傅立葉變換紅外光譜儀波數示值誤差的不確定度評定

李林璘 張雅南 楊思佳

(吉林省計量科學研究院 吉林省計量測試儀器與技術重點實驗室，長春 130103)

傅立葉變換紅外光譜儀是利用干涉儀干涉調頻的工作原理，把激光發出的光經邁克爾遜干涉儀變成干涉光，再讓干涉光照射樣品，由計算機系統經傅立葉變換獲得光譜圖。傅立葉變換紅外光譜儀主要用于固液氣三態物質的分子光譜分析，被廣泛應用于制藥，醫學，化工，食品和環保等方面。

在傅立葉變換紅外光譜儀波數示值誤差測量過程中，本文分析了其不確定來源并進行了評定。

1 測量依據

JJF1319-2011《傅立葉變換紅外光譜儀校準規范》。

2 環境條件

溫度(20±5)℃，相對濕度<85%。

3 測量標準

聚苯乙烯紅外波長標準物質。

4 被測對象

傅立葉變換紅外光譜儀。

5 測量過程

選擇1臺型號為 Series Nicolet iS10傅立葉變換紅外光譜儀，掃描聚苯乙烯紅外波長標準物質，選取一個測量點為例，測量1609.21 cm-1的主要吸收峰的波數示值，連續測量10次，測量平均值與標準值之差為該點的示值誤差。

6 測量模型

(1)

式中:Δv——波數示值誤差，cm-1;

v——第j峰值波數標準值，cm-1。

7 不確定度傳播率及靈敏系數

(2)

8 標準不確定度分量的來源及評定

8.1 由聚苯乙烯紅外波長標準物質引入的不確定度分量u1

由標準物質證書可知，其不確定度為0.54cm-1，包含因子k=2，則由標準物質引入的不確定度分量u1為：

(3)

8.2 傅立葉變換紅外光譜儀波數測量的不確定度

8.2.1由測量重復性引入的不確定度分量u2

在測量過程中，由于環境、人員以及儀器等多方面因素影響，測量重復性引入的標準不確定度為u2，根據JJF1319-2011《傅立葉變換紅外光譜儀校準規范》的要求在1000 cm-1附近的波數重復性一般不大于0.5 cm-1。用傅立葉變換紅外光譜儀掃描聚苯乙烯紅外波長標準物質，測量1609.21 cm-1主要吸收峰的波數示值，連續測量10次，其數據為1609.19 cm-1、1609.19 cm-1、1609.19 cm-1、1609.19 cm-1、1609.18 cm-1、1609.18 cm-1、1609.18 cm-1、1609.18 cm-1、1609.07 cm-1、1609.07 cm-1由公式(4)(5)計算u2。

(4)

(5)

8.2.2儀器分辨力引入的不確定度分量u3

選擇的此臺儀器的波數分辨力為0.01cm-1，按均勻分布，則：

(6)

因為u3的值小于u2的值，可忽略不計。

9 傅立葉變換紅外光譜儀波數示值誤差測量的合成標準不確定度uc

10 傅立葉變換紅外光譜儀波數示值誤差測量的擴展不確定度U

在測量點1609.21 cm-1處,取k=2,U=kuc=2×0.28=0.56cm-1。