纺织品甲醛含量测定仪透射比和波长示值误差测量结果的不确定度评定

【摘要】 本文对纺织品甲醛含量测定仪透射比和波长示值误差测量结果进行不确定度评定，分析影响不确定度的主要因素。

【关键词】 甲醛含量测定仪;不确定度;纺织品

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.05.014

Evaluation of Uncertainty of Measurement Results of Transmission Ratio and Wavelength Indication Error of Tester for Formaldehyde Content of Textiles

WANG Yi-ning

（Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

Abstract： In this paper，the uncertainty of the measurement results of the transmission ratio and wavelength indication error of tester for formaldehyde content of textiles is evaluated，and the main factors affecting the uncertainty are analyzed.

Key words： tester for formaldehy;uncertainty;textiles

甲醛是一种有害的物质，如果长期接触甲醛含量超标的纺织品和服装，通过人体呼吸道及皮肤接触对呼吸道粘膜和皮肤产生强烈的刺激，有可能会引发呼吸道的炎症，也会引发头痛、身体软弱无力、皮肤发炎以及皮肤过敏等症状。目前用于纤维素纤维为主的织物的防缩、防皱和洗可穿整理的交联剂是游离甲醛的主要来源。为了保护公众的身体健康，倡导安全、绿色的生活方式，日本、欧美等国都陆续出台了一系列关于生态纺织品的相关标准，并在标准中对纺织品中甲醛含量提出了限制值。我国现行强制性国家标准GB 18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》规定了纺织产品的甲醛含量的限量值和试验方法。标准规定纺织产品甲醛含量测定按GB/T 2912.1-2009《纺织品甲醛的测定第1部分：游离和水解的甲醛（水萃取法）》标准执行。

GB/T 2912.1-2009 标准测定方法的原理是试样在40 ℃的水浴中萃取一定时间，将萃取液用乙酰丙酮显色后，在412 nm波长下，使用分光光度计测定显色液中甲醛的吸光度，根据朗伯-比尔定律，对照标准甲醛工作曲线，计算出试样中游离甲醛的含量。

1 概述

1）校准依据：JJF（纺织） 067-2016《纺织品甲醛含量测定仪校准规程》。

2）环境条件：温度介于10～35 ℃之间，相对湿度小于85%。

3）测量标准：氧化钬滤光片。

4）校准对象：纺织品甲醛含量测定仪。

纺织品甲醛含量测定仪是符合GB/T 2912.1-2009标准要求的自动测量纺织品甲醛含量的仪器。它具有波长412 nm段的分光光度计为主机，并具有按照标准要求对该波长吸光度要素参与的甲醛含量自动计算的功能软件。

本文针对依据JJF（纺织） 067-2016《纺织品甲醛含量测定仪校准规范》对纺织品甲醛测定仪校准时，紫外分光光度计的透射比和波长示值误差的不确定度进行分析。

2 测量模型

2.1 透射比测量模型

[ΔT=T-Ts]

式中：[ΔT]——甲醛含量测定仪在纺织品中的透射比的测量值与被测量值的实际值之差;

[T]——甲醛含量测定仪在纺织品中的透射比示值的均值;

[Ts]——氧化钬滤光片的实际值。

2.2 波长测量模型

[Δλ=λ-λs]

式中：[Δλ]——纺织品甲醛含量测定仪波长示值误差，nm;

[λ]——纺织品甲醛含量测定仪波长示值的均值，nm;

[λs]——滤光片波长的实际值，nm。

3 输入量中透射比的标准不确定度评定

3.1 输入量[T]的不確定度[uT]的评定

输入量[T]的不确定度的主要来源是测量实验中的重复性，所以通过测量连续的实际值可以得到一个测量值的阵列，采用上述方法来评定。

在412.0 nm的波长处连续测量10次，得到测量列27.4、27.6、27.3、27.7、26.9、27.7、27.2、27.2、27.3、27.1（%）。

[T=1ni=1nTi=27.3%]

单次实验标准差：[s=i=1nTi-T2n-1=0.211%]

在相同的实验室条件下，连续重复测量三次，以这三次测量的实际均值所为测量的实验结果，得出：

[uT=0.211%/3=0.122%]

