直读光谱法测定铝合金中硅的不确定度评定
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［5］
1.1 主要仪器与标准物质
火 花 直 读 光 谱 仪 ： SPECTROMAXx 。 车 床 ， 纯 氩 （99.9998%） ，压力 0.7MPA，静态氩气流量 3L/min，动态 氩 气 流 量 7L/MIN 铝 合 金 光 谱 分 析 标 准 物 质 ： 编 号
GBW02215~02219，标准样品研究所。 1.2 测定原理及数学模型
与应用［J］ ．光谱实验室，2007；24(3)：396-398.
2.3 合成不确定度 uc 的评定
由于各不确定度分量彼此独立不相关， 故测量结果的合 成相对标准不确定度为：
[4] 国家质量技术检验检疫总局．铝及铝合金光电发射光谱
分析方法［S］ ．GB/T7999-2007，北京：中国标准出版 社，2007：
［3］
， 使用中的光谱仪必须进行计量检定， 光谱仪相对标准
不确定由检定证书给出，属 B 类不确定度。
2.2 不确定度各分量的评定 2.2.1 试样重复性测定引入的不确定度 u1 的评定
使用 GBW02217 标样按照操作规程进行 10 次重复性测 试，测试结果如表 1 所示。
为：Y=X
（2）
式（1） ：I 是谱线强度，C 是分析元素的浓度，A 是与 试样的蒸发、激发过程和试样组成的有关的一个参数， 常数
业水处理，2006；(5)：12-14．
[2] 胡涛．印染废水的治理研究[J]．江苏环境科技，2005； (4)：28-30．
1 n ( X i − X )2 S= ∑ n − 1 i =1
不确定度 u1=
=0.005；
S n
=0.0016
2.2.2 光谱标样的不确定度 u2 评定
根据标样证书， 标样的标准偏差为 0.02， 测量组数为 6， 计算标样定值 的不确定度为：
u2=
0.02 =0.006 10
[1] 国家质量技术检验检疫总局．JJF1059-1999 测量不确定
[4] 阮新潮．印染废水的深度处理及回用[J]．工业水处理， 2006；(4)：35-36． [5] 李亚峰．厌氧+接触氧化+物化处理印染废水[J]．中国环
来自百度文库保产业，2005；(11)：26-27．
[6] 陈英文，宋天顺，沈树宝．混凝一厌氧水解一好氧组合
工艺处理印染废水的研究[J]． 工业水处理， 2005； 25(5)：
结果的不确定度进行了评定。 关键词：光电直读光谱；硅；不确定度
前言 光电光谱分析由于精度高、检出限低、分析迅速，在冶 金、地质、机械、化工等领域都有极其广泛的用途，特别是 在钢铁及有色金属的冶炼控制中具有极其重要的地位。然 而，光谱分析的准确与否怎样判定呢？JJF1059-1999《测量 不确定度的评定与表示》 明确指出以不确定度作为量的准 确程度的判定标准。 本文以铝合金中硅的测定为例， 对该元 素进行测量不确定度评定，进而可以推广到其它被测元素。 1 实验部分
2010 年 第 11 期 2010 年 11 月
Chemical Engineering & Equipment
化学工程与装备
141
直读光谱法测定铝合金中硅的不确定度评定
林桂明，吴耀耀
（深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518000)
摘 要：对光电直读光谱测定铝合金中硅含量不确定度的来源进行了分析，并对铝合金中硅含量测定
U=k·uc=0.016
3 结论 通过对铝合金中硅元素的不确定度评定，可以看出 B 类标准不确定度是光谱分析中不确定度的主要来源， 标样的 不确定度对总不确定度的贡献最大， 因此在测量时应选用合 适的标样。 本文介绍的直读光谱法测定铝合金中硅的不确定 度的评定方法可以推广到其他元素的评定。 参考文献
［1］
b 的大小则与谱线的自吸收有关。
式（2）Y 为样品中被测元素质量分数，%；X 为样品 被测元素含量读出值。
1.3 测量方法
按 GB/T7999-2007 铝及铝合金光电（测光法）发射光 谱分析方法［4］进行测定。 2 不确定度讨论
