本發(fā)明涉及一種兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

氧氣透過(guò)量是藥品包裝材料阻隔性能的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。氧氣可以穿透塑料材質(zhì)的藥品包裝材料，與包裝內(nèi)藥品發(fā)生反應(yīng)，顯著縮短藥品的有效期。藥品包裝材料要求具有較好的阻隔性能，減少進(jìn)入包裝的氧氣量。《國(guó)家藥包材標(biāo)準(zhǔn)》收載的藥用塑料薄膜和硬片標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有氧氣透過(guò)量檢查項(xiàng)。通過(guò)測(cè)定材料的氧氣透過(guò)量也可評(píng)估材料阻隔氧氣的性能，為藥品選擇合適的包裝。目前，測(cè)定氧氣透過(guò)量的分析方法依照原理可分為壓差法和電量法。依據(jù)壓差法測(cè)定的氧氣透過(guò)量或依據(jù)電量法測(cè)定的氧氣透過(guò)率，指的是在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過(guò)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)試樣單位面積的氣體體積。以標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的體積值表示，單位為cm³/m²·d·pa。

市面上有進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)品牌的壓差法測(cè)定儀和電量法測(cè)定儀。國(guó)內(nèi)外關(guān)于壓差法測(cè)定氧氣透過(guò)量的分析方法標(biāo)準(zhǔn)有ybb00082003-2015，gb/t1038-2000，astmd1434，iso2556:2001，iso15105-1，關(guān)于電量法測(cè)定氧氣透過(guò)率的分析方法標(biāo)準(zhǔn)有ybb00082003-2015，gb/t19789-2005，astmd3985，iso15105-2。從以往的國(guó)際透氧比對(duì)數(shù)據(jù)和我國(guó)透氧比對(duì)數(shù)據(jù)看，不同實(shí)驗(yàn)室的氧氣透過(guò)量數(shù)據(jù)離散程度較大，尤其是不同原理的氧氣透過(guò)量數(shù)據(jù)差異更大。實(shí)驗(yàn)室間測(cè)量數(shù)據(jù)的顯著差異顯然不利于產(chǎn)品的質(zhì)量分析與質(zhì)量控制。減小實(shí)驗(yàn)室間氧氣透過(guò)量數(shù)據(jù)的差異是檢測(cè)藥品包裝材料阻隔性能的基本要求。

測(cè)量數(shù)據(jù)的差異與儀器硬件、軟件、操作細(xì)節(jié)、計(jì)量和校準(zhǔn)相關(guān)。儀器的可靠性和試驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性通常采用氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜驗(yàn)證。另外，儀器檢測(cè)器和功能元件隨時(shí)間發(fā)生損耗和衰減，檢測(cè)器信號(hào)易偏離原來(lái)的校準(zhǔn)曲線，每隔一段時(shí)間采用標(biāo)準(zhǔn)膜校準(zhǔn)或自檢儀器，修正或檢驗(yàn)校準(zhǔn)曲線，可保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。事實(shí)上，統(tǒng)一量值的氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜有利于減小實(shí)驗(yàn)間測(cè)量數(shù)據(jù)的差異。然而，至今未見(jiàn)這種量值統(tǒng)一氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜的報(bào)道。

大多數(shù)儀器生產(chǎn)商提供氧氣透過(guò)量校準(zhǔn)膜，依據(jù)原理不同可分為壓差法校準(zhǔn)用氧氣透過(guò)量校準(zhǔn)膜和電量法校準(zhǔn)用氧氣透過(guò)量校準(zhǔn)膜。這兩類校準(zhǔn)膜依照測(cè)定原理不同而分別賦值，理論依據(jù)是兩種測(cè)定方法的測(cè)試條件不同，壓差法測(cè)試時(shí)試樣兩側(cè)壓力為一個(gè)大氣壓，電量法測(cè)定時(shí)試樣兩側(cè)壓力相等，測(cè)定結(jié)果應(yīng)有所不同。但事實(shí)上，兩種測(cè)定方法盡管測(cè)試條件不同，它們的氣體滲透驅(qū)動(dòng)力卻是一致，都為濃度梯度。導(dǎo)致數(shù)據(jù)差異的真正原因是壓差法在測(cè)試過(guò)程中濃度梯度逐漸變小，而電量法的濃度梯度在測(cè)試過(guò)程中維持不變。所以，壓差法測(cè)量數(shù)值往往小于電量法測(cè)量數(shù)值，這與國(guó)際比對(duì)和國(guó)內(nèi)比對(duì)試驗(yàn)中數(shù)據(jù)存在差異情況相符。