3.2 输入量[Ts]的标准不确定度[uTs]的评定

输入量[Ts]的标准不确定度可根据标准滤光片的证书中给出的定值不确定度进行实验评定，所以应采用上述方法进行输入量的标准不确定度评定。

该透射比滤光片的定值证书给出的定值的不确定度为0.5%，定值证书给出的覆盖因子k=2。不确定度为：

[uTs=ak=0.5%2=0.25%]

3.3 合成标准不确定度的评定

3.3.1 灵敏系数

数学模型为：[ΔT=T-Ts]

灵敏系数为：[c1=ΔTT=1]，[c2=ΔTTs=-1]

3.3.2 标准不确定度汇总表（见表1）

3.3.3 合成不确定度的计算

输入量[T]与[Ts]二者独立且二者无关，因此合成标准的不确定度可得到：

[u2cΔT=ΔTT×uT2+ΔTTs×uTs2=c1uT2+c2uTs2]

[ucΔT=0.1222+0.252%=0.28%]

3.4 扩展不确定度的评定（k=2）

[U=kucΔT=2×0.28%=0.6%]

3.5 不确定度的报告与表示

甲醛在纺织品中的含量测定仪在波长为412 nm处的透射比示值误差结果的扩展不确定度为：

[ΔT=0.2%]，[U=0.6%]，[k=2]

4 波长输入量的标准不确定度评定

4.1 输入量[λ]的标准不确定度[u（λ）]的评定

输入量[λ]的不确定度的主要来源为实验室中的测量重复性，则可用测量连续测量值得到一个测量列，采用上述方法进行不确定度评定评定。

在412 nm处连续测量10次，得到一组测量列为：453.4，455.4，455.0，453.8，455.0，453.8，455.0，453.8，455.4，453.4。

[λ=454.4 nm]

单次实验标准差为：

[s=i=1nλi-λ2n-1=0.63 nm]

在相同的实验室环境下，当满足条件下连续重复测量3次，并以这3次实测数据的均值为结果，可得出：

[uλ=0.63/3=0.36 nm]

4.2 输入量[λs]的标准不确定度[u（λs）]的评定

输入量[λs]的标准不确定度的主要来源是氧化钬滤光片的定值不确定度，则可根据滤光片中的证书给出的定值不确定度作为结果的不确定度，所以可采用上述方法进行此类标准不确定度的评定。

在该滤光片的校准证书中可以看到，波长定值的不确定度为0.3 nm，覆盖因子k=2，则不确定度为：

[u（λs）=ak=0.32=0.15 nm]

4.3 合成标准不确定度的评定

4.3.1 灵敏系数

数学模型为：[Δλ=λ-λs]

灵敏系数为：[c1=Δλλ=1]，[c2=Δλλs=-1]

4.3.2 标准不确定度汇总表

4.3.3 计算合成不确定度

输入量[λ]与[λs]二者独立且不相关，因此合成标准不确定度的计算公式如下：

[u2cΔλ=Δλλ×uλ2+Δλλs×uλs2=c1uλ2+c2uλs2]

[ucΔλ=0.362+0.152=0.15] nm

4.4 扩展不确定度的评定（k=2）

[U=kucΔλ=2×0.15 nm=0.3 nm]

4.5 测量不确定度的报告与表示

紡织品甲醛含量测定仪在波长为412 nm时，测量得到的示值误差的扩展不确定度的结果如下：

[Δλ=0.2 nm]，[U=0.3 nm]，[k=2]

5 结论

由以上各分量的大小以及最后的不确定度结果可以看出：纺织品甲醛含量测定仪用于测定纺织品中的甲醛含量时所产生的不确定度中，检测仪器本身的校准、实验室环境以及测量重复性所引入的不确定度较大，其他因素引入的不确定度影响较小，所以用此类检测仪器进行检测工作时，需要注意仪器本身的性能和准确度对检测结果所带来的影响。

【参考文献】

[1] 纺织品 甲醛的测定 第1部分：游离和水解的甲醛（水萃取法）：GB/T 2912.1-2009[S].

[2] 纺织品甲醛含量测定仪校准规范：JJF（纺织） 067-2016[S].

【作者简介】王一宁（1991-），男，学士，研究方向为长度计量。