光电直读光谱仪测定不锈钢中元素含量不确定度评定

按标准将制备好的标准样品置于直读光谱仪分

作出相对准确的估计袁如何正确表达这种含有误差析仪激发盘上袁紧压试样确保不能漏气及歪斜遥选的分析结果钥如何正确评定结果的可靠程度钥这在择分析曲线袁进行曲线标准化袁分析试样为连续激检测过程中十分重要遥随着分析仪器手段的提高袁发3次袁计算平均值遥

正确评估测定分析误差非常必要[1]2评定不确定度的数学模型建立

火花源原子发射光谱法作为一种在材料表面激

遥

Y=C袁

发检测其含量的测试手段袁虽然测定方法比较单式中院Y渊输出量冤为未知试样中C元素的测定结一袁但对测量结果及其质量进行评定的影响因素较果袁%曰C渊输入量冤为未知试样中C元素含量的多袁由于实验室能力认可的需要袁这使作出不确定读出值袁%遥

度评估更为重要[1]遥笔者利用直读光谱法测定不锈

3测量不确定度分量

钢中各个元素袁确定其不确定度的计算方法袁并提3.1由系统效应引入的相对标准不确定度分量

供了计算过程所需的各参数的采集和计算遥1检测原因

urel1冤仪器稳定性引入的相对标准不确定度分量

本次检测主要采用GB/T11170-2008不锈钢锈钢渊1冤遥YSBS20316-2006仪器的稳定性在仪器开机稳定后00Cr19Ni10袁对各元素在不袁激发不

多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法渊常少于2h内袁每间隔15min重复进行渊本实验8

规法冤遥试验环境为渊23依5冤益袁相对湿度约70%遥测次冤测量袁再根据不确定度公式计算

定元素为不锈钢中碳尧硅尧锰尧磷尧硫尧铬尧镍遥标准不确定度u渊1冤=s/姨n.

渊1冤

试验设备为岛津PDA-7000分析仪遥分析条件及过相对标准不确定度分量

urel渊1冤=u渊1冤/x

軃.渊2冤收稿日期院圆园13原10原19曰修回日期院圆园14原01原20作者简介院柴艳英渊1965-冤袁女袁山西大同人袁高级工程师袁主要从事理化检验研究袁E-mail院1228143013@qq.com遥SCI-110TECHINNOVATION&PRODUCTIVITY晕燥援2Feb.圆园14袁栽燥贼葬造晕燥援241.com.cn. All Rights Reserved.以标准样品2冤标准物质定值引入的相对不确定度分量YSBS20316-200600Cr19Ni10为例遥此遥

样品是上海钢铁研究所出品的有证标准物质袁证书提供了各元素的标准值及标准偏差渊见表1冤遥

表1各元素标准值及标准偏差元素标准值标准偏差数据组数碳0.0180.0018硅0.370.018锰0.730.018磷0.0340.0038硫0.00120.00018铬18.180.058镍9.970.028根据公式计算标准样品

标准不确定度u渊2冤=s相对不确定度分量u渊标冤3冤rel渊1冤=/姨un渊2冤/.

C渊标冤.

渊3冤渊4冤

度分量u由仪器的示值误差引入的相对标准不确定

0.0001%袁rel渊3冤遥其属于均匀分布测量时袁所选择的仪器最小示值为urel袁根据公式计算得

式中院啄x为0.0001%袁渊3冤=0.29C为证书标准值啄x/C袁

遥

渊5冤

实验过程中4冤环境变化对不确定度的影响袁试验环境受严格控制保持恒温恒湿状遥由于在整个

态袁因此袁由环境条件引起的不确定度予以忽略遥

曲线是仪器厂家已经拟合好的5冤工作曲线校准引起的不确定度袁只需定期对仪器的遥由于工作

曲线做标准化袁仪器会自动校准各条曲线袁由校准

曲线拟合引起的不确定度不予考虑遥

均匀的6冤袁由试样制备引起的不确定度样品制备按照GB/T20066要2006遥假设试样是

钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法袁制样引起的不确定度可以忽略不计遥

测人员是经过仪器使用培训的7冤检测人员引起的不确定度袁本实验由同一人操遥由于本实验检

作袁故人员引起的不确定度可以不予考虑遥合成遥8冤由于上述不确定度分量不相关系统效应引入的相对标准不确定度分量的袁由系统效应引入的相对标准不确定度分量可合成公式为urel1冤=rel3.2由随机效应引入的相对不确定度分量

渊w姨urel渊1冤2+urel渊2冤2+u渊3冤2.

