测试计量技术研究所

中国家用电器研究院

洗衣机能效标准洗涤性能不确定度的研究

2017-08-17 09:57来源:家电科技作者:中国家用电器研究院健康家电分析测试中心 孙路平网址:http://www.jiadiantech.org浏览数:392 


摘要本文针对GB12021.4-2013中洗涤性能测量进行了不确定度的评估。基于不同品牌滚筒洗衣机的额定容量和半载容量情况下利用中国家用电器研究院洗涤性能试验室洗净比不确定度的研究分析了滚筒洗衣机洗净比测试结果的不确定性提高测量准确性有指导意义

关键词洗涤性能;洗净比不确定度

Uncertainty Evaluation for Eashing Performance Based on the Standard of Washing Machine

Sun Luping

(China household electric appliance research institute

Research and evaluation of Test Method center,100053

AbstractIn this paper, GB12021.4-2013 washing performance is evaluated uncertainty. Based on different brands of the rated capacity and the partial capacity, to research rate of washing ability uncertainty in the cheari’s washing performance test chamber. The result of rate of washing ability test on drum washing machine to be analyzed, as a guidance to improve the accuracy of measurement.

KeywordsWashing performancerate of washing ability Uncertainty

1引言

  随着洗衣机行业逐步进入以产品升级为主的技术创新时代,为增强洗衣机生产企业在世界的竞争力,2013年10月1日起实行新能效标准, GB12021.4-2013《电动洗衣机能效水效限定值及等级》已经代替上一代能效标准GB12021.4-2004。由于GB12021.4-2013增加了对半载容量的测试,与GB12021.4-2004相比较,耗电量、用水量、洗净比的试验结果有很大差异。其中洗净比与其他测试参数如耗电量、用水量等相比过程中的变异多了许多,不确定的计算也复杂了许多。基于中国家用电器研究院洗涤性能试验室,对洗净比的不确定度进行评估,对提高测量的准确性有指导意义。

2测试方法及数学模型

  GB12021.4-2013中,洗净比在额定容量下和在半载容量下的洗净比的平均值,分别对额定容量和半载容量下的洗净比进行评估。试验的方法和步骤依照GB/T 4288-2008 《家用和类似用途电动洗衣机》和家用和类似用途电动洗衣机洗涤和漂洗性能测试指南》 额定容量和半载容量试验分别进行3次,记录每次试验污染布洗前和洗后的反射率。最后根据测得的数据进行计算,得到测试洗衣机的洗净率。

洗净比的数学模型为:


3测量不确定度评定

  试验过程中,将环境温度控制在23±2℃,相对湿度保持在6070%,环境温度、湿度波动带来的不确定度可以忽略不计。

  参比机洗净率、样机洗净率测试引入的不确定度,用B类方法评定。

3.1洗净率的标准不确定度

3.1.1 重复测量引入的不确定度,用A类方法评定

  对滚筒参比机进行6洗净率测量,测量结果如1

1  滚筒参比机洗净率连续6测量结果

序号
1
2
3
4
5
6
平均值
滚筒参比机洗净率
0.3851
0.3831
0.3826
03834
0.3785
0.3842
0.3828


  从表1计算得到参比机洗净率Ds的不确定度A类方法评定,根据贝塞尔公式计算测量结果,滚筒参比机洗净率A类评定的不确定度分量为:

 

  对品牌1品牌2滚筒洗衣机分别进行6次额定容量和半载容量洗净率测量,测量结果如下

2  品牌1和品牌2滚筒洗衣机洗净率连续6测量结果

序号
1
2
3
4
5
6
平均值
品牌1样机在额定容量下洗净率
0.4205
0.4235
0.4191
0.4258
04240
0.4199
0.4221
品牌1样机在半载容量下洗净率
0.4419
0.4382
0.4367
0.4433
0.4380
0.4441
0.4404
品牌2样机在额定容量下洗净率
0.4082
0.4029
0.4036
0.3994
04053
0.4024
0.4036
品牌2样机在半载容量下洗净率
0.4228
0.4259
0.4161
0.4192
0.4245
0.4208
0.4215


