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分析儀器檢定/校準(zhǔn)裝置計量標(biāo)準(zhǔn)建立/考核中技術(shù)問題的探討

發(fā)布時間:2019-04-11 作者:任彥麗、齊二礦 來源:《中國計量》雜志2019年第三期 瀏覽:3271

JJF1033-2016《計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》的修訂版已于2017年實施。我們在這一年多的計量標(biāo)準(zhǔn)考評過程中,發(fā)現(xiàn)建標(biāo)單位對技術(shù)問題的理解還有較大差異。反映在遞交的申請書中,就是技術(shù)指標(biāo)填寫比較混亂。這些問題對直接測量的儀器來說,沒有太多的歧義。但對分析儀器來說,由于種類多,原理不同,且多數(shù)是通過測量與物質(zhì)的量或濃度有關(guān)的物理量,再用相關(guān)公式計算得到所需的物質(zhì)的量或濃度。分析儀器多數(shù)使用相對測量方法,雖然測量區(qū)間很寬,可達(dá)幾個數(shù)量級,但為了測量準(zhǔn)確,可根據(jù)被測物的含量取一較小的區(qū)間做一標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測量,這樣會使測量誤差減至最小。衡量分析儀器的技術(shù)指標(biāo)不僅是測量誤差,還要關(guān)注精密度、線性誤差、最小檢出量等,所以檢定/校準(zhǔn)的參數(shù)也較多。由此,導(dǎo)致申請書填寫的內(nèi)容很不統(tǒng)一、不規(guī)范。主要體現(xiàn)在計量標(biāo)準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備、可開展的檢定/校準(zhǔn)項目的測量范圍和不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差幾個方面。為規(guī)范分析儀器類計量標(biāo)準(zhǔn)的建立與考評,我們首先以原子吸收分光光度計為例加以探討,并提出幾點建議。


在考評中發(fā)現(xiàn),多數(shù)情況是填寫的內(nèi)容不全面,表述不準(zhǔn)確;沒有與自己的實際情況相聯(lián)系;不了解上一級計量部門檢定/校準(zhǔn)本級標(biāo)準(zhǔn)的計量基準(zhǔn)或計量標(biāo)準(zhǔn)的測量范圍和不確定度等。如計量標(biāo)準(zhǔn)測量范圍,有以下幾種寫法:1.(190~900)nm;2.Cu:0~5.00μg/mL;Cd:0~5.00ng/mL;3.波長:(190~900)nm;Cu:0~5.00μg/mL;Cd:0~5.00ng/mL。


計量標(biāo)準(zhǔn)不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差,與測量范圍對應(yīng)地給出:1.自然基準(zhǔn)/0.1nm/±0.1nm;2.Cu:U=1%,k=2;Cd:U=2%,k=2;3. 波長:自然基準(zhǔn)/0.1nm/±0.1nm;Cu:U=1%,k=2;Cd:U=2%,k=2。


計量標(biāo)準(zhǔn)器一欄與主要配套設(shè)備一欄不分彼此,隨意填寫,填寫的內(nèi)容也不一致,如空心陰極燈,名稱一欄填寫的是空心陰極燈,型號:原子吸收用,測量范圍:Hg、Mn、Cu、Cd、As、Cs,不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差:有的建標(biāo)單位沒有填寫,有的建標(biāo)單位填寫:零漂Cu:0.001A,Cd:0.001A;光衰減器一欄,有的建標(biāo)單位僅填寫了名稱、型號、測量范圍,其他均沒有填寫,有的建標(biāo)單位認(rèn)為也沒必要送檢。


開展的檢定或校準(zhǔn)項目一欄中,測量范圍很多建標(biāo)單位僅寫了波長(190~900)nm;不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差,僅寫了波長示值誤差±0.5nm,有的建標(biāo)單位寫的內(nèi)容與計量標(biāo)準(zhǔn)是一樣的;有的建標(biāo)單位寫了火焰法測銅RSD,石墨爐法測鎘RSD;有的建標(biāo)單位寫了火焰法測銅線性誤差,石墨爐法測鎘線性誤差。


由檢定規(guī)程可知,該計量標(biāo)準(zhǔn)是由標(biāo)準(zhǔn)溶液、空心陰極燈、光衰減器、秒表和量筒組成的。開展的檢定項目是原子吸收分光光度計。傳遞的量值是物質(zhì)的量摩爾,以波長示值誤差與重復(fù)性、基線穩(wěn)定性、檢出限、測量重復(fù)性、線性誤差、光譜帶寬偏差、邊緣能量、表觀霧化率、背景校正能力來表示。原理是基于朗伯比爾光吸收定律。


為解決表述規(guī)范、準(zhǔn)確、統(tǒng)一等問題,根據(jù)自身的學(xué)習(xí)心得和工作體會,特提出如下幾點建議:


1.計量標(biāo)準(zhǔn)的主標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)是:Cu、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液和Hg、Cu、Cd空心陰極燈。其余為主要配套設(shè)備。


因為Cu、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度和Hg、Cu、Cd空心陰極燈的波長值及穩(wěn)定性在量值傳遞中對量值有主要貢獻(xiàn),檢定的是儀器的主要技術(shù)指標(biāo),主要技術(shù)指標(biāo)合格,一般分析測量就可以進(jìn)行。


