羽毛羽绒清洁度测试的不确定度评定

李万辉，李正海，黄晓玲

(佛山中纺联检验技术服务有限公司，广东 佛山 528211)

1 引言

清洁度是羽毛羽绒质量检验的重要指标之一，其卫生指标清洁度高低与残留杂质、颗粒以及游离有机物的多少相关[1]。清洁度差的羽绒及其制品会使人产生过敏反应、引起哮喘等疾病，对人体健康造成严重危害[2]。目前，国内涉及羽毛羽绒清洁度检测的产品标准有GB/T 14272—2011《羽绒服装》[3]，方法标准有GB/T 10288—2003《羽绒羽毛检验方法》[4]、FZ/T 80001—2002《水洗羽毛羽绒试验方法》[5]、QB/T 1190—1991《水洗羽绒试验方法》[6]。虽然以上标准的测试细节不完全相同，但是测试原理基本一致，均采用清洁度仪目视法。但是该方法由人眼对其进行评级，存在测试精度低、数据波动性大的问题，为了提高实验室在羽毛羽绒清洁度测试上的精确度，本文在清洁度测定最常用的GB/T 14272—2011和FZ/T 80001—2002的基础上，分析了羽毛羽绒清洁度测定过程中不确定度的影响因素并进行了系统评估。

2 试验部分

2.1 试验依据与环境条件

试验依据：GB/T 14272—2011《羽绒服装》和FZ/T 80001—2002《水洗羽毛羽绒试验方法》。环境条件：不低于600 lx的自然光源或灯光下。

2.2 试验仪器与样品

试验仪器：TC10K-HB型电子天平、2000 mL三角瓶、1000 mL量筒、SPH-310E水平振荡仪、200目标准筛、LBX-211型清洁度仪。样品：80%白鸭绒，取8份，每份称取(10.0±0.1)g。

2.3 试验步骤

在天平上称取羽毛羽绒试样(10.0±0.1)g，放入3000 mL的三角瓶中，加入1000 mL的蒸馏水，将羽毛羽绒摇动浸湿后，再用水平振荡仪振荡4500次～5000次，用标准筛将振荡后样液滤入到大烧杯内待用，过滤时不可压榨过滤物，步骤见图1。

图1 羽毛羽绒清洁度试验步骤

3 不确定度来源及其分析

本方法是经验方法，测试结果是在规定条件下产生的，需控制因素较多，经分析，测量结果不确定度的主要来源有：(1)取样及样品自身的不均匀性；(2)电子天平的准确度偏差；(3)蒸馏水体积偏差；(4)实验人员振荡润湿的偏差；(5)水平振荡仪振荡幅度和频率的偏差；(6)过滤时人员操作准确度；(7)清洁度仪的准确度；(8)在同等条件下，由于各种随机因素导致的读数偏差。

4 测试结果不确定度的评定

4.1 A类不确定度的评定

A类不确定度是根据一系列重复观测值的统计分布估计得到的。在清洁度试验中，A类不确定度主要是由取样及样品自身的不均匀性、实验人员振荡润湿的偏差、过滤时人员操作准确度以及在同等条件下，各种随机因素导致的读数偏差所引起的。将8份样品在同一条件下进行平行测试。测试结果如表1所示。

表1 测试结果

所以，A类不确定度U(A)=8.87 mm，相对不确定度Ur(A)=0.0118。

4.2 B类不确定度的评定

B类标准不确定度主要有电子天平的准确度偏差、蒸馏水体积偏差、振荡幅度和频率偏差、清洁度仪的测量偏差。以上不确定度分量的先验概率可以通过仪器校准证书或检定证书等文件得到。

4.2.1电子天平引入的不确定度分量Ur(B1)

本次试验所用的电子天平的偏载误差为±0.1 g，示值误差为0.05(0≤m≤100 g)。假设其为矩形分布，则相对不确定度Ur(B1)=0.0065。

4.2.2蒸馏水体积引起的不确定度分量Ur(B2)

在量取蒸馏水时，使用1000 mL量筒量取1000 mL蒸馏水，量筒的允差为±10 mL，其值服从矩形分布，由量筒允差引入的相对不确定度Ur(B2)=0.00577。

4.2.3振荡器引入的不确定度分量Ur(B3)

本试验采用的是SPH-310E水平振荡器，在进行震荡时，振荡频率为150次/min，允差为±2次/min，其值服从矩形分布，因此由振荡器频率引起的相对不确定度Ur(B31)=0.0077；震荡幅度为40 mm，允差为±2 mm，若其服从均匀分布，则由振荡幅度引入的相对不确定度Ur(B32)=0.0289。将上述2个不确定度分项合成相对不确定度Ur(B3)=0.0299。

4.2.4清洁度仪偏差引入的不确定度分量Ur(B4)

本试验采用的是LBX-211型清洁度仪，最大测试量程为1000 mm，允差为±2 mm，进行8组测试时，假设允差为矩形分布，则由清洁度仪引入的相对不确定度Ur(B4)=0.0012。综上，B类相对不确定度Ur(B)=0.0312。

4.3 合成相对标准不确定度Ur的评定

将A类标准不确定度和B类不确定度合成相对不确定度Ur=0.033。

4.4 扩展不确定度U95

选取置信概率95%，取扩展因子k=2，相对扩展不确定度U95r和扩展不确定度U95为U95r=0.066、U95≈49 mm。

4.5 不确定度结果

根据不确定度计算结果，80%白鸭绒的清洁度测试结果可表示为：清洁度=(749±49)mm，k=2。

5 结语

通过对羽毛羽绒清洁度测试不确定度的评价发现，影响清洁度测试结果的因素分别为：振荡器的相对不确定度为0.0299，各种随机因素的相对不确定度为0.0118，电子天平引入的相对不确定度为0.0065，蒸馏水体积引入的相对不确定度为0.00577，清洁度仪引入的相对不确定度为0.0012。其中，A类不确定度引起的偏差较B类小，由振荡器引起的偏差最大，因此在检测过程中，可通过提高振荡器的振幅精度来降低测试的不确定度。