  根据贝塞尔公式计算测量结果,被测品牌1样机在额定容量下洗净率A类评定的不确定度分量为:

  被测品牌1样机在半载容量下洗净率A类评定的不确定度分量为:

  被测品牌2样机在额定容量下洗净率A类评定的不确定度分量为:

  被测品牌2样机在半载容量下洗净率A类评定的不确定度分量为:

  根据平均试验标准差公式

  样机在额定容量洗净率A类评定的不确定度分量为:

 

  样机容量洗净率A类评定的不确定度分量为:

 

3.1.2污染布反射率测量引入的不确定度,用B类方法评定:

  根据洗净率的计算公式,为求得 ,首先必须求取各输入量 的标准不确定度分量   对污染布反射率多次测量的平均值,计算出各分量的灵敏系数,从而进一步求得各不确定度分量

    3  参比机、样机测试洗净率的分量灵敏系数汇总表

          灵敏系数

被测机型

滚筒参比机
1.52
-0.94
-0.58
搅拌式参比机
1.53
-1.01
-0.52
品牌1样机在额定容量下
1.54
-0.89
-0.65
品牌1样机在半载容量下
1.53
-0.86
-0.67
品牌2样机在额定容量下
1.55
-0.92
-0.63
品牌2样机在半载容量下
1.53
-0.88
-0.65


 a.污染布洗后反射率测量引入的不确定度

 ①数字化白度测试系统准确度引入的不确定度

  滚筒参比洗衣机试验用污染布的洗前、洗后反射率分别为:0.2230.475,原布反射率为:0.880

  根据数字化白度测试系统的检定证书可以得知: k2);

  其灵敏系数

 ②数字化白度测试系统分辨率引入的不确定度。分辨可能导致的最大误差的绝对值为: 该分布为矩形分布。

  其灵敏系数:

 ③合成标准不确定度

  同理计算滚筒参比机测试污染布洗前反射率测量引入的不确定度 和原布反射率测量引入的不确定度 以及品牌1样机和品牌2样机额定容量下测试污染布洗反射率测量引入的不确定度 污染布洗前反射率测量引入的不确定度 原布反射率测量引入的不确定度 。计算得到品牌1样机和品牌2样机半载容量下测试污染布洗后反射率测量引入的不确定度 ;污染布洗前反射率测量引入的不确定度 ;原布反射率测量引入的不确定度

样机额定容量下测试污染布反射率测量引入的标准不确定度:

样机半载容量下测试污染布反射率测量引入的标准不确定度:

3.2合成标准不确定度

  滚筒参比机洗净率合成标准不确定度为:

  被测洗衣机额定容量下洗净率合成标准不确定度为:

  被测洗衣机半载容量下洗净率合成标准不确定度为:

3.3扩展不确定度

  该样机洗净比扩展不确定度为U0.046(包含因子k2,置信概率为95%)

4 结论

  上述得出GB12021.4-2013《电动洗衣机能效水效限定值及等级》中洗净比的参考不确定度。但在实际中每个品牌不同样机每次测试的测量数据是不完全相同的,测量数据列的不确定度差异可能很大。另外试验环境、条件例如试验的进水压力(0.24±0.02) MPa试验用水硬度的质量分数(40-60)×10-6等在规定范围内波动也会影响测量结果但是根据经验判断影响微乎其微,所以它们所带来的不确定度分可以忽略不计如果有准确的数学模型可以表征这些条件与洗净性能的关系,可以进一步完善洗涤性能不确定度的研究。

参考文献

[1] GB/T 4288-2008 家用和类似用途电动洗衣机 [S].北京.中国标准出版社,2009.

[2] JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 [S].中国质检出版社 中国标准出版社,2012.

[3] GB 12021.4-2013 电动洗衣机能效水效限定值及等级 [S].北京. 中国标准出版社,2013.

[4] JJF 1261.8-2013 电动洗衣机能源效率标识计量检测规范 [S]. .中国质检出版社 中国标准出版社,2013.

第一作者简介:孙路平,女,1988年,硕士研究生学历,2013年加入中国家用电器研究院,主要从事检测方法研究与洗衣机性能检测工作