渊6冤

由于由随机效应引入的不确定度因素较多袁在此用合并样本标准差方法来计算袁取一段时间以来h个同类分析数据平行测定的分析值渊x1袁x2冤之差

AppliedTechnology应用技术驻袁根据贝塞尔公式求出差值驻的试验标准s渊驻冤袁单次测量的标准差袁s渊x渊驻冤的关系为

1冤与s渊驻冤之间有姨2s渊x1冤=s

u渊w2冤=1s渊x1冤=hs渊驻冤/姨2=

2渊h-1冤移i=1渊驻i-驻軍冤2袁渊7冤

式中院軍驻=移hi=1驻姨ih收集本实验室该类试样的分析数

据袁计算u渊w由于每次的平行测定2冤袁urel渊w2冤遥

袁从制样至测定均为同时

进行袁采用其差值进行统计袁系统效应所带来的影响有相互抵消的作用袁其各个差值的差异反应了由随机效应所引入的不确定度袁这就是本法所评定的依据遥

4测量不确定度分量合成及测量结果的不确定度

合成不确定度urel测量不确定度

渊w冤=姨urel渊w1冤2+urel渊w2冤2袁

渊8冤u渊w冤=urel式中院w为检测结果平均值遥渊w冤伊w袁

渊9冤

5扩展不确定度

在95%置信概率下袁取包含因子k=2袁则该方法中各元素的扩展不确定度为

U=k伊u渊w冤.

渊10冤

6结果与讨论

该方法以标准样品不锈钢YSBS20316-200600Cr19Ni10的测量不确定度检测结果表示为为例袁从第112页表院2碳中可看出各元素渊0.0178依U冤%袁k=2曰硅渊0.370依U冤%袁k=2曰锰渊0.730依U冤%袁k=2曰磷渊0.0346依U冤%袁k=2曰硫渊0.0012依U冤%袁k=2曰铬渊18.177依U冤%袁为院可以期望各元素置信范围的区间包含了测定结k=2曰镍渊9.981依U冤%袁k=2遥其意义果可能值的95豫遥

总之袁通过以上分析提供的不确定度检测评定方法袁表明不确定度由系统效应和随机效应所导致的检测结果的不确定度袁检测结果比较准确可靠袁该方法的评定不仅可以满足实验室认可对不锈钢检测不确定度的要求袁同时也可对检测结果的准确度提供依据遥

参考文献院[1]李慎安.化学实验室测量不确定度[M].北京:化学工业出版社,2007.渊责任编辑王雯冤科技创新与生产力2014年2月总第241期111.com.cn. All Rights Reserved.应用技术AppliedTechnology表3检测不锈钢各元素含量的测量不确定度结果渊%冤样品编号碳含量xi碳平均值軃x硅含量xi硅平均值x軃锰含量xi锰平均值軃x磷含量xi磷平均值軃x10.01690.3680.7320.034920.01660.3660.7370.035530.01680.3670.7260.034140.010.3740.7360.035250.01730.01780.37660.01680.3710.3700.7230.7300.03470.7330.03460.034670.01690.3690.7220.034480.01800.3700.7340.034090.01700.3630.7300.0342100.01750.3720.7240.0348样品编号硫含量xi硫平均值軃x铬含量xi铬平均值軃x镍含量xi镍平均值軃x10.001218.1939.97520.001118.1739.96330.001218.1849.96240.001218.18010.01050.00130.001218.16860.001218.19618.17710.0009.9679.98170.001218.1659.99180.001218.1659.98290.001218.1699.971100.001118.15.978AssessmentofUncertaintyDirectofElement-readingContentSpectrographinStainlessSteelbyPhotoelectricChaiYan-ying袁ZhanHui-xia

Abstract:By渊Datongusingdirect-readingElectricLocomotivespectrometeCo.,rLtdtomeasureofChinaeachCNRelementCorporationinstainlessLimited,steelandDatonganalyze037038itsuncertaChina冤inty.Duetotheexistenceoftheerrorsofmeasuringvaluecan'tbecertain,ontheonehand,suitableforassessingthereliabilityoftestresults;ontheotherhand,increasingthecomparabilityoftestresults.Theuncertaintydegreemainlycomesfromthepreci-sionoftheinstrument,standardmaterialanduncertaintycausedbytheworkingcurvecalibrationprocess.And,componentofuncertaintywascalculatedthroughthemathematicalmodelinordertocalculatetheconfidenceinthedeterminationofcon-tentofeachelementinstainlesssteel,whenK=2,thisrangeincludedthedeterminationresultsofpossiblevalues95%.Keywords:directreadingspectroscopy;stainlesssteel;uncertainty太原不锈钢产业集群跻身国家级创新型产业集群试点近日袁在被国家科技部批复的29个野2013年度创新型产业集群试点渊培育冤冶中袁太原不锈钢产业集群名列其中遥

太原不锈钢产业集群为野一群两区冶模式袁分别是太原不锈钢产业园区和太原钢铁渊集团冤有限公司遥目前袁集群内聚集了大中小各类不锈钢生产加工企业150多家遥集群内还建有国内冶金行业唯一的国家级工程技术中心与先进不锈钢材料重点实验室尧不锈钢产品检测中心尧国家级试验中心曰拥有行业资质的产品检测尧认证平台6个袁研发中心4个遥2013年实现技工贸收入1500亿元袁工业生产总值700亿元遥

SCI112-TECHINNOVATION&PRODUCTIVITY晕燥援2Feb.圆园14袁栽燥贼葬造晕燥援241.com.cn. All Rights Reserved.