作者:宋檢 時間:2022-10-18 來源:互聯(lián)網(wǎng)
評定測量結(jié)果的不確定度是ISO/IEC17025對認(rèn)可實驗室的要求,也是實驗室分析檢驗的客觀需要。測量不確定度對測量結(jié)果的評價具有重要作用,它既能使報告使用者了解結(jié)果的可靠性,又可以使分析者明確檢測結(jié)果的影響因素,從而進行有效控制,提高檢測質(zhì)量。筆者利用X射線熒光光譜法(XRF)對硬鋁合金中的銅元素進行測定,選擇6種鋁合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和一塊鋁合金試樣測定,用以估算分析過程中各種因素對試驗結(jié)果的影響,討論了影響測定結(jié)果的因素,對不確定度分量進行了評定和計算[1–3]。
1實驗部分
1.1主要儀器與材料
X射線熒光光譜儀:ZSX101e型,4kW,Rh靶,下照射型,日本理學(xué)公司;硬鋁合金:其中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.645%~6.570%。
1.2實驗方法
將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與試樣待測面用車床加工平整、光滑,再用磨樣機制成光潔度、紋路均勻一致的分析面,用無水乙醇清潔表面,自然晾干后備用。儀器預(yù)熱、進入分析準(zhǔn)備狀態(tài)后開啟,PHA控樣分析參數(shù)正常后,采用經(jīng)驗系數(shù)法用系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線后進行試樣分析。
2數(shù)學(xué)模型
X射線熒光光譜儀是以X射線為激發(fā)光源的發(fā)射光譜儀,是根據(jù)特征譜線強度確定被測樣品中相應(yīng)元素的含量(定量分析)。其儀器特征譜線強度I(kcps)與元素含量w(%)的數(shù)學(xué)模型[4]:
3測量不確定度來源
經(jīng)過分析,鋁合金中銅元素測定結(jié)果的不確定度主要來源于以下幾方面[5]:(1)重復(fù)性測量引入的不確定度;(2)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度;(3)標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。
4不確定度評定
4.1測量重復(fù)性引入的不確定度u(R)
對試樣進行7次平行測定,每次測定3個數(shù)據(jù)并計算平均值,測量結(jié)果見表1。
根據(jù)表1數(shù)據(jù),計算得測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.00952%,則重復(fù)性測定引入的不確定度:u(R)=s/7=0.00360%相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:ur(R)=0.00360%/4.33%=0.000831
4.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值引入的不確定度u(B)
用6個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制工作曲線。根據(jù)定值參數(shù)計算6個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度,結(jié)果見表2。
各種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度不相同,對被測量的影響可用相對不確定度的均方根來表示[2],根據(jù)表2數(shù)據(jù)計算得:ur(B)=0.00298%
4.3標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度u(S)
選用6種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)擬合工作曲線,每個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定3次,測量結(jié)果見表3。
X射線特征譜線強度與被測Cu元素含量w呈線性關(guān)系,即I=a+bw。根據(jù)表3測量參數(shù)擬合得線性回歸方程:
I=10.453+48.708w由工作曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:
5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
各不確定度分量互不相關(guān),因此硬鋁合金中銅含量測定結(jié)果的合成相對不確定度:
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:
6擴展不確定度和結(jié)果表示
取包含因子k=2,則擴展不確定度:U=kuc=2×0.087%=0.17%硬鋁合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量結(jié)果表示為wCu=(4.33±0.17)%,k=2。
7結(jié)語
采用X射線熒光譜法對硬鋁合金中Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行測定,從各分量的評定結(jié)果可以看出,分析不確定度主要來自工作曲線的回歸和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值。因此在實際工作中,盡量選擇定值精度高(標(biāo)準(zhǔn)偏差小)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),并根據(jù)曲線的漂移情況及時校正工作曲線,以保證測量的精度,減小方法的不確定度。
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