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測量不確定度是指對測量結果的質量的定量評定。測試結果是否有效,在很大程度上取決于其不確定度的大小。在測試過程中影響洗衣機漂洗性能的不確定因素較多。在這里我們利用中國家用電器研究院洗滌性能試驗室對漂洗性能進行測試,分析不確定度的來源。根據計算結果對影響洗衣機漂洗性能測量不確定度的因素進行討論,對提高測量的準確性有指導意義。
測試方法及數學模型
漂洗性能試驗與GB/T4288-2008《家用和類似用途電動洗衣機》中的洗滌試驗同時進行。除特殊要求外,其他試驗條件均與GB/T4288-2008中要求一致。依據GB/T4288-2008中關于洗衣機漂洗性能測試方法——相對堿度測試的相關要求和規定,制定了洗衣機相對堿度的測試方法。漂洗性能即洗衣機洗滌物上殘留漂洗液相對于試驗用水的堿度,簡稱:相對堿度。
試驗用水的取樣,直接在洗衣機運行前的供水系統中取樣,取三瓶,每瓶300mL。殘留漂洗液的取樣,在洗衣機完整程序運行結束后,將負載布從洗衣機中迅速取出,去掉污染布。將所有負載在高速脫水機(2800r/min)中脫水10min。然后將所有取得的水樣進行混合,即為漂洗殘留液,取三瓶,每瓶300mL。(取樣過程應盡快完成,避免與空氣長時間接觸,影響試驗結果)。將樣品通過0.45μm的微孔過濾膜(水系膜)進行過濾。過濾后取樣品100mL,使用電位滴定儀,通過0.1mol/L的鹽酸對試驗用水及漂洗殘留液分別進行滴定,滴定終點為Ph=4.5,每種水樣滴定3次,記錄每種水樣所需的鹽酸用量,取平均值。
漂洗性能的測量模型:
式中:
vHCl ——滴定試驗用水的鹽酸用量的平均值,單位mL;
v1,v2,v3——滴定試驗用水平行樣的鹽酸用量,單位mL;
Ms——試驗用水的堿度,單位mol/L;
Vs——被滴定試驗用水的體積,單位mL,此處為100 mL;
MHCl——根據標定得到的鹽酸溶液的摩爾濃度,單位mol/L。
式中:
uHCl ——滴定殘留漂洗液的鹽酸用量的平均值,單位mL;
u1,u2,u3——滴定殘留漂洗液平行樣的鹽酸用量,單位mL;
MP——殘留漂洗液的堿度,單位mol/L;
up——被滴定殘留漂洗液的體積,單位mL,此處為100 mL;
MHCl——根據標定得到的鹽酸溶液的摩爾濃度,單位mol/L。
式中:
Ar—— 洗滌物上殘留漂洗液相對試驗用水的堿度,單位mol/L。
測量不確定度評定
3.1 A類評定的標準不確定度分量
表1殘留漂洗液相對試驗用水堿度測量結果
序號 | 漂洗液相對試驗用水堿度 A(10-2mol/L) | 序號 | 漂洗液相對試驗用水堿度 A(10-2mol/L) |
1 | 0.0527 | 6 | 0.0480 |
2 | 0.0497 | 7 | 0.0507 |
3 | 0.0483 | 8 | 0.0497 |
4 | 0.0507 | 9 | 0.0503 |
5 | 0.0483 | 10 | 0.0520 |
平均值 | 0.05004 |
根據貝塞爾公式計算測量結果,可得殘留漂洗液相對試驗用水堿度A類評定的不確定度分量,計算公式為:
3.2 B類評定的標準不確定度分量
取10次滴定鹽酸用量的平均值,根據以下公式可得各項靈敏系數:
根據經驗,0.1mol/L的鹽酸的不確定度為0.2×10-3mol/L,電位滴定儀的最大誤差為0.001mL,100 mL量杯誤差為1 mL,則
3.3合成標準不確定度
漂洗液相對堿度和成不確定度為:
=0.466×10-4 mol/L
相對合成標準不確定度為:
相對擴展不確定度
取包含因子k=2,漂洗液相對堿度擴展不確定度為:
結論
通過以上方式漂洗性能進行了不確定度的評定,根據評定結果可得到以下結論,在試驗室環境等人為因素相對穩定的情況下,主要影響漂洗性能的不確定度的因素是在試驗過程中使用的測量工具,為了減小不確定度,建議使用更為精密的測量儀器,如容量瓶等,以提高測量的準確度。鹽酸的濃度以及滴定儀都對漂洗性能試驗的不確定度有一定的影響,但相對影響較低。另外,試驗室環境因素(如溫度,水的硬度等),以及試驗室人員操作情況等都會對漂洗性能試驗產生影響。所以在試驗過程中應嚴格遵守試驗操作規范,保證試驗環境條件,以得到更好的試驗結果。
參考文獻
1.GB/T23119-2008 家用和類似用途電器性能測試中使用的硬水,中國標準出版社,2009
2.《GB/T4288家用和類似用途電動洗衣機洗滌和漂洗性能測試指南》,41-43,中國質檢出版社,2014