2.計量標(biāo)準(zhǔn)的測量范圍最好如下表述:1.λ:(253.7~871.6)nm;2.標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度:Cu:(0.50~5.00) μg/mL;Cd:(0.50~5.00)ng/mL。因為空心陰極燈和標(biāo)準(zhǔn)溶液在檢定中是有主要貢獻(xiàn)的。波長和標(biāo)準(zhǔn)溶液的范圍與規(guī)程是一致的。沒有包括193.7nm,是因為波長不檢該譜線,且后續(xù)檢定中也不檢定邊緣能量。


3.計量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差應(yīng)表述為:1.λ:MPE:±0.1nm;2.標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度:Cu:Urel=1%(k=2)、Cd:Urel=2%(k=2)。一般不表述為:標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確度等級:二級。因為標(biāo)準(zhǔn)溶液雖按級劃分,但標(biāo)物證書中都給出了不確定度,使用非常方便;且進(jìn)行不確定度分析時,也要用到標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度。它與其他專業(yè)領(lǐng)域的等級劃分還是有區(qū)別的。


4.計量標(biāo)準(zhǔn)器一欄中,應(yīng)填寫空心陰極燈和標(biāo)準(zhǔn)溶液。主要配套設(shè)備一欄中,應(yīng)填寫秒表和量筒。而光衰減器和NaCI溶液填寫在哪一欄,均可。因為二者是檢背景校正能力的標(biāo)準(zhǔn),但在后續(xù)檢定時又不是必檢項目。


5.計量標(biāo)準(zhǔn)器與主要配套設(shè)備填寫的各項內(nèi)容如下:


第一項應(yīng)表述為:名稱:空心陰極燈;型號:Hg、Mn、Cu、Cd、As、Cs;測量范圍:(193.7~871.6)nm;不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差為MPE:±0.1nm,Cu、Cd可加上穩(wěn)定性,As、Cs可加上能量值;制造廠及出廠編號、檢定周期或復(fù)校間隔、末次檢定或校準(zhǔn)日期、檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)及證書號,按出廠說明或檢定/校準(zhǔn)證書中給出的填寫即可。雖然Mn、As、Cs燈不是主要設(shè)備,但為了簡便寫在一起。當(dāng)然分開寫也是可以的。


第二項應(yīng)表述為:名稱:標(biāo)準(zhǔn)溶液;型號:Cu、Cd;測量范圍:Cu:(0.50~5.00)μg/mL、Cd:(0.50~5.00)ng/mL;不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差:不確定度Cu:Urel=1%(k=2)、Cd:Urel =2%(k=2);制造廠及出廠編號按標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給出的填寫;檢定周期或復(fù)校間隔:一年(標(biāo)準(zhǔn)溶液是一次性使用,沒有檢定周期或復(fù)校間隔,但有效期是一年);末次檢定或校準(zhǔn)日期按標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給出的定值日期填寫而不是購買日期;檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)按證書中給出的填寫;標(biāo)準(zhǔn)溶液的證書號應(yīng)填寫GBW(E)130079。


在這里,型號和證書號都可寫GBW(E)130079。但為了不重復(fù),我們認(rèn)為以上表述較為妥當(dāng)。因為大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書沒有專門針對所售溶液給出證書號;給出的,可以寫上相應(yīng)證書號。 


分析儀器大多是用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)做計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)的。配套設(shè)備不是與計量標(biāo)準(zhǔn)配合檢定/校準(zhǔn)同一參數(shù)的,而是用于檢定其他參數(shù)的。其他諸如環(huán)境條件等影響一般是可以忽略的。所以一般情況下,計量標(biāo)準(zhǔn)的測量范圍、不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差與計量標(biāo)準(zhǔn)器是一致的。


光衰減器作為背景校正的標(biāo)準(zhǔn),還是應(yīng)該送檢的。雖然多數(shù)情況下,證書中沒有給出送檢周期,但在日常工作中,可以視吸光度值的穩(wěn)定情況確定送檢周期。


其他四項主要配套設(shè)備應(yīng)順序填寫為1光衰減器:原子吸收檢定專用,1A,MPE:±0.05A,其他按證書填寫;2標(biāo)準(zhǔn)溶液:NaCl,5.00mg/mL,不確定度Urel=3%(k=2),其他按證書填寫;量筒和秒表按檢定證書給出的信息填寫即可。


6.開展的檢定或校準(zhǔn)項目一欄中,應(yīng)表述為:名稱:原子吸收分光光度計;測量范圍:(1)波長(190~900) nm,(2)火焰原子化器,(3)石墨爐原子化器;不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差:(1)波長示值誤差:±0.5nm,(2)火焰法測銅RSD≤1.5%,線性誤差:≤10%,檢出限:≤0.02μg/mL;石墨爐法測鎘RSD≤5%,線性誤差:≤15%,檢出限:≤4pg。


原子吸收分光光度計可以測量近百種元素或物質(zhì),且不同物質(zhì)的測量范圍也大不相同。因此用兩個原子化器代替,既科學(xué)合理又簡便易行。


另外,分析儀器測量物質(zhì)的量是可連續(xù)測量的,但標(biāo)準(zhǔn)溶液一般是不連續(xù)的,所以一般被檢儀器的測量范圍是大于計量標(biāo)準(zhǔn)的。


本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2019年第三期

作者:河北省計量檢測技術(shù)中心 任彥麗、河北省質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院 齊二礦

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