直讀光譜儀重要精密度指標的校準分析與評價

2014-09-28 01:59:58苑和鋒孫定煊馬吉苗沈立邦

分析儀器 2014年4期

關鍵詞：測量

苑和鋒孫定煊徐玲馬吉苗沈立邦

（1.寧波興業盛泰集團有限公司，寧波315300；2.寧波興業鑫泰新型電子材料有限公司，寧波315336；3.寧波禾隆新材料有限公司，寧波315335）

光電直讀光譜儀是發射光譜儀的一種，可用于金屬材料的快速定量分析，具有準確、快速、多元素同時測定的特點，廣泛應用于冶金、化工、機械等行業，特別應用于銅加工材料的快速分析［1，2］。隨著科技水平的不斷發展，光譜儀向著更精準、自動化程度更高的方向發展，光譜儀的技術性能也在不斷提高，因此在實際生產運用中掌握并了解直讀光譜儀的技術特性非常重要。

1 SPECTROLAB直讀光譜儀的分析原理

光電光譜分析采用的原理是用電弧（或火花）的高溫使樣品中各元素從固態直接氣化并被激發而發射出各元素的特征波長，用光柵分光后，成為按波長排列的“光譜”，這些元素的特征光譜線通過出射狹縫，射入各自的光電倍增管，光信號變成電信號，經儀器的測量控制系統將電信號積分并進行模／數轉換，然后由計算機處理，并打印出各元素的百分含量［3］。

2 光譜儀檢定／校準的依據

現行我國光譜儀檢定／校準的依據是國家質檢總局于2005年9月5日批準的JJG 768－2005《發射光譜儀檢定規程》，并自2006年3月5日起實施。

JJG768－2005《發射光譜儀檢定規程》對直讀光譜儀的主要檢定項目、計量性能要求作了詳細規定［4］，見表1。

在JJG768檢定規程中，6.3.4條款中特別給出了這樣一個注解，即“若儀器只做鋁合金、銅合金、鉛合金，可采用相應光譜分析標準物質并參照本規程的相關技術指標和檢定方法進行檢定”。因此，根據銅合金產品的特性可以對上表中的個別元素進行調整。

表1 直讀光譜儀的主要檢定項目及計量性能要求

3 技術指標的校準方法

通過德國SPECTROLAB M10直讀光譜儀的使用情況，簡要說明幾個精密度指標的校準方法及判斷。

3.1 儀器的檢出限是靈敏度和穩定性的綜合指標

檢測儀器只有具有較高靈敏度和較好的穩定性時，才有低的檢出限。直讀光譜儀攜帶的隨機軟件已給出相應元素的檢出限，通過回歸曲線計算得出，可作為儀器性能的理論參數。

儀器檢出限可采用德國SPECTROLAB M10直讀光譜儀隨機標樣連續10次激發，計算得出測量10次的標準偏差（s），檢出限為3倍的實驗標準偏差。

式中：s—標準偏差；xi—單次測量值；X－—測量平均值；n—測量次數。

式中：DL—元素檢出限（%），s—標準偏差；b—工作曲線斜率。

由于受光源條件、譜線選擇、工作曲線、樣品質量等因素影響，檢出限會出現較大差距。通過檢出限可以對不同的光譜儀進行實際性能的比對，由此判斷儀器的靈敏度和穩定性是否滿足檢測要求。

3.2 重復性測試

采用光譜儀隨機配置的標樣對儀器標準化后，連續激發10次測量某個光譜分析標準物質中元素的含量，計算出10次測量值的相對標準偏差（RSD），即為其重復性。

3.3 穩定性測試

儀器正常工作狀態下，激發光譜分析標準物質對元素進行測量。在不少于2小時內，間隔15分鐘以上，重復6次測量，每個樣品激發3次。所有數據的統計，通過應用DIA2000數據庫的統計功能得出平均值、標準偏差、相對標準偏差、極值、極差、相對極差。此6次測量值的相對標準偏差（RSD）為穩定性。計算同式（3），但n＝6.