滚筒洗衣机漂洗效果测试的不确定度评定.pdf

Articles论文96 家电科技 Vol.5 2023 Issue 424滚筒洗衣机漂洗效果测试的不确定度评定Uncertainty evaluation for the test of rinsing eff ectiveness of drum washing machine赵绪扩1 周艳2 李宪彬2 张勃2 丁瑶2ZHAO Xukuo1 ZHOU Yan2 LI Xianbin2 ZHANG Bo2 DING Yao21.青岛海尔电冰箱有限公司 山东青岛 266100；2.青岛中海博睿检测技术服务有限公司 山东青岛 2661001.Qingdao Haier Refrigerator Co.,Ltd.Qingdao 266100;2.Qingdao Profound Testing Technology Service Co.,Ltd.Qingdao 266100摘 要：目前洗衣机产品已成为家庭中不可缺少的电器之一。漂洗效果是用户选择洗衣机产品时会关注的重要指标。现以全自动滚筒洗衣机为例，采用相对不确定度的评定方法，对漂洗效果测试的不确定度进行分析，通过分析得到测量过程重复性和环境温湿度对测量结果的影响最为显著，为企业改进洗衣机性能、提升洗衣机产品质量以及第三方测试机构提高洗衣机性能测试准确度提供参考。关键词：滚筒洗衣机；漂洗效果；洗涤剂残留；不确定度 Abstract:Washing machine products have become one of the indispensable electrical appliances in households.The rinsing eff ect is an important indicator that users will pay attention to when choosing washing machine products.Taking a fully automatic drum washing machine as an example,the evaluation method of relative uncertainty is used to analyze the uncertainty of rinsing effect testing.Through analysis,it is found that the repeatability of the measurement process and environmental temperature and humidity have the most signifi cant impact on the measurement results.This provides a reference for enterprises to improve the performance of washing machines,improve the quality of washing machine products,and improve the accuracy of washing machine performance testing for third-party testing institutions.Keywords:Drum washing machine;Rinsing eff ectiveness;The residual content of detergent;Uncertainty 中图分类号：TM925.33 DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2023.05.0160 引言洗衣机作为每个家庭的必备家用电器，在人们的日常生活中扮演着重要角色，随着全球对于环境保护的呼吁，全球不同区域都制定了关于洗衣机漂洗性能的要求1，标准CLC TS 50677:2022给出了通过检测表面活性剂LAS的含量来评价漂洗性能的测试方法，国际电工委员会（IEC）在修订的IEC 60456标准中也增加了通过检测洗涤剂中表面活性剂（LAS）含量的方法，通过分析性能测试过程中，漂洗效果参数的不确定度，为漂洗效果参数测试的准确性提供参考。家电领域不确定度的评定常用标准不确定度的方式表示评定结果2，但对于计算过程及公式较为复杂的测量结果，使用相对不确定作者简介：赵绪扩，学士学位。研究方向：家用电器产品标准、检测、认证。地址：山东省青岛市崂山区海尔路1号海尔工业园。E-mail：。度评定方法，可以使评定过程的计算简化，且能直观地评价测量结果的优劣，故选择使用相对不确定度的方式进行评定。1 测量原理1.1 测量方法“漂洗效果”是指经处理的纺织品在家用洗衣机或家用洗衣机-烘干机洗涤周期或家用洗衣机-烘干机洗涤完整周期后的线性烷基苯磺酸（LAS）残留含量的浓度，以克/公斤干纺织品表示；根据CLC TS 50677:2022标准要求，测试滚筒洗衣机的漂洗性能，漂洗性能测试同其他测试项目同时进行，具体方法如下：a.测试前准备，根据EN 60456标准要求，将污染布缝制在相应Articles论文 97家电科技 Vol.5 2023 Issue 424的负载上，但是未污染的样块不进行缝制和标记，为漂洗性能测试准备。b.测试过程，根据EN 60456标准要求，称取标准要求的定量洗涤剂，按照标准方法要求添加到洗衣机，测试负载也按照标准要求完成装载，选择性能程序后，开始测试；测试程序结束后，将负载依次取出，取出过程中将未污染的白布样块取下，放置到环境室进行平衡和晾干，至少16 h。c.将平衡16 h以上的白布样块，在环境室中分别将每块白布样块放入相应的HPET瓶，并编号标记。d.分别称量每个样块的重量并记录，并分别称量100 mL水加入到HPET瓶，并记录重量。e.将准备好的瓶子放到轨道摇床上进行充分摇匀，时间1 h，速度350 r/min。f.摇床停止后，将样块取出丢弃，保留析出液作为后续测量使用。g.