2.1 不确定度的来源分析
对测定过程进行分解并考虑其他有影响的因素， 采用直 读光谱法测定铝合金中硅的含量， 该方法测量结果的不确定 度来源主要有以下几项： （1）工作曲线非线性引入的不确定度：由于该仪器设 备的各元素工作曲线是由生产厂商制备，有着非常好的线 性，由工作曲线拟合引起的不确定度不予考虑。 （2）试样重复性测定引入的不确定度：对样品进行测 定时，由于样品的局部不均匀、样品的加工、以及试样被激 发的位置不同，可用多次重复测定的标准差来评定，属 A 类不测定度。 （3）光谱标样的不确定度：使用的标准物质为国家有 证标准物质，标准偏差由标准物质证书提供，属 B 类不确 定度。 （4）光谱仪稳定性产生的不确定度：按照检定规程规 定
142
林桂明：直读光谱法测定铝合金中硅的不确定度评定 表 1 铝标样中硅含量测定结果
测定次数 测定值（%）
1 0.468
2 0.473
3 0.476
4 0.462
5 0.465
6 0.475
7 0.472
8 0.464
9 0.470
10 0.466
平均值
0.467
实 验 标 准 差 S 采 用 贝 赛 尔 法 计 算 得 ：
22-24． [7] 孙雷军．印染生产工艺及其废水的特性[J]．甘肃科技， 2005；21(8)：38-40． [8] 白韬光，周建仁．物化一厌氧一好氧工艺在印染废水处
理中的应用[J]． 辽宁城乡环境科技， 2004； 24(1)： 33-35
[1] 李雅婕．生物技术在印染废水处理工艺中的应用[J]．工
度评定与表示[S]．北京：中国计量出版社，1999：
[2] 柯以侃，董慧茹．分析化学手册第三分册光谱分析
［M］ ．发射光谱分析原理，北京：化学工业出版社，
2.2.3 光谱仪稳定性产生的不确定度 u3 评定
根据光谱仪的计量检定证书， 由仪器的稳定性引起的不 确定度 u3=0.005。
1998： [3] 原怀保，李月红．发射光谱分析法测量不确定度的评定
uc=
u12 + u2 2 + u32
=0.008
[5] 国家质量技术检验检疫总局．JJG768-2005 发射光谱仪
检定规程［S］ ．北京：中国计量出版社，2005：
2.4 扩展不确定度 U 的评定
取置信概率 p=95%， 包含因子 k=2， 则扩展不确定度为： （上接第 158 页） 三级处理脱氮， 但它目前存在的主要问题是： 填料容易堵塞， 需经常进行冲洗，在处理印染废水时，气水的比值较高，约
光电光谱分析中， 试样通过高压火花放电激发生成原子 或离子蒸气，蒸气中的原子或离子激发后产生的特征光谱， 从入射狭缝到色散系统光栅，经过分光色散成各光谱波段， 根据每个元素发射的波长， 通过光电倍增管测出每条谱线的 强度。元素的谱线强度与该元素在试样中浓度的相互关系， 可用赛伯－罗马金公式［2］来表示：I=ACb （1） 从而可以通过测定光谱强度测定样品中各元素的含量。 样品经车床加工出具有一定光洁度的样面， 先选择好分析程 序，再对仪器进行类型标准化， 计算机自动采集待测元素的 光谱强度，在校准曲线上查出该元素的含量，并直接读出。 故数学模型
[3] 孙丽．浅谈印染废水的深度处理及回用技术[J]．山西建
筑，2008；34(26)：186-187．
1.15～1.25，动力消耗较大，在一般情况下，每处理1 t废水
约需0.4度～0.5度电，较活性污泥法偏高。由于印染废水成 分非常复杂， 有时采用单一的处理工艺往往很难获得良好的 效果。因此，可以根据污染物的组成和性质选择多种方法联 合处理印染废水。 参考文献
1.1 主要仪器与标准物质
火 花 直 读 光 谱 仪 ： SPECTROMAXx 。 车 床 ， 纯 氩 （99.9998%） ，压力 0.7MPA，静态氩气流量 3L/min，动态 氩 气 流 量 7L/MIN 铝 合 金 光 谱 分 析 标 准 物 质 ： 编 号
GBW02215~02219，标准样品研究所。 1.2 测定原理及数学模型
与应用［J］ ．光谱实验室，2007；24(3)：396-398.