壓差法和電量法測(cè)定的氧氣透過(guò)量是對(duì)試樣在特定條件下透氧能力的評(píng)估，與試樣實(shí)際阻隔氧氣的能力呈一定的相關(guān)性。從實(shí)用角度考慮，若依據(jù)測(cè)定方法設(shè)置兩種規(guī)格的氧氣透過(guò)量校準(zhǔn)膜不利于分析檢驗(yàn)；從溯源角度考慮，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理局(nationalbureauofstandards，nbs)的srm1470(standardreferencematerial1470)標(biāo)準(zhǔn)膜是應(yīng)用最為廣泛的氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜，也是壓差法和電量法的共同溯源物質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜及其制備方法，本發(fā)明氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜適用于壓差法和電量法儀器的校準(zhǔn)和自檢。

本發(fā)明提供的一種兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜的制備方法，包括如下步驟：

1)對(duì)塑料薄膜取樣，使用壓差法和電量法協(xié)同標(biāo)定所述塑料薄膜的氧氣透過(guò)量，分別得到壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值和電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值；

2)剔除所述壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值和所述電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值中的可疑值，剩余的所述壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值和所述電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值分別求其算數(shù)平均值或加權(quán)平均值，然后按不等精度數(shù)據(jù)加權(quán)方式計(jì)算，得到所述塑料薄膜的氧氣透過(guò)量，即得到兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜。

上述的制備方法中，所述塑料薄膜選自聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、鍍層塑料薄膜和復(fù)合塑料薄膜中的至少一種；

所述協(xié)同標(biāo)定之前對(duì)使用的儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

本發(fā)明中，所述協(xié)同標(biāo)定指的是對(duì)同一塊所述塑料薄膜既進(jìn)行壓差法又進(jìn)行電量法測(cè)定；由多個(gè)有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室協(xié)作完成；每個(gè)協(xié)作標(biāo)定機(jī)構(gòu)測(cè)定2-20片所述塑料薄膜，由2個(gè)實(shí)驗(yàn)人員獨(dú)立完成。

上述的制備方法中，步驟1)中還包括對(duì)所述塑料薄膜的取樣進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)的步驟；所述均勻性檢驗(yàn)包括厚度均勻檢驗(yàn)和透氧量均勻檢驗(yàn)；

所述塑料薄膜的取樣按照《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值原則和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》中均勻性檢驗(yàn)項(xiàng)下取樣數(shù)目的規(guī)定抽取代表性樣品：所述塑料薄膜的取樣記總體單元數(shù)為n，對(duì)于均勻性好的樣品，當(dāng)n>500時(shí)，抽取單元數(shù)不少于15個(gè)；

所述塑料薄膜的每個(gè)單元從整卷膜的差異部位取樣。

本發(fā)明中，所述塑料薄膜的取樣具體如下：總體單元數(shù)>500，抽取單元數(shù)為15個(gè)，每個(gè)單元重復(fù)測(cè)量3次；

所述塑料薄膜的每個(gè)單元從整卷膜的差異部位取樣：根據(jù)astmd1898文件指出取樣點(diǎn)的分布應(yīng)顧及所述塑料薄膜的長(zhǎng)度和寬度的代表性；具體的取樣步驟如下：舍去膜材邊緣破損的部分，舍去膜材的上下邊緣(寬度方向)各5cm，將整卷薄膜裁切成相同尺寸的方形片(長(zhǎng)寬各為15cm)。

上述的制備方法中，所述壓差法和所述電量法的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分別為ybb00082003-2015氣體透過(guò)量測(cè)定法第一法壓差法和第二法電量法；

所述壓差法和所述電量法的測(cè)試的條件如下：實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度為21～25℃，相對(duì)濕度為45～55％，測(cè)試溫度為21～25℃。

