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纺织品中pH值检测测量不确定度评定摘要：依据GB/T 7573《纺织品水萃取液pH值的测定》对纺织品中pH值的不确定度进行 测量，并通过对各不确定度分量的评估，从中找出其最大分量，从而对产生这些分量的检测 要素加以控制，从而获得更准确的检测结果关键字：ph值检测测量；纺织品；不确定度、前言在GB 18401《国家纺织产品基本安全技术规范》中，章节5.1对我国境内生产、销售的服用、装饰用和家用纺织产品的pH值的限定如表1：表1类别pH值A类 B类4.0 〜7.5 4.0 〜8.5C类4.0 〜9.0二、试验部分1. 测试方法GB/T 7573-2009《纺织品水萃取液pH值的测定》2. 测试原理室温下，用带有玻璃电极的pH计测定纺织品水萃取液的pH值3. 仪器设备电子天平（Mettler ToleDo PL303）；震荡器（荣华HY-8A数显调速多用振荡器）；pH计（梅特勒-托 利多 SevenMulti S40）4. 测试过程在具塞磨口烧瓶中加入1份试样和100ml水，盖紧瓶塞，充分摇动片刻，使试样完全润湿，将烧瓶 置于机械振荡器上振荡2h±5min在水萃取液温度下用三种缓冲溶液［邻苯二甲酸氢钠（pH4.01）,磷酸 二氢钾和磷酸氢二钠（pH6.86）,四硼酸钠（pH9.18）］校准pH计，测试每一份萃取液的pH值，第一份 测定值不做记录。

三、测量结果不确定度的来源 1．不确定度的主要来源分析样品质量m校准液術貝V 校堆重复性分辨率/校准缰中液体积 /； 冲液容器校准 ►PH计分辨率图1 不确定的主要来源2.不确定度的分类测量不确定度丿合成标准不确定度U 4rel(pH)a类不确定度T重复性产生的不确定度Urep 「样品称量产生的不确定度ubrel ( m) 萃取用水体积的不确定度Ubrel(v) 缓冲溶液配置的不确定度Ubrel(h)pH计的不确定度Ub ( pH )B类不确定度4丄、口十"、宀 \U (K = 1.96)扩展不确定度U 4 口扩展\upH图 2 不确定度的分类3. A类不确定度 重复性测量产生的不确定度Urep在相同条件下，对同一布样由不同人员测量10次，结果如表2所示:表 2 重复测试结果序号12345678910平均值pHpH值6.576.566.576.606.666.606.506.506.516.586.565根据贝塞尔公式，标准偏差U P— 0.048218reP V N — 1 =pH——第i次测量的pH值ipH pH 值的平均值Vrep 自由度，和的项数减去对和的限制数rep自由度 Vrep=9repU相对不确定度为U (rep)= rep =0.00734rel pH4. B类不确定度 样品称量产生的不确定度萃取用水体积的不确定度U「()，缓冲溶液配置brel(m) brel(v)的不确定度Ubl(h、和pH计的不确定度Ub()brel(h) b(pH)4.1样品称量产生的不确定度U ()b(m)样品称量产生的不确定度ub()由电子天平的校准值ub()和电子天平的分辨率ub()所产生的两部分不 b(m) b(m1) b(m2)确定度组成。

