結合 MCP 和 RM 的檢測質量評估方法

結合MCP和RM的檢測質量評估方法

王維峰施江煥李蓓蓓

(寧波市計量測試研究院，寧波 315048)

摘要：在分析現有測量系統檢測質量評價算法的基礎上，針對各檢測實驗室測量系統對產品質量控制獲取滿意檢測結果的預控能力不足，提出基于結合測量能力指數(MCP)和標準樣品(RM)的過程質量特性分析與控制方法，采用MCP對小批量柔性檢測質量進行評估。實例表明，該方法可以實現對各檢測實驗室在小批量檢測條件下的產品質量控制，在各檢測實驗室測量系統檢測結果趨同性方面優于傳統的其它檢測質量評價算法。

關鍵詞：測量能力指數；測量系統；趨同性

作者簡介：王維峰，男，1964年出生，高級工程師，研究方向為計量檢測和質量控制，E-mail:wangweifeng9@163..com。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.017

收稿日期：2014-05-20

An evaluation method of detection quality based on MCP and RM.WangWeifeng,ShiJianghuan,LiBeibei(NingboInstituteofMeasurementandTestingTechnology,Ningbo315048,China)

Abstract:This paper proposed a new method of detection quality evaluation based on measuring capacity index(MCP)and standard samples(RM), which could use MCP to evaluate the small batch flexible detection quantity. Examples showed that the method could be used for product quality control of the laboratory in the small batch detection condition. The convergence of detection result was better than the raditional detection quality assessment algorithms.

Key words：Measuring capacity index; measurement system; convergence

隨著市場對產品質量的監管越來越嚴格，檢測技術和儀器設備作為監管產品質量的重要支撐和風險預警的重要手段，對含量的準確性評價成為產品質量控制的研究熱點之一。傳統的空白試驗、平行樣測試、加標回收試驗、對有證標物的檢測、人員比對、方法比對和實驗室能力驗證等作為考察檢測實驗室測量能力的重要技術手段，在檢測領域得到廣泛的使用。但此類方法僅關注檢測結果，忽略了對測量系統的檢測質量波動的評價，最終導致評價結果與實際值不太一致，影響評價結果的準確性。

ISO導則30：1992給出了標準樣品(RM)定義為“具有一種或多種足夠均勻的和很好確定了的特性值的材料或物質，可以用來校準儀器、評價測量方法和給材料賦值?！盧M的特性量值可以用作實驗室內部或實驗室間比對的標準值。測量能力是指在檢測過程處于穩定狀態時，該過程的檢測結果能滿足質量要求的能力，其可用測量能力指數(MCP)來衡量[1，2]。MCP是指將測量能力量化后的評價標準，表示測量能力滿足質量技術標準的能力。

檢測質量的波動主要來源于測量系統[3]，測量系統是由人、機、料、法、環等構成的一套

系統，在檢測質量穩定時，要求這5個因素都處于受控狀態，并且有足夠的統計樣本容量，對異常波動提出預警和糾正措施，這對小批量柔性檢測過程較為困難。本文提出一種基于MCP和RM的檢測質量評估新方法，以測量重復性和檢測過程均值偏移為研究對象，重點描述了用MCP控制小批量柔性檢測質量評價算法。該算法通過測量數據集的實驗結果證明，在各實驗室測量系統檢測結果趨同性方面優于傳統的其它檢測質量評價算法，有效地提高了測量系統評價的準確性。

1基于MCP的檢測質量評估方法

由于檢測過程中受內在或外在的隨機因素和系統因素的影響，使測量系統檢測過程的輸出總是與檢測目標值之間存在誤差。基于美國朱蘭博士提出的過程能力指數(PCI)，在測量均值μ與目標值T有偏移時，Hsiang和Taguchi解釋了其質量損失原因為質量特性的波動σ和檢測過程平均偏移ε，提出了更適合小批量柔性檢測過程的平方型田口指數通用算式[4]。

(1)

式中：LSL，USL分別為上、下技術規格限；σ為標準差； (μ-T)2表示測量均值偏移目標值的附加懲罰。

測量能力指數的評價原則是檢測過程既有充足的測量能力，同時檢測過程又有合理的經濟性，在一個適當的范圍內取值。一般情況下，可根據表1對測量能力進行評價[5]。

表1　測量能力指數的評價參考

2結合MCP和RM的檢測質量評估方法

圖1　有偏移時測量系統各參量示意圖

(2)