上述的制備方法中，采用grubbs準(zhǔn)則和dixon準(zhǔn)則剔除所述可疑值；

所述grubbs準(zhǔn)則：

其中，υp為每個(gè)測(cè)量值的殘差，xp為測(cè)量值，為所有測(cè)量值的平均值；

當(dāng)|υp|λ(α，n)×s時(shí)，則認(rèn)為xp含有疏失誤差，應(yīng)被剔除；其中s為測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，λ(α，n)是與測(cè)量次數(shù)n及給定的顯著性水平α有關(guān)的數(shù)值，由λ(α，n)數(shù)值表查得；；

所述dixon準(zhǔn)則采用極差法剔除所述可疑值。

上述的制備方法中，步驟1)中，采用科克倫法分別檢驗(yàn)所述壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值和所述電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值的平均值間的等精度；

采用grubbs準(zhǔn)則或狄克遜準(zhǔn)則檢查所述壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值和所述電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值的平均值的測(cè)試界外值；

采用不等精度t檢驗(yàn)檢查所述壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值的平均值和所述電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值的平均值之間的一致性。

上述的制備方法中，步驟2)中還包括將剔除所述可疑值后的所述壓差法氧氣透過(guò)量數(shù)值和所述電量法氧氣透過(guò)量數(shù)值構(gòu)成新的測(cè)量數(shù)據(jù)，按grubbs準(zhǔn)則剔除可疑值；然后所述對(duì)新的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)的步驟，所述正態(tài)檢驗(yàn)以觀察測(cè)定數(shù)值的集中程度。

上述的制備方法中，步驟2)中還包括對(duì)所述塑料薄膜的氧氣透過(guò)量進(jìn)行不確定度分析的步驟；所述塑料薄膜的氧氣透過(guò)量的不確定度具體包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性引起的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性引起的不確定度以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的協(xié)作標(biāo)定過(guò)程帶來(lái)的不確定度；所述不確定度分析是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)膜的偏差估計(jì)。

本發(fā)明中，所述塑料薄膜的氧氣透過(guò)量進(jìn)行不確定度分析參照中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范jjf1343-2012標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了所述的方法標(biāo)定得到的兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜。

本發(fā)明所述兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜應(yīng)用于壓差法和電量法儀器的校準(zhǔn)和自檢中。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、首次解決了不同方法測(cè)定的氧氣透過(guò)量數(shù)值的溯源問(wèn)題；

2、首次應(yīng)用兩種方法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜；

3、首次解決了壓差法儀器精密度差的問(wèn)題；

4、標(biāo)定的氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜量值準(zhǔn)確可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為協(xié)標(biāo)數(shù)據(jù)正態(tài)分布考察圖。

圖2為“協(xié)作單位-透氧量”單因子分析。

圖3為“標(biāo)定方法-透氧量”單因子分析。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。

下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。

下述實(shí)施例中，f70測(cè)厚儀(filmetrics公司)，n530氣體透過(guò)率測(cè)定儀(廣州標(biāo)際技術(shù)有限公司)，oxtran-w2/21氣體透過(guò)率測(cè)定儀(mocon公司)。聚酯薄膜(產(chǎn)品規(guī)格：長(zhǎng)度1000m，寬度1m，厚度80μm，兩側(cè)覆保護(hù)膜，使用前需揭除兩側(cè)保護(hù)膜)，bk7厚度標(biāo)準(zhǔn)片(標(biāo)示值為222.28μm，filmetrics公司)，透氧量為0.01042ml/(pkg·day)的塑料膜(mocon公司)，透氧量為11.2±2.1cm³/m²·0.1mpa·day的塑料膜(廣州標(biāo)際技術(shù)有限公司)，透氧量為4.7±1.1cm³/m²·0.1mpa·day的塑料膜(廣州標(biāo)際技術(shù)有限公司)

實(shí)施例1、兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜的制備方法

1、取樣及均勻性檢驗(yàn)

