徐凱欣

（山東省冶金科學(xué)研究院有限公司，山東 濟南 250014）

1 前 言

有效的設(shè)備校準(zhǔn)可以為企業(yè)檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性提供基礎(chǔ)的保障，企業(yè)要保證自己的質(zhì)量體系能夠持續(xù)有效的運行，必然要把基礎(chǔ)工作——設(shè)備校準(zhǔn)做好。一直以來，校準(zhǔn)機構(gòu)是依據(jù)檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范提供校準(zhǔn)服務(wù)，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)來保證產(chǎn)品質(zhì)量。對于直讀光譜儀，其對應(yīng)的檢定規(guī)程中給出了6種元素的校準(zhǔn)方法和技術(shù)指標(biāo)，而對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)包含了19種元素的測定范圍及技術(shù)指標(biāo)，這就導(dǎo)致了校準(zhǔn)服務(wù)與企業(yè)需求的不匹配，降低了設(shè)備校準(zhǔn)的有效性，因此，開發(fā)一種能夠?qū)⒅弊x光譜儀校準(zhǔn)技術(shù)與應(yīng)用相結(jié)合的計量方法顯得尤為重要。

2 校準(zhǔn)技術(shù)

校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)需滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4336—2016中要求的元素及測定范圍，因此選用的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為：GBW 01401b 純鐵光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、GBW 01236～GBW 01242碳鋼、合金鋼光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和GBW 01395a～GBW 01400a 中低合金鋼光譜分析用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

2.1 檢出限的校準(zhǔn)

分析工作前，先激發(fā)一塊樣品3～5 次，確認(rèn)儀器處于最佳工作狀態(tài)。在儀器正常工作條件下，連續(xù)10 次激發(fā)純鐵（空白）光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以各元素10 次空白值標(biāo)準(zhǔn)偏差3 倍對應(yīng)的含量為檢出限。計算公式為：

式中：s為標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；xi為單次測量值，%為測量平均值，%；n為測量次數(shù)，n=10；DL為元素檢出限，%。

2.2 重復(fù)性的校準(zhǔn)

在儀器正常工作條件下，連續(xù)激發(fā)10 次測量某個低合金鋼光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中代表元素的含量，計算10次測量值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為重復(fù)性。計算公式如下：

式中：RSD為相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；xi為單次測量值，%為測量平均值，%；n為測量次數(shù)，n=10。

3 校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用

對于企業(yè)，校準(zhǔn)證書的作用客觀上體現(xiàn)在對設(shè)備的有效性進行驗證。直讀光譜儀檢出限限量值以滿足用戶使用要求為準(zhǔn)則，由用戶自行判定。對重復(fù)性的驗證，是依據(jù)GB/T 4336—2016 進行。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的適用范圍內(nèi)，各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)滿足不大于GB/T 4336—2016附錄B 中該質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍對應(yīng)的10 次測量標(biāo)準(zhǔn)偏差限量值s與測得平均值的比值，即：

式中：Sr為重復(fù)性限量值，%；s為標(biāo)準(zhǔn)偏差限量值，%為測量平均值，%。

下面以一校準(zhǔn)實例具體說明校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用方式。

3.1 重復(fù)性的校準(zhǔn)過程及結(jié)果

選擇一臺性能穩(wěn)定的直讀光譜儀ARL 4460，在儀器正常工作條件下，連續(xù)激發(fā)10 次GBW 01241 低合金鋼光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的C、Si、Mn、Cr、Ni、V、P、S、W、Mo、Ti、Cu、Co、B、As 元素和GBW 01396a、GBW 01397a、GBW 01400a 中低合金鋼光譜分析用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中代表元素Zr、Al、Nb、Sn 的含量，所得結(jié)果如表1所示。

表1 各測定元素及其測量平均值和重復(fù)性

3.2 元素標(biāo)準(zhǔn)偏差限量值

根據(jù)GB/T 4336—2016 附錄B，3.1 中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍對應(yīng)的10次測量標(biāo)準(zhǔn)偏差限量值s如表2所示。

表2 各測定元素及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差限量值

3.3 元素重復(fù)性限量值

由表1、表2 和公式（4）可得，各測定元素的重復(fù)性限量值如表3所示。

表3 各測定元素的重復(fù)性限量值

3.4 校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果

對比表1中重復(fù)性值與表3中重復(fù)性限量值所得結(jié)果，當(dāng)重復(fù)性值不大于重復(fù)性限量值，則設(shè)備驗證合格；當(dāng)重復(fù)性值大于重復(fù)性限量值，則設(shè)備驗證不合格。對于直讀光譜儀ARL 4460，通過對比可得，該設(shè)備所有元素均驗證合格。

4 結(jié) 論

介紹了一種新的方法，將直讀光譜儀的校準(zhǔn)技術(shù)與企業(yè)實際應(yīng)用相結(jié)合，科學(xué)開展計量研究，滿足企業(yè)實際需求和質(zhì)量審核要求，希望該方法能夠有助于促進計量行業(yè)的縱向延伸和橫向擴展，最終建立起科學(xué)有效的具有前瞻性和指導(dǎo)性的計量體系，使計量工作更具科學(xué)性、針對性、及時性和有效性。