Оглавление

1 Моделирование процесса измерения белизны 3

1.1 Спецификация измеряемой величины 3

1.2 Идентификация объекта измерений 6

1.3 Принцип и метод измерений 8

1.4 Функциональный анализ методики выполнения измерений 9

2 Обработка результатов прямых многократных измерений на базе теории погрешностей 11

3 Оценка показателей точности результатов измерений 20

3.1 Оценка точности результатов внутрилабораторных измерений 20

3.2 Оценка точности результатов межлабораторного эксперимента 23

4 Разработка методики оценивания неопределенности измерения белизны 30

Библиография 37

Бумага и картон. Метод определения белизны 37

1 Моделирование процесса измерения белизны

1. Спецификация измеряемой величины

Белизна – собственный коэффициент диффузного отражения, определяемый при эффективной длине волны 457 нм на приборе соответствующем ГОСТ 30116. [1]

В мире принята стандартная классификация офисной бумаги (класс «А», «В», «С»), которая основана на ее качественных характеристиках, прежде всего белизне и непрозрачности. В Европе и СНГ для измерения белизны бумаги применяются два стандарта ISO и CIE (Международная комиссия по освещению), что вносит определенную путаницу при сравнении показателей. В США используется стандарты TAPPI (Техническая ассоциация целлюлозно - бумажной индустрии).

Белизна бумаги выражается в процентах, по стандарту ISO или в единицах по стандарту CIE.

Первая система – это система измерения белизны в процентах, где 100 % означает идеальный белый цвет, который на практике никогда не достижим.

У самых белых и дорогих бумаг степень белизны может достигать 98 %. Разница белизны бумаги в 1 % - 2 % на глаз практически незаметна. Цвет бумаги гораздо сильнее и заметнее меняется в зависимости от освещения: солнечное, пасмурное, лампа накаливания или лампа дневного света.

Вторая система – это система измерения белизны в единицах белизны по МКО, где индекс белизны по МКО – это мера белизны, вычисленная из координат цвета по МКО при условиях, установленным стандартом. [2]

В 2006–2007 гг. БелГИМ совместно с Институтом физики разработан и создан эталон единиц белизны (рисунок 1), который приказом Госстандарта утвержден в 2008 г. в качестве исходного эталона Республики Беларусь. Калибровочные и измерительные возможности эталона (таблица 1.1) подтверждаются через прослеживаемость к международной единице белизны – эталону первого уровня ISO IR1.Создание эталона обеспечивает единство измерений единиц индексов белизны на предприятиях бумажной, текстильной и химической промышленности республики в соответствии с отечественными стандартами, гармонизованными с международными нормами. Это позволяет повысить качество выпускаемой продукции, способствует ее выходу на международный рынок и повышает конкурентоспособность товаров белорусского производства.

Рисунок 1- Исходный эталон единиц белизны

Таблица 1.1 - Метрологические характеристики исходного эталона единиц белизны

Измеряемая величина, калибруемая мера	Диапазон значений	Расширенная неопределенность (P=0,95; k = 1,65)
		Для материалов, не содержащих ФОВ	Для материалов, содержащих ФОВ
Яркость по ИСО R457, единиц белизны	от 0 до 200	0,5 единиц белизны	1,0 единиц белизны
Индекс белизны по МКО W10, единиц белизны	от 0 до 200	0,5 единиц белизны	1,0 единиц белизны

Состав эталона:

Исходные эталоны ИСО IR3, которые представляют собой три комплекта, выполненных из бумаги, не содержащей флуоресцентные оптические отбеливатели (ФОВ);

Нефлуоресцентный (НИЭ) и флуоресцентный (ФИЭ) исходные эталоны, которые представляют собой 2 набора. Первый набор состоит из 10 мер белизны, выполненных из молочного стекла МС-20. Второй набор состоит из 6 мер белизны, выполненных из молочного стекла МС-20 с нанесенным на рабочую поверхность специальным флуоресцирующим покрытием;

Спектрофотометр «Elrepho 071»;

Измерительная геометрия: d/0; источник света – импульсная ксеноновая лампа; диаметр освещаемой площадки испытуемых образцов – 6,6 / 9,0 / 30 мм, расположение испытуемого образца – горизонтальное; предусмотрено автоматическое регулирование доли ультрафиолетовой составляющей в излучении; проведение измерений с учетом зеркальной составляющей и с её исключением;

Спектрофотометр «X –Rite. серии 8400»;

Измерительная геометрия: d/8; источник света – импульсная ксеноновая лампа; диаметр освещаемой площадки испытуемых образцов – 4,0 / 8,0 / 19,0 мм, расположение испытуемого образца – горизонтальное и с торца; предусмотрено автоматическое регулирование доли ультрафиолетовой составляющей в излучении. Есть возможность проводить измерения спектральных коэффициентов направленного пропускания прозрачных образцов; проведение измерений с учетом зеркальной составляющей и с её исключением;

Спектрофотометр «Color Eye – 2145»;

Измерительная геометрия: 45/0; источник света – импульсная ксеноновая лампа; диаметр освещаемой площадки испытуемых образцов – 10 мм, расположение испытуемого образца – с торца

Источники прослеживаемости:

Лаборатории, назначенные Техническим комитетом ИСО/ТК6 в ранг метрологических:

Германия, РТВ;

Канада, NRC;

США, NIST

Документ на поверочную схему – ГОСТ 8.205-90, «Государственная поверочная схема для средств измерений координат цвета и координат цветности».

Для измерения белизны используют:

Рефлектометр или спектрофотометр имеющий геометрические, спектральные и фотометрические характеристики, установленные в ISO 2469, калиброваны в соответствии с указаниями ISO 2470-1 и оборудованы источником излучения, имеющим адекватное УФ-содержание в излучении и средства регулировки УФ-содержания в излучении так, чтобы измеренное значение яркости по ISO флуоресцентного исходного эталона соответствовало приписанному ему значению яркости по ISO при освещении стандартным излучением МКО типа С. [2]

Колориметры (фильтровый колориметр или спектроколориметр) имеющий геометрические, спектральные и фотометрические характеристики, установленные в ИСО 2469; калиброваны в соответствии с указаниями ИСО 2469 и оборудованы источником излучения, имеющим адекватное УФ-содержание и средства регулировки УФ-содержания, так чтобы измеренное значение яркости по ИСО исходного стандартного эталона соответствовало приписанному ему значению яркости по ИСО при освещении стандартным излучением МКО типа С. Коэффициент пропускания фильтра не должен превышать 5 % для длин волн не более 410 нм, а также не превышать 50 % для длины волны 420 нм. Отрезающий УФ-фильтр должен иметь такие характеристики, чтобы получать достоверный результат измерения фактора коэффициента отражения при длине волны 420 нм. Значение фактора коэффициента отражения, полученное при длине волны 420 нм, должно впоследствии использоваться в процессе вычислений как значение, которое применимо для излучения более коротких длин волн, при которых невозможно выполнять какие-либо измерения. [3]