发射光谱仪检定装置不确定度评定

发射光谱仪检定装置不确定度评定

一 检定icp 光谱仪用混合标准溶液配制过程不确定度的评定

1 配制方法：配制检定ICP 光谱仪用混合标准溶液所用的单元素标准溶液均为中国计量院研制的国家二级标准物质，标准值为100μg/mL,按照JJG768-2005《发射光谱仪检定规程》附录A 要求，用移液管分取一定体积的标准溶液于200ml 容量瓶中，用0.5mol/L HNO 3稀释至刻度配制而成。

2 数学模型：

2

1

1V V c c ⨯=

C ：稀释标准溶液所得到的溶液浓度，μg/mL ； C 1：单元素标准溶液的浓度，μg/mL ； V 1：移取标准溶液的体积，mL ； V 2：定容体积，mL 。

3 标准溶液不确定度分量的评定

标准溶液的配制过程不确定度来源于单元素标准溶液浓度c ，移液管移取体积V 1，容量瓶定容体积V 2三个方面。以配制0.5μg/mlLMn 标准溶液为代表。 3.1 单元素Mn 标准溶液浓度c 1引入的不确定度

根据标准物质证书提供的信息，GBW(E)080263标准溶液的相对不确定度为1%，即：

u rel (c 1) =1%

3.2 容量瓶定容体积V 2引入的不确定度

标准溶液定容在200mL 容量瓶中，其体积不确定度主要有三方面的影响：校准，重复性和温度影响。

3.2.1 校准：A 级200mL 容量瓶20℃时标准容量允差为±0.15mL ，假设按三角形分布，则标准不确定度为

6

15.0=0.061mL

3.2.2 温度：容量瓶是在20℃时校准的，实验室温度在（20±1）℃间变化，它所引起的体积变化的不确定度可以由温度变动范围和体积膨胀系数来估算。由于液体的体积膨胀明显大于容量瓶的体积膨胀，因此只需考虑前者即可。水的体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，因此产生的体积变化为±（200×1×2.1×10-4）=±0.042mL 。假设温度变化按三角形分布，则标准不确定度为

6

042.0=0.017mL 。

3.2.3 重复性：由于充满容量瓶的体积变化引起的不确定度可通过10次重复实验统计得到，其标准偏差可直接用作重复性引起的标准不确定度，由实验得200mL 容量瓶体积变化的重复性标准不确定度为0.050mL 。 3.2.4 以上三种分量合成得到容量瓶定容体积相对标准不确定度为：

u rel （V 2）=200

050.0017.0061.02

22++×100%=0.040%

3.3 移液管移取体积V 1引入的不确定度

配制0.5μg/ml Mn 标准溶液需从100μg/ml Mn 标准溶液中用1mL 的单标线移液管移取1mL 标准溶液于200mL 容量瓶中，其体积不确定度主要有三方面的影响：校准，重复性和温度影响。

3.3.1校准：A 级1mL 移液管20℃时标准容量允差为±0.007mL ，假设按三角形分布，则标准不确定度为

6

007.0=0.0029mL

3.2.2 温度：同上评定程序得到其标准不确定度为

6

00021

.0=0.0001mL 。

3.2.3 重复性：同上评定程序，由实验得1mL 移液管体积变化的重复性标准不确定度为0.001mL 。 3.2.4 以上三种分量合成得到移液管移取体积相对标准不确定度为：

u rel （V 1）=1

001.00001.00029.02

22++×100%=0.307%

3.4 由以上三种不确定度分量合成得到配制0.5μg/ml Mn 标准溶液浓度的相对标准不确定度为：u rel =)()()(12

22

12

V u V u c u rel rel rel ++=222307.0040.00.1++=1.05%

则相对扩展不确定度为U rel =2 u rel =2.1% （k =2）

根据以上评定程序可分别评定出其他元素不同浓度的不确定度，因为在Cr 、Cu 、Ni 、Mn 、Ba 和Zn 六种单元素标准溶液中，相对标准不确定度最大的是Mn 为1%，移取标准溶液用的移液管中，1mL 的移液管移取溶液浓度引入的相对不确定度最大。因此配制检定ICP 光谱仪用混合标准溶液的不确定度U ≤2.1% （k =2） 二 ICP 光谱仪检出限的测量不确定度评定 1 测量方法

1.1测量依据：JJG768-2005《发射光谱仪检定规程》； 1.2环境条件：温度（15～30）℃，相对湿度≤80%；

1. 3测量过程：在仪器处于正常工作状态下，吸喷系列标准溶液，制作工作曲线，连续10次测量空白溶液，以10次空白值标准偏差3倍对应的浓度为检出限；

1. 4评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，可使用本不确定度的评定结果。 2 数学模型 数学模型是：

b s DL /3= 式中：DL ——元素检出限，mg/L ； s ——空白值标准偏差； b ——工作曲线斜率。

3 ICP 发射光谱仪检出限的不确定度分量

由ICP 发射光谱仪检出限的测定方法和结果计算公式可知，检出限的测量不确定度主要来源于：（1）空白溶液测量重复性,（2）校准曲线斜率引入的不确定度，（3）标准溶液浓度c 引入的不确定度，方差关系为： ()()())(2

2

2

2

c u b u s u DL u rel rel rel rel ++=

3.1空白标准溶液测量重复性引入的相对标准不确定度分量

输入量s 的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A 类进行评定。对一台各性能稳定的ICP 发射光谱仪，以锰元素为例，在相同条件下连续10次测量空白溶液，即n=10，测量强度值I （Cts/S ）如下：

1.524，1.517，1.528，1.532，1.521，1.527，1.519，1.506，1.528，1.536，其算术平均值为I =1.524 Cts/S ，按贝塞尔公式，单次测量标准偏差为

()()0085.01

12

=--=

∑=n I I I s n

i i

则空白溶液重复性的相对标准不确定度为：

()0018.0)1(2/)(=-=n I I s s u rel

3.2校准曲线斜率引入的相对标准不确定度