抽取單元數(shù)：按《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值原則和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》中均勻性檢驗(yàn)項(xiàng)下取樣數(shù)目的規(guī)定抽取代表性樣品。若記總體單元數(shù)為n，對(duì)于均勻性好的樣品，當(dāng)n>500時(shí)，抽取單元數(shù)不少于15個(gè)。本研究的總體單元數(shù)>500，抽取單元數(shù)為15個(gè)，每個(gè)單元重復(fù)測(cè)量3次。

取樣點(diǎn)位置：抽取樣品時(shí)，應(yīng)從整卷膜的差異部位取樣。astmd1898文件指出取樣點(diǎn)的分布應(yīng)顧及薄膜的長(zhǎng)度和寬度的代表性。取樣步驟：舍去膜材邊緣破損的部分，舍去膜材的上下邊緣(寬度方向)各5cm，將整卷薄膜裁切成相同尺寸的方形片(長(zhǎng)寬各為15cm)。每一個(gè)單元格表示一片膜，每隔相同橫向和縱向距離取6片膜視為一個(gè)單元，這6片膜被假設(shè)為均勻性良好。每個(gè)取樣單元的橫向和縱向間隔距離依據(jù)整卷膜的長(zhǎng)度和寬度計(jì)算得到。

15個(gè)樣品的取樣代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)：橫向位置得分100％，標(biāo)縱向位置得分100％，結(jié)果表明該取樣方案的代表性良好，適于評(píng)價(jià)整卷薄膜的均勻性。

2、厚度均勻性檢驗(yàn)

測(cè)試前，扣除環(huán)境背景，用bk7標(biāo)準(zhǔn)片調(diào)節(jié)焦距。然后，從每個(gè)單元隨機(jī)取出3片薄膜，共45片薄膜，薄膜按隨機(jī)數(shù)測(cè)定其中間、上、下、左、右五個(gè)點(diǎn)的厚度，取平均厚度作為每片薄膜的厚度。15個(gè)單元薄膜厚度如表1所示。采用單因素方差分析評(píng)價(jià)樣品的厚度均勻性，方差分析結(jié)果如表2和表3所示。

表1厚度均勻性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2方差分析結(jié)果1

表3方差分析結(jié)果2

由表3可知f值(1.2)<f臨界值(2.04)，表明樣本組間差異不顯著，說(shuō)明整卷薄膜的厚度均勻。整卷薄膜的厚度平均值為82.27μm，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.61％，均勻性良好。

3、透氧量均勻性檢驗(yàn)

經(jīng)厚度均勻性實(shí)驗(yàn)確認(rèn)整卷薄膜均勻后，測(cè)定代表性樣品的透氧量，評(píng)價(jià)透氧量均勻性。測(cè)試前，用廠商提供的校準(zhǔn)膜校準(zhǔn)儀器，并用校準(zhǔn)膜檢驗(yàn)儀器，重復(fù)3次。當(dāng)測(cè)量值與標(biāo)示值相差小于3％，開(kāi)始測(cè)試代表性樣品。

從每個(gè)單元隨機(jī)取出3片薄膜，共45片薄膜，按步驟2中薄膜隨機(jī)數(shù)測(cè)定其透氧量。15個(gè)單元薄膜透氧量如表4所示。采用單因素方差分析評(píng)價(jià)樣品的透氧量均勻性，方差分析結(jié)果如表5和表6所示。

表4透氧量均勻性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5透氧量方差分析結(jié)果1

表6透氧量方差分析結(jié)果2

由表6可知f值(1.83)<f臨界值(2.04)，表明組間差異不顯著，說(shuō)明整卷薄膜的厚度均勻。整卷薄膜的透氧量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.85％，均勻性良好。

4、壓差法和電量法協(xié)同標(biāo)定

1)實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果

使用壓差法、電量法兩種方法對(duì)薄膜進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定實(shí)驗(yàn)由多個(gè)有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室協(xié)作完成。每個(gè)協(xié)作標(biāo)定機(jī)構(gòu)測(cè)定10片薄膜，由2個(gè)實(shí)驗(yàn)人員獨(dú)立完成。所有測(cè)量在正確校準(zhǔn)儀器后進(jìn)行，所有測(cè)量過(guò)程遵照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度控制在(23±2)℃，濕度(50±5)％rh，測(cè)試條件：測(cè)試溫度為23℃，測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)為ybb00082003-2015氣體透過(guò)量測(cè)定法第一法壓差法和第二法電量法(等壓法)。多家協(xié)作標(biāo)定機(jī)構(gòu)測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