2.3 合成不确定度 uc 的评定
由于各不确定度分量彼此独立不相关， 故测量结果的合 成相对标准不确定度为：
[4] 国家质量技术检验检疫总局．铝及铝合金光电发射光谱
分析方法［S］ ．GB/T7999-2007，北京：中国标准出版 社，2007：
［3］
， 使用中的光谱仪必须进行计量检定， 光谱仪相对标准
不确定由检定证书给出，属 B 类不确定度。
2.2 不确定度各分量的评定 2.2.1 试样重复性测定引入的不确定度 u1 的评定
使用 GBW02217 标样按照操作规程进行 10 次重复性测 试，测试结果如表 1 所示。
为：Y=X
（2）
式（1） ：I 是谱线强度，C 是分析元素的浓度，A 是与 试样的蒸发、激发过程和试样组成的有关的一个参数， 常数
业水处理，2006；(5)：12-14．
[2] 胡涛．印染废水的治理研究[J]．江苏环境科技，2005； (4)：28-30．
1 n ( X i − X )2 S= ∑ n − 1 i =1
不确定度 u1=
=0.005；
S n
=0.0016
2.2.2 光谱标样的不确定度 u2 评定
根据标样证书， 标样的标准偏差为 0.02， 测量组数为 6， 计算标样定值 的不确定度为：
u2=
0.02 =0.006 10
[1] 国家质量技术检验检疫总局．JJF1059-1999 测量不确定
[4] 阮新潮．印染废水的深度处理及回用[J]．工业水处理， 2006；(4)：35-36． [5] 李亚峰．厌氧+接触氧化+物化处理印染废水[J]．中国环
来自百度文库保产业，2005；(11)：26-27．
[6] 陈英文，宋天顺，沈树宝．混凝一厌氧水解一好氧组合
工艺处理印染废水的研究[J]． 工业水处理， 2005； 25(5)：
结果的不确定度进行了评定。 关键词：光电直读光谱；硅；不确定度
前言 光电光谱分析由于精度高、检出限低、分析迅速，在冶 金、地质、机械、化工等领域都有极其广泛的用途，特别是 在钢铁及有色金属的冶炼控制中具有极其重要的地位。然 而，光谱分析的准确与否怎样判定呢？JJF1059-1999《测量 不确定度的评定与表示》 明确指出以不确定度作为量的准 确程度的判定标准。 本文以铝合金中硅的测定为例， 对该元 素进行测量不确定度评定，进而可以推广到其它被测元素。 1 实验部分
2010 年 第 11 期 2010 年 11 月
Chemical Engineering & Equipment
化学工程与装备
141
直读光谱法测定铝合金中硅的不确定度评定
林桂明，吴耀耀
（深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518000)
摘 要：对光电直读光谱测定铝合金中硅含量不确定度的来源进行了分析，并对铝合金中硅含量测定
U=k·uc=0.016
3 结论 通过对铝合金中硅元素的不确定度评定，可以看出 B 类标准不确定度是光谱分析中不确定度的主要来源， 标样的 不确定度对总不确定度的贡献最大， 因此在测量时应选用合 适的标样。 本文介绍的直读光谱法测定铝合金中硅的不确定 度的评定方法可以推广到其他元素的评定。 参考文献
［1］
b 的大小则与谱线的自吸收有关。
式（2）Y 为样品中被测元素质量分数，%；X 为样品 被测元素含量读出值。
1.3 测量方法
按 GB/T7999-2007 铝及铝合金光电（测光法）发射光 谱分析方法［4］进行测定。 2 不确定度讨论
2.1 不确定度的来源分析
