电感耦合等离子体发射光谱仪测量不确定度评定

　　本文根据1993年发布的《测量不确定度表示指南》( 以下简称“GUM”) 及JJF1059- 1999《测量不确定度评定与表示》规范要求, 用法国JY公司的JY38型电感耦合等离子体发射光谱仪 (Inductively Coupled Plasma Spectroanalyzer,ICP) 测量铜溶液, 并通过对标准铜溶液检测数据的处理,进行ICP测量结果的不确定度的分析和评定。

　　一、ICP测量方法

　　用ICP测量被测溶液的浓度采用的是相对测量法, 即通过对空白溶液及已知浓度为xi的某溶质一系列标准溶液的测定, 读出相应的电信号强度值yi, 并由已知的系列浓度值和仪器输出的相应电信号强度值推导出二者之间的线性函数关系式, 然后可利用该线性关系式来确定该溶质其他溶液的浓度值。其线性方程为:

　　式中: y———物质的电信号强度; x———物质量的浓度;a、b———标定系数。

　　这种测量法的测量不确定度就是当y和x之间有线性关系时, 该线性关系误差的分散性。

　　二、ICP 测量铜溶液浓度的标定

　　1.测量对象及其标定用数据

　　本文讨论在波长 324.754nm下测量铜溶液的质量浓度。JY38 型 ICP, 主要功能是在计算机控制下连续地分析线峰值并依次测量其强度, 它是多元素顺序型分析仪器。

　　在测量铜溶液浓度时, 首先应对该仪器进行标定。标定中, 分别测量符合 GBW(E)130079 的 4 种不同浓度( 包含空白溶液) 的铜标准溶液; 每种浓度的标准溶液测量 10次, 并取仪器输出值的平均值作为标定数据。标定测量的数据如表 1 所示。

　　2.ICP 输入输出线性关系的验证

　　若y与x之间的相关系数r值大于0.995, 则表明二者成线性关系。相关系数的计算公式为:

　　将表 1 的相应数据代入式(2), 可得r=0.999984872。这说明用 ICP 测量铜质量溶液浓度时, 仪器的输出y与被测溶液的含铜浓度x之间成强线性关系。因而可用式(1)给出的线性关系式对仪器进行标定。

　　3.ICP测量铜溶液浓度的标定

　　根据表 1 给出的标定数据, 采用最小二乘法求取式(1)中的标定系数a(截距)和b(斜率)。

　　三、测量不确定度分析

　　由于实际测量需要给出测量结果的是溶液所含溶质的质量浓度 x, 而 x 的获取是由 ICP 测量方法的输入输出内在关系式(1)所决定的, 因此, 分析并给出整个 ICP 测量系统引起 x 的不确定度, 其数学模型为式(1)的反函数表达形式, 即

　　四、方差和灵敏系数

　　合成方差为:

　　五、标准不确定度