表7協(xié)作標(biāo)定機(jī)構(gòu)測(cè)試數(shù)據(jù)匯總表

2)協(xié)標(biāo)數(shù)據(jù)評(píng)估及標(biāo)準(zhǔn)值的確定

組內(nèi)可疑值檢驗(yàn)：

應(yīng)用grubbs準(zhǔn)則和dixon準(zhǔn)則兩種統(tǒng)計(jì)方法剔除協(xié)標(biāo)測(cè)試組內(nèi)可疑值。

首先應(yīng)用grubbs準(zhǔn)則取舍可疑值。每個(gè)測(cè)量值的殘差當(dāng)|υp|λ(α，n)×s時(shí)，則認(rèn)為xp含有疏失誤差，應(yīng)被剔除。λ(α，n)是與測(cè)量次數(shù)n及給定的顯著性水平α有關(guān)的數(shù)值。本研究中α為5％，n為10，因此λ(0.，10)為2.29。各測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總見(jiàn)表8。8組數(shù)據(jù)的殘差僅有一個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò)臨界值，該數(shù)據(jù)將根據(jù)其他統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定是否保留。

然后應(yīng)用dixon準(zhǔn)則取舍可疑值。dixon準(zhǔn)則使用極差法剔除可疑值。表9至表16為應(yīng)用dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)可疑值結(jié)果。由上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，8組數(shù)據(jù)均符合要求，應(yīng)予保留。綜合兩種統(tǒng)計(jì)方法的結(jié)果，所有數(shù)據(jù)應(yīng)予保留。

表8grubbs法取舍可疑值數(shù)據(jù)表

表9dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m01-壓差法協(xié)標(biāo)數(shù)據(jù)

表10dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m01-等壓法協(xié)標(biāo)數(shù)據(jù)

表11dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m02-壓差法協(xié)標(biāo)數(shù)據(jù)

表12dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m02-等壓法數(shù)據(jù)

表13dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m03–等壓法數(shù)據(jù)

表14dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m03-壓差法數(shù)據(jù)

表15dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m04-壓差法數(shù)據(jù)

表16dixon準(zhǔn)則檢驗(yàn)m04-等壓法數(shù)據(jù)

3)正態(tài)分布檢驗(yàn)

如圖1所示，對(duì)全部測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，觀察測(cè)試數(shù)據(jù)的集中程度。

上述圖1正態(tài)分位數(shù)圖顯示，全部測(cè)試數(shù)據(jù)呈近似正態(tài)性分布。表17列出了正態(tài)擬合參數(shù)估計(jì)值。采用shapiro-wilkw法計(jì)算正態(tài)分布擬合優(yōu)度，結(jié)果如表17-18所示。上述結(jié)果顯示數(shù)據(jù)不呈正態(tài)分布，呈近似正態(tài)分布。

表171正態(tài)擬合-參數(shù)估計(jì)值列表

表17中對(duì)數(shù)似然＝148.317289436582

表18正態(tài)擬合-擬合優(yōu)度檢驗(yàn)(shapiro-wilkw檢驗(yàn)法)

注：ho＝數(shù)據(jù)來(lái)自正態(tài)分布。小p值(0.0005)拒絕ho。

4)協(xié)標(biāo)組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述

依據(jù)透氧量對(duì)協(xié)作單位-方法做單因子分析，依據(jù)透氧量對(duì)方法做單因子分析，直觀觀察測(cè)試數(shù)據(jù)的分布情況，如圖2-3以及表19-20。

表19透氧量-協(xié)作單位單因子分析分位數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表20透氧量-方法單因子分析分位數(shù)統(tǒng)計(jì)表

5)等精度檢驗(yàn)

組間數(shù)據(jù)等精度檢驗(yàn)：采用科克倫法檢驗(yàn)各組平均值間是否等精度。分別計(jì)算壓差法和等壓法m組數(shù)據(jù)的各組n個(gè)數(shù)據(jù)的方差，再計(jì)算其中的最大方差與m個(gè)方差和之比：