对测定过程进行分解并考虑其他有影响的因素， 采用直 读光谱法测定铝合金中硅的含量， 该方法测量结果的不确定 度来源主要有以下几项： （1）工作曲线非线性引入的不确定度：由于该仪器设 备的各元素工作曲线是由生产厂商制备，有着非常好的线 性，由工作曲线拟合引起的不确定度不予考虑。 （2）试样重复性测定引入的不确定度：对样品进行测 定时，由于样品的局部不均匀、样品的加工、以及试样被激 发的位置不同，可用多次重复测定的标准差来评定，属 A 类不测定度。 （3）光谱标样的不确定度：使用的标准物质为国家有 证标准物质，标准偏差由标准物质证书提供，属 B 类不确 定度。 （4）光谱仪稳定性产生的不确定度：按照检定规程规 定
142
林桂明：直读光谱法测定铝合金中硅的不确定度评定 表 1 铝标样中硅含量测定结果
测定次数 测定值（%）
1 0.468
2 0.473
3 0.476
4 0.462
5 0.465
6 0.475
7 0.472
8 0.464
9 0.470
10 0.466
平均值
0.467
实 验 标 准 差 S 采 用 贝 赛 尔 法 计 算 得 ：
22-24． [7] 孙雷军．印染生产工艺及其废水的特性[J]．甘肃科技， 2005；21(8)：38-40． [8] 白韬光，周建仁．物化一厌氧一好氧工艺在印染废水处
理中的应用[J]． 辽宁城乡环境科技， 2004； 24(1)： 33-35
[1] 李雅婕．生物技术在印染废水处理工艺中的应用[J]．工
度评定与表示[S]．北京：中国计量出版社，1999：
[2] 柯以侃，董慧茹．分析化学手册第三分册光谱分析
［M］ ．发射光谱分析原理，北京：化学工业出版社，
2.2.3 光谱仪稳定性产生的不确定度 u3 评定
根据光谱仪的计量检定证书， 由仪器的稳定性引起的不 确定度 u3=0.005。
1998： [3] 原怀保，李月红．发射光谱分析法测量不确定度的评定
uc=
u12 + u2 2 + u32
=0.008
[5] 国家质量技术检验检疫总局．JJG768-2005 发射光谱仪
检定规程［S］ ．北京：中国计量出版社，2005：
2.4 扩展不确定度 U 的评定
取置信概率 p=95%， 包含因子 k=2， 则扩展不确定度为： （上接第 158 页） 三级处理脱氮， 但它目前存在的主要问题是： 填料容易堵塞， 需经常进行冲洗，在处理印染废水时，气水的比值较高，约
光电光谱分析中， 试样通过高压火花放电激发生成原子 或离子蒸气，蒸气中的原子或离子激发后产生的特征光谱， 从入射狭缝到色散系统光栅，经过分光色散成各光谱波段， 根据每个元素发射的波长， 通过光电倍增管测出每条谱线的 强度。元素的谱线强度与该元素在试样中浓度的相互关系， 可用赛伯－罗马金公式［2］来表示：I=ACb （1） 从而可以通过测定光谱强度测定样品中各元素的含量。 样品经车床加工出具有一定光洁度的样面， 先选择好分析程 序，再对仪器进行类型标准化， 计算机自动采集待测元素的 光谱强度，在校准曲线上查出该元素的含量，并直接读出。 故数学模型
[3] 孙丽．浅谈印染废水的深度处理及回用技术[J]．山西建
筑，2008；34(26)：186-187．
1.15～1.25，动力消耗较大，在一般情况下，每处理1 t废水
约需0.4度～0.5度电，较活性污泥法偏高。由于印染废水成 分非常复杂， 有时采用单一的处理工艺往往很难获得良好的 效果。因此，可以根据污染物的组成和性质选择多种方法联 合处理印染废水。 参考文献