王新兴，胡明考，张积运

(核工业航测遥感中心，河北 石家庄050002)

0 引言

国家JJF 1069 －2012 《法定计量检定机构考核规范》7.6.3.3 条款明确指出:“应根据规定的程序和日程对计量基准、计量标准、传递标准、工作标准以及标准物质进行核查，以保持其检定或校准状态的置信度”［1］。我国现今唯一的γ 测井模型标准装置，从20世纪70 年代末研建以来，一直无法直接溯源。我们从20 世纪90 年代开始对γ 测井模型标准装置进行定期核查(监测)，选择应用平均值－极差控制图方法对γ 测井模型标准装置是否保持初始密封状态、量值是否稳定进行控制，防止由于标准的失准造成传递的失准。

1 γ 测井模型标准装置

γ测井模型标准装置是由一系列钾铀钍含量不同、能在平面上和垂向上模拟天然放射性核素均匀分布的无限延伸地质体的体源模型和相应的配套设备构成。单个模型为边长1.2 m 的立方体辐射体源模块，上下围岩层尺寸为1.2 m ×1.2 m ×0.6 m 见图1 所示。模型中心有直径95 mm 的圆孔，用于放入γ 测井探管，模型六面和孔壁采用环氧树脂密封。每个辐射体源模块质量约4000kg。系列体源模型由1 个本底模型、1个钾模型、5 个铀模型、4 个钍模型和3 个混合模型，共计14 个密封式饱和辐射体源模型组组成。这14 个模型均由已知含量的天然放射性铀、钍、钾矿粉和低本底石英砂、水泥浇注而成。配套设备主要为6#标准固体镭点源及FD－3019 型γ 测井仪。

图1 γ测井模型

2 核查数据的统计控制—控制图

2.1 核查数据

选择一台性能稳定的经过标准固体镭源检定的FD－3019 型γ 测井仪，对γ测井模型标准装置每个月进行一次核查测量，每次取n 个测量数据的平均值x－为本次核查值，重复测量取n =6。每个模型每次核查测量的最大值与最小值之差为极差，用R 表示。连续测量25个月共获取25 组数据。以UThF －0.01 －0.03 －I 模型为例，核查数据见表1。

2.2 确定控制参数［2］

建立平均值控制图和极差控制图前，先要计算控制参数中心线CL、控制上限UCL 和控制下限LCL。对UThF－0.01 －0.03 －I 模型m 次核查测量结果的平均值由公式(1)计算，m 次测量数据的极差平均值由公式(2)计算。

表1 对UThF－0.01 －0.03 －I 孔深中点做重复测量的结果

1)平均值控制图控制限

控制上限UCL =x + A2·= 573.4 + 0.483 ×13.48 =579.9

2)极差控制图控制限

以上常数A2，D3，D4由参考文献［2］查得。

2.3 绘制控制图

控制图的纵坐标为核查数据计算得到的各统计控制量，横坐标为时序坐标。并在图上画出CL，UCL 和LCL 三条控制界限。在图上标出各组相应统计控制量的测量点后，将相邻的测量点连成折线，即完成了控制图绘制。如UThF －0.01 －0.03 －I 模型平均值控制图和极差控制图，分别见图2，3。

图2 UThF－0.01 －0.03 －I 平均值控制图

图3 UThF－0.01 －0.03 －I 极差控制图

2.4 核查程序

建立了均值控制图和极差控制图后，根据核查程序制定每年的核查计划，使用FD－3019 测井仪对γ 测井模型标准装置中的每个模型进行测量，每次重复测量6 次，计算出本次测量数据的均值和极差，分别标注在均值控制图和极差控制图上。延长控制图的时间坐标，使控制图转变为监测控制用控制图。核查频率确定为每6 个月一次，测量数据同样也可作为重复性、稳定性考核。

2.5 结果的判定

核工业航测遥感中心做的γ 测井模型标准装置中14 个模型平均值控制图和极差控制图中标注的统计测量点分布在中心线上下两侧，均没有超出控制限的范围。在此，从γ 测井模型标准装置模型组中，选择检定工作中使用频率较多的KF－6 －I 钾模型、UF－0.03－I 铀模型和ThF －0.05 － I 钍模型，根据1995 年到2012 年底的36 组核查数据绘制平均值控制图和极差控制图(图4 ～图9)。根据GB/T4091 －2001 常规控制图的判异原则，我们发现γ 测井模型标准装置的测量过程没有受到不受控的系统效应影响，也没有受到不受控的随机效应的影响。

图4 KF－6 －I 平均值控制图

图5 KF－6 －I 极差控制图

图6 UF－0.03 －I 平均值控制图

图7 UF－0.03 －I 极差控制图

图8 ThF－0.05 －I 平均值控制图

图9 ThF－0.05 －I 极差控制图

3 结论

γ 测井模型标准装置是由纯铀矿粉、纯钍矿粉或者铀钍混合矿粉制作而成，根据标准模型自身的特点，如果装置密封破损，放射性衰变系列平衡将被打破，俗称氡气泄露，测量的比释动能将会降低。应用平均值—极差控制图方法对γ 测井模型标准装置进行定期核查(监测)，通过观察测量结果的平均值和极差的变化，判断标准装置的量值是否处于受控状态，其方法直观，易于操作，可对标准装置的状态进行了有效的控制。以上监测结果显示γ 测井模型标准装置自建立以来，没有发生破损泄漏，标准装置始终保持初始密封状态，标准量值稳定可靠。

［1］全国法制计量管理计量技术委员会. JJF1033 －2008 计量标准考核规范［S］. 北京:中国计量出版社，2008.

［2］全国统计方法应用标准化技术委员会.GB/T4091 －2001 常规控制图［S］. 北京:中国标准出版社，2001.