TOLEDO PL303,校准证书给出的最大允许误差为土0.005g,考虑天平称量时分两次完成，一次是空盘， 另一次是毛重，因此，由天平校准产生的不确定度U()为：b(m1)'2 %] 0005: =O.OO4082gg,因此，由天平分辨率产生的不确定度Ub()为：b(m2)0.001U = =0.000577b(m2)U 72b( + U2b =0.000017bm b (ml) b (m 2)自由度V为gm相对不确定度为：UU (m)= bm = 0.000008brel m4.2萃取用水体积的不确定度Ub(v)实验所用量筒为100ml，根据计量校准证书给出的校准结果，100ml的量筒的最大允许误差为±lml, 所以由萃取用水体积产生的不确定度U为:b(v)lU = = 0.57735b(v) <3自由度V为gv相对不确定度为：UU (v)= b(v)= 0.005774brel4.3缓冲溶液配置产生的不确定度Ub(h)b(h)缓冲溶液配置产生的不确定度Ub(h、主要由缓冲剂的纯度Ub()和250ml的容量瓶Ub()这两部分不确定度b(h) b(p) b(v)组成4.3.1缓冲剂的纯度产生的不确定度Ub()b(p)根据缓冲液的证书说明，其允许偏差为土 O.OlpHUb(p)0.0130.0057744.3.2容量瓶产生的不确定度Ub()b(v)根据计量校准证书给出的校准结果，250ml容量瓶的最大允许误差为土0.15 ml0.15U = = 0.086603b(v)4.3.3缓冲溶液配置产生的不确定度Ub(h、为:b(h)U JU 2 +U 2 = 0.086795b(h)- . b(p) b(v)自由度Vh% gh相对不确定度ubi(h、为:brel(h),'r u )2(U )2+―bv)1 PH JI V丿Ubrel(h)=0.0009454.4 pH计的不确定度Ub()b(pH)pH计的不确定度由pH计的校准值Ub()和pH计的分辨率Ub()所产生的两部分不确定度组成。

b(pH1) b(pH2)4.4.1 pH计校准值产生的不确定度Ub()b(pH1)根据计量证书给出的计量结果，pH计(梅特勒-托利多SevenMulti S40)的最大允许误差为土0.002 pH,因此，pH计校准值产生的不确定度U()为：b(pH1)U = 0002 = 0.001b(pH1) 24.4.2 pH计的分辨率产生的不确定度Ub()b(pH2)测试所用pH计的分辨率5=0.001pH，因此，由pH计的分辨率产生的不确定度U()为:b(pH2)0.001U = = 0.000577b(pH2)4.4.3 pH计的不确定度Ub()为:b(pH)Ub(pH)0.001155:'U2 + U2 =I b(pH1) b(pH2)自由度V为gpH相对不确定度U (pH)为:brelUbrel(pH)=brelU十泸=0・0000824.5合成标准不确定度U (pH)rel合成标准不确定度U ,pH)由A类不确定度［重复性产生的不确定度U /rep)］和B类不确定度［样 rel rel品称量产生的不确定度Ubl(、，萃取用水体积的不确定度Ubl(),缓冲溶液配置的不确定度Ub l(h、和pH brel(m) brel(v) brel(h)计的不确定度Ub()］组成：b(pH)U (pH)二屯 + U 2 + U 2 + U 2 = 0.009391rel re (rep) brel(m) brel(v) brel(h) brel(pH)4.6测试样品萃取液pH值的扩展不确定度U扩展扩展U(pH)=pHXUre!(pH)= 6-565 X0-009391=0-0616524.6.2有效自由度VeffVeff= / pH 1 ―Urel( rep)—Vrep/ ml+ brel( m) +Vm/Vbrel (v) 100Vvbrel (h)Vh/144brel (pH) VpH= 446754.6.3扩展不确定度U扩展扩展选取置信概率p=95%,根据有效自由度V 44675eff=查t分布临界值，取K=1.96,则扩展不确定度卩扩展为:U扩展=U(pH)XK=0-0X1-96=0-1208384.7 结果表示本实验条件下各不确定度见图3,综合各不确定度，得出样品萃取液的pH值为6.565±0.121,其扩展不确定度为0.121，它是由标准不确定度0.061652和包含因子K=1.96的乘积得到的，其置信概率为95%。

pHi-Ub (pH)缓沖藏配制UbOO样品称frUbCm)重童性iDUSUrep■ A準不确宗席□ B类不确定度图3不确定度汇总四、结论比较各分量的不确定度可知,合成不确定度的来源中，重复性测量产生的不确定度以及萃取用水体积 产生的不确定度对不确定度总量贡献最大，缓冲液配制产生的不确定度贡献较小，pH计产生的不确定度 以及样品称量产生的不确定度贡献最小，可以忽略不计因此可以增加平行试样次数和使用精确度较高 的量筒来降低标准不确定度参考文献：[1] GB 18401-2010国家纺织产品基本安全技术规范（s）[2] ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力认可准则》（s）[3] GB/T 7573-2009《纺织品 水萃取液pH值的测定》（s）。