壓差法：

等壓法：

根據(jù)所取顯著性水平α，數(shù)據(jù)組數(shù)m，重復(fù)測(cè)定次數(shù)n，查科克倫檢驗(yàn)臨界值表，得臨界值c(0.05,4,10)＝0.6025，c(0.01,4,10)＝0.6743。

壓差法和等壓法的c均小于c(0.05,4,10)，表明被檢驗(yàn)的兩個(gè)方法的數(shù)據(jù)組沒(méi)有離群值。

組間數(shù)據(jù)界外值檢查：對(duì)同一種方法測(cè)定的結(jié)果檢查各實(shí)驗(yàn)室測(cè)試平均值有無(wú)界外值。應(yīng)用狄克遜準(zhǔn)則對(duì)壓差法的4組平均值(21.65，20.34，20.40，20.06)和等壓法的4組平均值(20.37，20.65，20.28，20.74)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，判斷同一方法不同實(shí)驗(yàn)室是否有無(wú)界外值。

壓差法：r1＝0.18，rn＝1，r1<rn，f(0.05，4)＝0.829，rn<f(0.05，4)，說(shuō)明四個(gè)平均值沒(méi)有離群值，表明四個(gè)平均值均應(yīng)予以保留。

等壓法：r1＝0.20，rn＝0.20，r1<rn，f(0.05，4)＝0.829，rn<f(0.05，4)，表明四個(gè)平均值沒(méi)有離群值，4組數(shù)據(jù)的平均值均應(yīng)予以保留。

對(duì)兩種方法測(cè)定的結(jié)果檢查平均值是否一致。兩種方法(壓差法，等壓法)的統(tǒng)計(jì)描述如表21所示。

表21兩種方法測(cè)定透氧值的均值與標(biāo)準(zhǔn)差

兩種方法測(cè)得透氧量的方差分析和t檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表22和表23。結(jié)果表明本發(fā)明壓差法與等壓法測(cè)定的平均值基本一致。

表22兩種方法測(cè)得透氧值的方差分析

表23兩種方法測(cè)得透氧值的t檢驗(yàn)

8)標(biāo)準(zhǔn)值的確定

依據(jù)方法對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)取算數(shù)平均值。結(jié)果如表24所示，兩種方法測(cè)試結(jié)果的平均值按不等精度數(shù)據(jù)加權(quán)方式計(jì)算薄膜的氧氣透過(guò)量。定義wi為權(quán)，wi正比于即權(quán)與測(cè)量的方差成反比，即精密度高的測(cè)量結(jié)果比較可靠，應(yīng)給予更大的重視。

表248組測(cè)量數(shù)據(jù)的權(quán)列表

加權(quán)平均值計(jì)算如下：

加權(quán)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算如下：

(其中為單一方法的平均值，為兩種方法的平均值)

加權(quán)平均值的不確定度為：

其中，t∝(m-1)是顯著性水平為α，自由度為m-1的t值。

5、不確定度分析

透氧標(biāo)準(zhǔn)膜協(xié)作標(biāo)定結(jié)果的不確定度由3部分組成，分別為：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性引起的不確定度，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性引起的不確定度，以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的協(xié)作標(biāo)定過(guò)程帶來(lái)的不確定度。

1)均勻性引入的不確定度

ubb是由均勻性引入的不確定度；

sbb是組間標(biāo)準(zhǔn)偏差；

是組間方差；

是組內(nèi)方差；

n是組內(nèi)測(cè)量次數(shù)。

2)穩(wěn)定性引入的不確定度

此處的穩(wěn)定性為長(zhǎng)期穩(wěn)定性，穩(wěn)定性引入的不確定度計(jì)算公式如下：

us是由穩(wěn)定性引入的不確定度；

s(β1)是回歸系數(shù)β1的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

x為給定的保存期限。

由于長(zhǎng)期穩(wěn)定性的積累數(shù)據(jù)不足，暫不計(jì)算該部分不確定度，待數(shù)據(jù)充分時(shí)再計(jì)算該部分?jǐn)?shù)據(jù)。

