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

發(fā)布時(shí)間:2019-04-11 作者:任彥麗、齊二礦 來(lái)源:《中國(guó)計(jì)量》雜志2019年第三期 瀏覽:3257

JJF1033-2016《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》的修訂版已于2017年實(shí)施。我們?cè)谶@一年多的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考評(píng)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)建標(biāo)單位對(duì)技術(shù)問(wèn)題的理解還有較大差異。反映在遞交的申請(qǐng)書(shū)中,就是技術(shù)指標(biāo)填寫(xiě)比較混亂。這些問(wèn)題對(duì)直接測(cè)量的儀器來(lái)說(shuō),沒(méi)有太多的歧義。但對(duì)分析儀器來(lái)說(shuō),由于種類(lèi)多,原理不同,且多數(shù)是通過(guò)測(cè)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(jì)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(duì)測(cè)量方法,雖然測(cè)量區(qū)間很寬,可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí),但為了測(cè)量準(zhǔn)確,可根據(jù)被測(cè)物的含量取一較小的區(qū)間做一標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量,這樣會(huì)使測(cè)量誤差減至最小。衡量分析儀器的技術(shù)指標(biāo)不僅是測(cè)量誤差,還要關(guān)注精密度、線(xiàn)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(qǐng)書(shū)填寫(xiě)的內(nèi)容很不統(tǒng)一、不規(guī)范。主要體現(xiàn)在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備、可開(kāi)展的檢定/校準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)量范圍和不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差幾個(gè)方面。為規(guī)范分析儀器類(lèi)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立與考評(píng),我們首先以原子吸收分光光度計(jì)為例加以探討,并提出幾點(diǎn)建議。


在考評(píng)中發(fā)現(xiàn),多數(shù)情況是填寫(xiě)的內(nèi)容不全面,表述不準(zhǔn)確;沒(méi)有與自己的實(shí)際情況相聯(lián)系;不了解上一級(jí)計(jì)量部門(mén)檢定/校準(zhǔn)本級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量基準(zhǔn)或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量范圍和不確定度等。如計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍,有以下幾種寫(xiě)法:1.(190~900)nm;2.Cu:0~5.00μg/mL;Cd:0~5.00ng/mL;3.波長(zhǎng):(190~900)nm;Cu:0~5.00μg/mL;Cd:0~5.00ng/mL。


計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差,與測(cè)量范圍對(duì)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(zhǎng):自然基準(zhǔn)/0.1nm/±0.1nm;Cu:U=1%,k=2;Cd:U=2%,k=2。


計(jì)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(xiě),填寫(xiě)的內(nèi)容也不一致,如空心陰極燈,名稱(chēng)一欄填寫(xiě)的是空心陰極燈,型號(hào):原子吸收用,測(cè)量范圍:Hg、Mn、Cu、Cd、As、Cs,不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差:有的建標(biāo)單位沒(méi)有填寫(xiě),有的建標(biāo)單位填寫(xiě):零漂Cu:0.001A,Cd:0.001A;光衰減器一欄,有的建標(biāo)單位僅填寫(xiě)了名稱(chēng)、型號(hào)、測(cè)量范圍,其他均沒(méi)有填寫(xiě),有的建標(biāo)單位認(rèn)為也沒(méi)必要送檢。


開(kāi)展的檢定或校準(zhǔn)項(xiàng)目一欄中,測(cè)量范圍很多建標(biāo)單位僅寫(xiě)了波長(zhǎng)(190~900)nm;不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差,僅寫(xiě)了波長(zhǎng)示值誤差±0.5nm,有的建標(biāo)單位寫(xiě)的內(nèi)容與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是一樣的;有的建標(biāo)單位寫(xiě)了火焰法測(cè)銅RSD,石墨爐法測(cè)鎘RSD;有的建標(biāo)單位寫(xiě)了火焰法測(cè)銅線(xiàn)性誤差,石墨爐法測(cè)鎘線(xiàn)性誤差。


由檢定規(guī)程可知,該計(jì)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(kāi)展的檢定項(xiàng)目是原子吸收分光光度計(jì)。傳遞的量值是物質(zhì)的量摩爾,以波長(zhǎng)示值誤差與重復(fù)性、基線(xiàn)穩(wěn)定性、檢出限、測(cè)量重復(fù)性、線(xiàn)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(lái)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(wèn)題,根據(jù)自身的學(xué)習(xí)心得和工作體會(huì),特提出如下幾點(diǎn)建議:


1.計(jì)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?yàn)镃u、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度和Hg、Cu、Cd空心陰極燈的波長(zhǎng)值及穩(wěn)定性在量值傳遞中對(duì)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(cè)量就可以進(jìn)行。


2.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)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?yàn)榭招年帢O燈和標(biāo)準(zhǔn)溶液在檢定中是有主要貢獻(xiàn)的。波長(zhǎng)和標(biāo)準(zhǔn)溶液的范圍與規(guī)程是一致的。沒(méi)有包括193.7nm,是因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)不檢該譜線(xiàn),且后續(xù)檢定中也不檢定邊緣能量。


3.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)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(jí):二級(jí)。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)溶液雖按級(jí)劃分,但標(biāo)物證書(shū)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(shí),也要用到標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度。它與其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的等級(jí)劃分還是有區(qū)別的。


4.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器一欄中,應(yīng)填寫(xiě)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(xiě)秒表和量筒。而光衰減器和NaCI溶液填寫(xiě)在哪一欄,均可。因?yàn)槎呤菣z背景校正能力的標(biāo)準(zhǔn),但在后續(xù)檢定時(shí)又不是必檢項(xiàng)目。


5.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器與主要配套設(shè)備填寫(xiě)的各項(xiàng)內(nèi)容如下:


第一項(xiàng)應(yīng)表述為:名稱(chēng):空心陰極燈;型號(hào):Hg、Mn、Cu、Cd、As、Cs;測(cè)量范圍:(193.7~871.6)nm;不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)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(hào)、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(shū)號(hào),按出廠說(shuō)明或檢定/校準(zhǔn)證書(shū)中給出的填寫(xiě)即可。雖然Mn、As、Cs燈不是主要設(shè)備,但為了簡(jiǎn)便寫(xiě)在一起。當(dāng)然分開(kāi)寫(xiě)也是可以的。


第二項(xiàng)應(yīng)表述為:名稱(chēng):標(biāo)準(zhǔn)溶液;型號(hào):Cu、Cd;測(cè)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(jí)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(hào)按標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)給出的填寫(xiě);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(méi)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(shū)給出的定值日期填寫(xiě)而不是購(gòu)買(mǎi)日期;檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)按證書(shū)中給出的填寫(xiě);標(biāo)準(zhǔn)溶液的證書(shū)號(hào)應(yīng)填寫(xiě)GBW(E)130079。


在這里,型號(hào)和證書(shū)號(hào)都可寫(xiě)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?yàn)榇蠖鄶?shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)所售溶液給出證書(shū)號(hào);給出的,可以寫(xiě)上相應(yīng)證書(shū)號(hào)。 


分析儀器大多是用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)做計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)的。配套設(shè)備不是與計(jì)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(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量范圍、不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差與計(jì)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(shū)中沒(méi)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(xiàng)主要配套設(shè)備應(yīng)順序填寫(xiě)為1光衰減器:原子吸收檢定專(zhuān)用,1A,MPE:±0.05A,其他按證書(shū)填寫(xiě);2標(biāo)準(zhǔn)溶液:NaCl,5.00mg/mL,不確定度Urel=3%(k=2),其他按證書(shū)填寫(xiě);量筒和秒表按檢定證書(shū)給出的信息填寫(xiě)即可。


6.開(kāi)展的檢定或校準(zhǔn)項(xiàng)目一欄中,應(yīng)表述為:名稱(chēng):原子吸收分光光度計(jì);測(cè)量范圍:(1)波長(zhǎng)(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(jí)或最大允許誤差:(1)波長(zhǎng)示值誤差:±0.5nm,(2)火焰法測(cè)銅RSD≤1.5%,線(xiàn)性誤差:≤10%,檢出限:≤0.02μg/mL;石墨爐法測(cè)鎘RSD≤5%,線(xiàn)性誤差:≤15%,檢出限:≤4pg。


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


另外,分析儀器測(cè)量物質(zhì)的量是可連續(xù)測(cè)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(cè)量范圍是大于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的。


本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2019年第三期

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

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