張 磊 李合海 吳啟魯 姜照明

（山東省臨沂水文水資源勘測(cè)局 臨沂 276002）

淺析檢測(cè)儀器工作站數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

張 磊 李合海 吳啟魯 姜照明

（山東省臨沂水文水資源勘測(cè)局 臨沂 276002）

檢測(cè)儀器工作站數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用Visual Basic 6.0軟件開發(fā)，通過提取儀器工作站收集的測(cè)定值自動(dòng)擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線、計(jì)算檢測(cè)樣品含量及加標(biāo)回收率，采用“奇進(jìn)偶舍”計(jì)算規(guī)則，轉(zhuǎn)換成果符合《山東省水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料整編技術(shù)規(guī)定》中對(duì)有效位數(shù)、小數(shù)位數(shù)及檢出限的要求，輸出符合山東省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心記錄格式的原始資料。

儀器工作站 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 原始資料

1 引言

目前，大型分析儀器工作站數(shù)據(jù)輸出格式不能滿足不同行業(yè)、部門對(duì)原始記錄的要求，輸出的數(shù)據(jù)參數(shù)等信息往往需要手工介入，數(shù)據(jù)誤修改或忽略難以避免。為了實(shí)現(xiàn)輸出的原始資料符合山東省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心原始資料的格式，更好地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)分析與原始資料輸出的自動(dòng)化，根據(jù)水利系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室計(jì)量認(rèn)證及《山東省水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料整編技術(shù)規(guī)定》數(shù)據(jù)記錄與處理的有關(guān)要求，開發(fā)了檢測(cè)儀器工作站數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對(duì)不同儀器工作站生成的數(shù)據(jù)文件的分析轉(zhuǎn)換，均可做到輸出的原始資料符合山東省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心記錄格式。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

2.1 儀器信息采集

導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件（數(shù)據(jù)文件如圖1），系統(tǒng)自動(dòng)采集儀器工作條件信息，部分信息采用人工輸入。針對(duì)不同分析方法系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整信息采集內(nèi)容，以達(dá)到不同分析方法原始資料對(duì)信息量的要求。系統(tǒng)根據(jù)檢出限確認(rèn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的小數(shù)保留位數(shù)，其他用來(lái)填充原始資料信息。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線，做相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)和截距的t值檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)符合要求，則標(biāo)準(zhǔn)曲線建立。否則，擬合的標(biāo)準(zhǔn)曲線不符合要求，查找原因重新檢測(cè)。

本系統(tǒng)要求標(biāo)準(zhǔn)系列點(diǎn)最多不得超過9個(gè)。

2.2 .1 標(biāo)準(zhǔn)系列儀器響應(yīng)值的截取

為了擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線必須得到標(biāo)準(zhǔn)系列的儀器響應(yīng)值，但是儀器附帶的工作站只能將標(biāo)準(zhǔn)系列的儀器響應(yīng)值通過打印輸出，而不能作為文件輸出。利用虛擬打印機(jī)將打印的內(nèi)容截取作為txt文件輸出，系統(tǒng)提取標(biāo)準(zhǔn)系列各點(diǎn)（S0～Sn，n<9）的儀器響應(yīng)值。以AF-610A原子熒光光譜儀測(cè)砷為例，截取的文件如圖1。

圖1中S0～S5為標(biāo)準(zhǔn)系列號(hào)，后面緊跟著熒光強(qiáng)度值和儀器工作站計(jì)算的含量值?！癮0”為工作站輸出的截距值，“a1”為工作站輸出的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸系數(shù)，“r”為相關(guān)系數(shù)。

2.2 .2 擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線

將樣品濃度（xi）與標(biāo)準(zhǔn)系列響應(yīng)值均值和零管之差（yi）作為一組數(shù)據(jù)，如果x與y之間呈直線趨勢(shì)，則可用一條直線來(lái)描述兩者之間的關(guān)系，即y=a+bx（a為標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距，b為標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸系數(shù)）。對(duì)于上式，若實(shí)測(cè)值yi與回歸值y的偏差越小，則可認(rèn)為直線回歸方程與實(shí)測(cè)點(diǎn)擬合越好。用Q（a，b）表示實(shí)測(cè)值與回歸值的差方和，則：

圖4 生成原始資料

2.2 .3 相關(guān)系數(shù)r值的檢驗(yàn)通過計(jì)算，判斷是否滿足r≥0.9990。2.2.4截距的t值檢驗(yàn)（a0=0，截距對(duì)零檢驗(yàn)）

顯著性水平α=0.05，與系統(tǒng)保存的t0.05(n-2)值自動(dòng)比較，如果 |t|≥t0.05(n-2)，則截距 a與零（a0=0）存在顯著性差異，|t|＜t0.05(n-2)，則截距a與零（a0=0）不存在顯著性差異。