3)協(xié)作標(biāo)定過(guò)程引入的不確定度

協(xié)作標(biāo)定過(guò)程引入的不確定度分為兩個(gè)部分：第一部分是按統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算出的不確定度。第二部分是通過(guò)對(duì)測(cè)量影響因素的分析，以非統(tǒng)計(jì)分析的方法評(píng)定的不確定度。

不確定度的a類評(píng)定：

不確定度的a類評(píng)定由協(xié)標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算得到。

不確定度的b類評(píng)定：

b類標(biāo)準(zhǔn)不確定度包括電量法和壓差法的不確定度。電量法(等壓法)引入的不確定度來(lái)源分析與計(jì)算如下：

庫(kù)倫傳感器引入的不確定度為±0.005cm³/m²·day或1％，假設(shè)屬于均勻分布，由此引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定urel1為：

溫度引入的不確定度為±0.5℃，實(shí)驗(yàn)溫度為23℃，假設(shè)屬于均勻分布，由此引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定urel2為：

透過(guò)面積引入的不確定度極小，根據(jù)不確定分析要求，不予考慮。

由此電量法引入的相對(duì)不確定度為

壓差法引入的不確定度來(lái)源分析與計(jì)算如下：

下腔體積(v)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(v)：

下腔體積v產(chǎn)生的不確定度來(lái)源于下腔體積測(cè)量引起的不確定度，由廠家提供下腔直徑φ為1.5cm，高h(yuǎn)為3cm，用游標(biāo)卡尺測(cè)得，游標(biāo)卡尺允許的最大測(cè)量誤差為±0.02mm，假設(shè)為均勻分布，由此引入的相對(duì)測(cè)量不確定度為：

透過(guò)面積(s)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(s)：

透過(guò)面積s產(chǎn)生的不確定度來(lái)源于試樣試驗(yàn)面積測(cè)量引入的不確定度，試樣試驗(yàn)面積為圓形，由廠家提供試驗(yàn)直徑φ為80mm，用游標(biāo)卡尺測(cè)得，游標(biāo)卡尺允許的最大測(cè)量誤差為±0.02mm，假設(shè)為均勻分布，由此引入的相對(duì)測(cè)量不確定度為：

溫度(t)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(t)：

試驗(yàn)溫度t產(chǎn)生的不確定度來(lái)源于設(shè)備校準(zhǔn)引入的不確定度ut1和顯示設(shè)備精度引入的不確定度ut2。校準(zhǔn)證書(shū)給出設(shè)備校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度u為0.5℃，擴(kuò)展因子k為2，故可以得出ut1；顯示設(shè)備精度為±0.1℃，假設(shè)為均勻分布，由此可以得出ut2。

氧氣純度引入的不確定度urel(o2)：

試驗(yàn)中使用的氧氣純度不低于99.999％，由此產(chǎn)生的測(cè)量誤差最大為0.001％，假設(shè)為均勻分布，由此引入的氧氣透過(guò)量測(cè)定結(jié)果的相對(duì)不確定度為：

由此壓差法引入的相對(duì)不確定度為

匯總由電量法和壓差法引入的b類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下：

urelb＝0.018

b類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.018×20.44＝0.37

協(xié)作標(biāo)定過(guò)程中的不確定度(uchar)：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算如下：

式中ucrm為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

ubb為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不均勻引起的不確定度；

us為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不穩(wěn)定引起的不確定度；

uchar為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的協(xié)作標(biāo)定過(guò)程帶來(lái)的不確定度。

標(biāo)準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度：

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)透氧量值的擴(kuò)展不確定度ucrm計(jì)算如下：

ucrm＝k×ucrm＝2×0.64＝1.28

式中k為包含因子，一般k＝2，對(duì)應(yīng)的置信概率為95％。

4)協(xié)作標(biāo)定結(jié)果的表示

協(xié)作標(biāo)定結(jié)果表示為y±ucrm，y為透氧標(biāo)準(zhǔn)膜的透氧量標(biāo)準(zhǔn)值，ucrm為該標(biāo)準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度。

y±ucrm＝y(tǒng)±ucrm＝20.53±1.28

由上述標(biāo)定即得到兩法聯(lián)合標(biāo)定氧氣透過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)膜。