将析出液静置30 min后，使用紫外分光光度计进行结果测量。此测量操作过程较多且过程繁琐，实验室已制定操作规程，且此次评定参与的实验人员均经过培训，并按照操作规程进行测试。1.2 测试样机与仪器为了准确地评价测量方法本身的不确定度，减少测量对象引入的影响，选用量产15 kg滚筒洗衣机进行不确定度评估。测试所用的仪器如表1所示。表1 测试所用仪器表序号仪器型号/规格精度1紫外分光光度计UV-18001901100 nm2电子天平ML204T/020.01220 g3环境室/0504摇床Innova 200025500 r/min2 数学模型从标准CLC TS 50677中摘出公式：（1）（2）（3）3 方差与灵敏系数本次评定过程中涉及到的变量有相对的、有绝对的，故所有过程均采用相对不确定度的方法进行相关的评定。4 不确定度分量评估4.1 A 类不确定度评定按照标准方法进行相应测试后，达到的测试结果见表2，结果报告的是所有结果的均值。表2 漂洗效果测试结果汇总表测量12345678均值结果3.003.053.263.043.203.093.263.283.15根据贝塞尔公式计算这个项目的标准不确定度如式（4）：（4）得出：u1,标准=0.040483所以，相对不确定度为：4.2 B 类不确定度评定4.2.1 紫外分光光度计根据紫外分光光度计校准证书可得，透射比：U=0.5%，k=2。透射比与吸光度的转换关系为：吸光度=-l g（透射比）。所以，吸光度测试结果的相对不确定度为：u2=0.25%4.2.2 电子天平本测试过程使用电子天平称量样块和纯水的重量，根据电子天平的校准证书可以得到，U=(0.20.5)mg，k=2。称量污染布样块时，电子天平的不确定度宜使用U=0.2 mg，k=2。此次测试中污染布样块的重量约2.8 g，所以，称量污染布样块引入的相对不确定度为：称量水的重量时，电子天平的不确定度宜使用U=0.5 mg，k=2。测试使用水100 mL，约100 g，所以，称量水的重量引入的相对不确定度为：4.2.3 环境温湿度环境温度与湿度设置，温度设置为（202），湿度的设置为（6070）%RH。Articles论文98 家电科技 Vol.5 2023 Issue 424因环境温湿度带来的污染布样块重量极差为1%。所以，由环境温湿度引入的相对不确定度为：4.2.4 标准曲线表3为洗涤剂标准曲线测量结果汇总表。表3 洗涤剂标准曲线测量结果汇总表标准曲线已知洗涤剂浓度（mg/L）吸光度12300.0000.0000.0007.06390.0400.0400.04214.25780.0790.0790.08235.82850.2010.1980.21373.03760.4130.4020.426183.56801.0401.0101.057该分量的评定只考虑校准曲线拟合所带来的不确定度，LAS浓度为156.346 mg/L，其标准不确定度：注：此评定参照参考文献6，第十二章 实例：原子吸收光谱法测定陶瓷容器中镉的溶出量，评定过程中关于标准曲线引入不确定分量的评定方法。则相对标准不确定度为：5 合成相对标准不确定度根据上文的计算结果可得，漂洗性能测量的合成相对标准不确定度为：取包含因子k=2，漂洗效果测量的扩展相对不确定度为：Urel=kuc,rel=21.6536=3.3073%3.31%表4为不确定度分量汇总表。6 结论从漂洗效果不确定度的评定过程以及表4可以看出：（1）测试的重复性的相对不确定度贡献为1.29%、处理样块的环境温湿度的相对不确定度贡献为1.00%，是影响漂洗效果的主要因素；（2）电子天平和校准曲线严格按照标准要求准备和操作，对结果的影响非常小；（3）紫外分光光度计（UV）作为漂洗效果测试的主要设备，相对不确定度贡献为0.25%，实验室应关注设备的校准结果以及日常核查确认。漂洗效果测试过程中需要严格按照标准要求进行操作，按照标准要求进行称量和控制环境温湿度，试验用水的水质也应严格按照标准要求准备。洗衣机行业标准不断健全中，安全问题和健康问题开始制约行业的进一步发展和品质的提高。本文为洗衣机企业提高洗衣机产品的漂洗效果测试准确度和重复性提供参考，有助于提升产品质量。参考文献1 王奎,王谨旗,孔繁海,等.洗衣机能效实验中水质对漂洗性能影响分析J.家电科技,2018(09):40-42.2 岳京松,梁兴然,孙路平,等.论不确定度评定的两种线性测量模型在洗衣机用电量测量中的应用J.家电科技,2021(zk):572-576.3 陆伟,王伯燕.储水式电热水器24 h固有能耗系数测试的不确定度评定J.家电科技2022(06):42-46.4 CLC/TS 50677:2022 Clothes washing machines and washer-dryers for household and similar use-Method for the determination of rinsing eff ectiveness by measurement of the surfactant content at textile materialsS.2022.5 EN 60456:2016+A11:2020 Clothes washing machines for household use-Methods for measuring the performanceS.2020.6 倪育才.实用测量不确定度评定(第6版)M.北京:中国计量出版社,2020.7 王伯燕,叶至壮,洪显博,等.洗衣机洗净比测试的不确定度评定J.家电科技,2022(zk):741-744.（责任编辑：张晏榕）表4 不确定度分量汇总表相对标准不确定度分量不确定度来源类型概率分布包含因子灵敏系数相对不确定度贡献ui(y)（%）u1漂洗性能重复性测量A正态分布k=2/1.29u2UVB正态分布k=2/0.25u3电子天平B正态分布k=2/0.004u4电子天平B正态分布k=2/0.00025u5环境温湿度B正态分布k=2/1.00u6校准曲线B正态分布k=2/0.0889