2.2 .5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的科學(xué)計(jì)數(shù)法

上述檢驗(yàn)都符合要求后，調(diào)用“奇進(jìn)偶舍”和“科學(xué)計(jì)數(shù)”的函數(shù)模塊處理，最后得到標(biāo)準(zhǔn)曲線公式。2.2.6擬合的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖示

將標(biāo)線系列濃度與標(biāo)準(zhǔn)系列響應(yīng)值的均值和零管之差作為標(biāo)準(zhǔn)曲線的xi和yi畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。圖中直觀地反映了線性情況，偏離的數(shù)據(jù)點(diǎn)一目了然。見圖2。

以AF-610A原子熒光光譜儀測(cè)砷為例。系統(tǒng)從數(shù)據(jù)文件（如圖 1）中提取標(biāo)準(zhǔn)系列各點(diǎn)（S0～Sn，n<9）的儀器響應(yīng)值寫入到相應(yīng)位置，輸入標(biāo)線系列濃度，單擊“計(jì)算”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算“平均①”，“0 管②”，“①-②”的值并顯示，同時(shí)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線的a、b值，相關(guān)系數(shù)r值及截距的t值。a、b值經(jīng)過“奇進(jìn)偶舍”和“科學(xué)計(jì)數(shù)”的模塊函數(shù)處理后輸出，相關(guān)系數(shù)r值經(jīng)過“奇進(jìn)偶舍”函數(shù)處理后輸出，截距t值與t0.05(n-2)值比較后輸出檢驗(yàn)結(jié)論：如果相關(guān)系數(shù)r<0.9990，則輸出結(jié)論“經(jīng)檢驗(yàn)，不存在線性關(guān)系”；如果相關(guān)系數(shù)滿足

條件(r≥0.9990)，而 |t|≥t0.05(n-2)，則輸出結(jié)論“經(jīng)檢驗(yàn)，截距對(duì)零有顯著性差異，不合格”。

2.3 原始資料輸出

2.3 .1 檢測(cè)樣品含量的計(jì)算

以AF-610A原子熒光光譜儀測(cè)砷為例。導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件的同時(shí)，系統(tǒng)也將樣品的信息和樣品的儀器響應(yīng)值提取寫入，計(jì)算標(biāo)線的同時(shí)也計(jì)算了樣品的含量。見圖3。

2.3 .2 加標(biāo)回收率的計(jì)算

系統(tǒng)判斷“加標(biāo)體積ml”和“加標(biāo)濃度mg/L”各行是否為空值，如果不為空值，系統(tǒng)鎖定加標(biāo)行的“樣品編號(hào)”查找不同行上相同的“樣品編號(hào)”，計(jì)算相同“樣品編號(hào)”的均值，判斷標(biāo)準(zhǔn)曲線類型（mg/L～I(xiàn)F、μg/L～I(xiàn)F），用相應(yīng)的公式按相同“樣品編號(hào)”的均值計(jì)算加標(biāo)回收率并輸出結(jié)論。如果“加標(biāo)量”和“加標(biāo)濃度”一方為空值或者找不到與加標(biāo)水樣相同的“樣品編號(hào)”，系統(tǒng)提示錯(cuò)誤。

2.3 .3 數(shù)據(jù)的處理

（1）小數(shù)位數(shù)的保留

系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的檢出限確定小數(shù)保留位數(shù)。

（2）有效位數(shù)的確定

根據(jù)《山東省水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料整編技術(shù)規(guī)定》確定數(shù)據(jù)的有效位數(shù)。

樣品含量及加標(biāo)回收率計(jì)算過程調(diào)用“奇進(jìn)偶舍”和“數(shù)據(jù)位數(shù)處理”自編函數(shù)模塊，成果滿足小數(shù)位數(shù)與有效位數(shù)的要求。

2.3 .4 輸出原始資料

單擊“原始資料…”按鍵，系統(tǒng)自動(dòng)將原始資料以.xls文件輸出，如圖4。

3 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)從儀器工作站截取的txt數(shù)據(jù)文件中提取檢測(cè)樣品儀器響應(yīng)值，經(jīng)過計(jì)算轉(zhuǎn)換輸出原始資料，檢測(cè)數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過人工二次輸入，符合水利系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室計(jì)量認(rèn)證及《山東省水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料整編技術(shù)規(guī)定》的要求，可直接打印。本系統(tǒng)作為大型檢測(cè)儀器工作站的輔助軟件，能自動(dòng)輸出符合山東省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心要求的原始記錄，補(bǔ)充完善了檢測(cè)儀器的自動(dòng)化功能，避免了可能出現(xiàn)的原始資料的記錄錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)即時(shí)檢測(cè)即時(shí)出原始資料的要求