3實驗部分

3.1　方法

選用39.7%唑酮草酯可濕性粉劑為試樣，用乙腈溶解后，以乙腈+水=60%+40%(體積分數)為流動相，使用C18不銹鋼柱和紫外檢測器，在波長245nm下，對試樣中的唑酮草酯進行反相液相色譜分離和測定，利用標準樣品(RM)峰面積外標曲線法定量。

3.2　試劑、溶液和設備

實驗水(高純水)；乙腈(色譜純，德國Merck公司)；唑酮草酯標準品(純度99.36%，Urel為2%，德國Dr. Ehrenstorfer公司)；Agilent1200高效液相色譜儀(HPLC)，配有紫外/二極管陣列檢測器(美國Agilent公司)；電子天平(分辨力0.01mg，瑞士METTLER TOLEDO公司)；微孔過濾器(0.45μm，美國Whatman公司)；單標線容量瓶(50mL、100mL，A級，北玻)；超聲波清洗器(昆山超聲波儀器公司)。

3.3　色譜條件

流動相：乙腈+水=60%+40%(體積分數)真空抽濾，裝于棕色瓶，用超聲波脫氣；色譜柱：ZORBAX Eclipse Plus C18柱(250mm×4.6mm，5μm)；柱溫：40℃(溫差變化應不大于2℃)；流速：1.0mL/min；檢測波長：245nm；進樣量：10μL。

3.4　檢測步驟

試樣處理：準確稱取M=100mg試樣于50mL的容量瓶中，加入少量的乙腈，超聲溶解，靜置室溫后定容。測定時，經有機膜過濾。

標準曲線繪制：分別稱量28.89、32.09、36.02、40.14、44.20、48.24、52.40(mg)的標準品(RM)于50mL的容量瓶中，加入乙腈溶解定容。分別進樣檢測，得到標準曲線的直線方程。

定量測定：將待檢試樣溶液同樣進樣檢測，由其響應值從直線方程可得到試樣溶液濃度cp，再計算得試樣中唑酮草酯含量X。

(3)

式中：X為唑酮草酯百分比含量；M為試樣稱樣量；V為定容體積。

4結果

4.1　標準曲線繪制

唑酮草酯線性關系數據見表2和圖2。采用最小二乘法擬合，得直線方程為：

A=14259c-151.14,R2=0.9997。

(4)

表2　標準溶液濃度及相應的峰面積

圖2　唑酮草酯標準線性曲線

4.2　試樣檢測

將試樣對應的峰面積代入直線方程(4)，求出相應的濃度。再利用方程(3)，計算含量，試樣10次平行測定的結果如表3所示。

表3　試樣的峰面積及相應的濃度和含量

4.3　回收率測定

在空白制劑中，采用加標法(0.892mg/mL)多次累計測得回收率結果見表4。

表4　回收率測定結果

4.4　輸入量的標準不確定度評定

根據實驗的測量方法及數學模型，影響農藥制劑產品唑酮草酯含量測定的不確定度分量有5種。

4.4.1試樣濃度引入的標準不確定度urel(cp)

urel(cp)主要由RM純度、稱量、定容配置的標準溶液濃度不準引起，以及最小二乘法制作擬合標準溶液濃度—峰面積曲線中隨機因素引起的。

4.4.2試樣質量引入的標準不確定度urel(M)

主要由稱重時天平最大允許誤差(MPE)構成。

4.4.3試樣溶液體積引入的標準不確定度urel(V)

主要由定容體積，即容量瓶體積的不準引入。

4.4.4回收率引入的標準不確定度urel(R)

本實驗采用方法回收率對制樣過程進行不確定度評價。

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4.4.5重復性引入的標準不確定度urel(r)

主要由測量系統的測量重復性引入。

4.4.6數學模型

測定結果和有關參數有以下函數關系[8]：

(5)

式中：R為回收率(R=1)；r為測量重復性修正系數(r=1)。

4.4.7標準不確定度評定結果

各不確定度分量相互獨立，不相關，結果見匯總表5。因此農藥制劑產品39.7%唑酮草酯可濕性粉劑的檢測結果的擴展不確定度可用公式(6)進行計算。

Urel(X)=

(6)

表5　輸入量標準不確定度匯總表

5結論

利用標準樣品(RM)可以給試樣準確賦值的特點，結合測量能力指數(MCP)對測量過程控制分析的特性，提出一種基于MCP和RM的檢測質量評估新方法。該方法利用試樣的量值為目標值預測解決了檢測誤差評價的一致性問題，同時MCP能更好地實現實驗室內部質量監控。實驗結果表明該方法在各實驗室測量系統檢測結果趨同性方面優于傳統的其它檢測質量評價算法。

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