定或校準(zhǔn)有效期內(nèi)，并定期開展儀器期間核查，確保儀器技術(shù)參數(shù)持續(xù)有效。各機(jī)構(gòu)使用儀器型號及其參數(shù)如表1，其中儀器精度和分辨力的參數(shù)為儀器0～30 Ω測量范圍內(nèi)的對應(yīng)值。

表1 檢測機(jī)構(gòu)儀器主要參數(shù)

本次檢測是現(xiàn)場檢測，為保證每家檢測機(jī)構(gòu)檢測對象穩(wěn)定一致，檢測對象確定為辦公樓天面同一支接閃小針，測試內(nèi)容為小針的工頻接地電阻值。為了減小測量方法對檢測能力比對的影響，均采用三級法檢測[14]，通過儀器測量零電位區(qū)，并固定電壓探測極P和電流探測極C的位置，采用同一標(biāo)準(zhǔn)地線做接地電阻測試，依次使用攜帶的儀器重復(fù)測量同一小針電阻值10次，并記錄。測量應(yīng)在天氣晴朗情況下開展，測試線應(yīng)與被測對象可靠搭接后測試。

表2 接地電阻測試值及平均值

3 能力驗證評定

通過表1、表2給出的儀器精度、分辨力和測試值，將數(shù)據(jù)代入式(5)～式(8)，分別計算各機(jī)構(gòu)測試值x對應(yīng)的不確定度分量uA(x)、uB1(x)、uB2(x)、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ux。同時計算指定值X1和X2對應(yīng)的不確定度分量uA(X)、uB1(X)、uB2(X)、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uX。測試值x和指定值X的不確定度分量和合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u計算數(shù)據(jù)見表3。

表3 測試值x和指定值X的不確定度分量及合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由公式(9)可計算測試值和指定值的擴(kuò)展不確定度Ux和UX。測試值x，指定值X1、X2和擴(kuò)展不確定度Ux、UX代入公式(1)，計算各檢測機(jī)構(gòu)的En1值和En2值結(jié)果，數(shù)值見表4。

表4 不確定度和En值

圖1 檢測機(jī)構(gòu)能力驗證結(jié)果示圖 (以偏倚估計值x-X1作圖)

圖2 檢測機(jī)構(gòu)能力驗證結(jié)果示圖 (以偏倚估計值x-X2作圖)

方法二見圖3，每個檢測機(jī)構(gòu)的測試值x和指定值X1、X2用●表示，檢測機(jī)構(gòu)的測試值、指定值向上和向下延伸的線段代表檢測機(jī)構(gòu)測試值、指定值的擴(kuò)展不確定度Ux和UX。

由圖3同樣可知1、3、4、6、8、9號檢測機(jī)構(gòu)的測試值x更接近指定值X。檢測機(jī)構(gòu)編號為2、5、6的擴(kuò)展不確定度較其他實驗室更小。

圖1—圖3對測試和計算數(shù)據(jù)進(jìn)行了直觀顯示，較好的反應(yīng)了各檢測機(jī)構(gòu)的測試值、指定值及其不確定度之間的關(guān)系。但不代表其能力驗證的最終結(jié)果，其結(jié)果應(yīng)由En值來評定。當(dāng)|En|≤0.7時，判定檢測機(jī)構(gòu)的測試結(jié)果是可接受的，表明能力是滿意，無須采取進(jìn)一步的措施，當(dāng)0.7<|En|≤1.0時，表明能力是較為滿意，但應(yīng)引起實驗室的關(guān)注，分析原因并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。當(dāng)|En|>0.1時，不能滿足判定公式，表明能力是不滿意，認(rèn)為該檢測機(jī)構(gòu)存在系統(tǒng)偏離，應(yīng)分析原因并迅速采取糾正措施。

圖3 檢測機(jī)構(gòu)能力驗證結(jié)果示圖(以檢測結(jié)果x作圖)

由表4給出的檢測機(jī)構(gòu)En1值和En2值結(jié)果，|En|值最小值為8號檢測機(jī)構(gòu)的0.063，最大值為5號檢測機(jī)構(gòu)的0.488，|En|均小于0.7，表明參加能力驗證的檢測機(jī)構(gòu)的檢測能力是滿足要求的。

4 結(jié) 語

能力驗證能夠有效反映防雷檢測機(jī)構(gòu)的檢測能力，是判別檢測機(jī)構(gòu)檢測能力的重要技術(shù)方法。本文中的能力驗證結(jié)果評價為滿意，各檢測機(jī)構(gòu)現(xiàn)場測試提交的接地電阻測試結(jié)果理想，檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量體系運行良好，各機(jī)構(gòu)能夠準(zhǔn)確的測量天面接閃小針的接地電阻值，表現(xiàn)出了較高的檢測水平，為防雷安全檢測提供了有利的技術(shù)保障。如果能力驗證結(jié)果為不滿意，則應(yīng)利用評價結(jié)果開展針對檢測機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)偏離分析，查找存在的問題并糾正，從而推動檢測機(jī)構(gòu)管理體系的持續(xù)改進(jìn)和提升。本文采用的檢測機(jī)構(gòu)能力驗證方法和能力統(tǒng)計量分析方法為防雷檢測機(jī)構(gòu)開展能力比對驗證提供了重要參考價值。

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2016-06-23