質(zhì)量控制圖在直讀光譜分析高純銀中的應(yīng)用

張?jiān)?方名戌 吳嵩 虞婧 / 上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院

質(zhì)量控制圖在直讀光譜分析高純銀中的應(yīng)用

張?jiān)?方名戌 吳嵩 虞婧 / 上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院

以測定高純銀雜質(zhì)中銅、鉛、硒含量的直讀光譜分析數(shù)據(jù)為例，通過平均值、極差、上下控制限及中心線的計(jì)算，繪制了質(zhì)量控制圖，該圖可有效驗(yàn)證直讀光譜儀器的穩(wěn)定性，確保檢測結(jié)果可控準(zhǔn)確。

質(zhì)量控制圖；直讀光譜；高純銀

0 引言

近年來，隨著銀市場的快速發(fā)展、工藝技術(shù)的進(jìn)步和人們消費(fèi)觀念的改變，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)︺y產(chǎn)品純度的要求也越來越高，許多生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)推出了999.9‰高純度的銀條、銀錠、銀制飾品。因此，市場對(duì)高純銀產(chǎn)品的檢測也提出了更高的要求。高純銀中的八種雜質(zhì)元素限量規(guī)定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4135-2002《銀》[1]，測定方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11067-2006《銀化學(xué)分析方法》[2]。該標(biāo)準(zhǔn)采用的是火焰原子吸收光譜法，存在前處理復(fù)雜，操作繁瑣、耗時(shí)長等問題。直讀光譜是近年來用于金屬材料中化學(xué)成分快速分析的先進(jìn)儀器，具有精度高、快速、準(zhǔn)確、低耗等特點(diǎn)。為保證儀器的穩(wěn)定性，除了按周期對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)外，還應(yīng)自我監(jiān)視，有效控制其工作狀態(tài)。質(zhì)量控制圖可以使實(shí)驗(yàn)室的檢測始終處于監(jiān)控狀態(tài),使檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度都落在預(yù)先控制的范圍內(nèi)。本文以直讀光譜儀測定高純銀八種雜質(zhì)中的銅、鉛、硒三種元素為例，繪制平均值-極差質(zhì)量控制圖，用于該類產(chǎn)品檢測過程的質(zhì)量控制及儀器穩(wěn)定性的驗(yàn)證。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

SPECTROLAB LAVM11型直讀光譜儀（德國斯派克公司），環(huán)境溫度20～25 ℃，濕度≤70%，氬氣純度≥99.99%，氬氣輸出壓強(qiáng)0.50～0.60 MPa。

LBMA AgRM1銀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（倫敦金銀協(xié)會(huì)），其中銅、鉛、硒的元素含量給定值（mg/kg）分別為30.2±2.3，37.5±1.1，23.0±1.6。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

以LBMA AgRM1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為質(zhì)量控制對(duì)象，重復(fù)5次測定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅、鉛、硒的元素含量為1組數(shù)據(jù)，檢測頻率3次/周，連續(xù)測定20組數(shù)據(jù)。

Ri—— 每組數(shù)據(jù)的極差；

m—— 測定組數(shù)；

ximax，ximin—— 分別為每組數(shù)據(jù)的最大值和最小值

對(duì)于R圖：

UCL和LCL分別為質(zhì)量控制圖的上控制限和下控制限，通常表示工序要求的上偏差限和下偏差限；CL表示中心線，一般指的是平均值或標(biāo)準(zhǔn)值。控制圖系數(shù)A2、D3和D4的參考值均與每組的重復(fù)測定次數(shù)n有關(guān)，見表1。

表1 A2、D3和D4的參考值

2 結(jié)果與討論

LAVM11型直讀光譜儀測定20組LBMA AgRM1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅、鉛、硒元素含量的平均值和極差計(jì)算結(jié)果見表2，控制限和中心線數(shù)據(jù)見表3。

表2 LBMA AgRM1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅、鉛、硒的平均值和極差/mg·kg-1

表3 LBMA AgRM1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅、鉛、硒的控制限和中心線/mg·kg-1

按照表3中各元素UCL、CL和LCL的計(jì)算值，繪制上下控制線和中心線，將表2中各組數(shù)據(jù)的平均值和極差值分別在圖上打點(diǎn)繪制成折線圖，銅、鉛、硒的-R質(zhì)量控制圖分別見圖1～圖6。

由圖1～圖6可知，無任何點(diǎn)超過控制圖的上下控制線；無連續(xù)7點(diǎn)上升或下降；中心線一側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量無明顯多于另一側(cè)；無任何其他明顯非隨機(jī)的圖形。此外，LAVM11型直讀光譜儀測定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的銅、鉛、硒元素平均值均在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給定值不確定度范圍內(nèi)，測量值與給定值也一致。根據(jù)質(zhì)控圖判異準(zhǔn)則，測量過程的系統(tǒng)影響和隨機(jī)影響均在控制范圍內(nèi)，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，儀器穩(wěn)定性良好。

圖1 銅元素X控制圖

圖2 銅元素R控制圖

圖3 鉛元素X控制圖

圖4 鉛元素R控制圖

圖5 硒元素X控制圖

圖6 硒元素R控制圖

3 結(jié)語

運(yùn)用LAVM11型直讀光譜儀建立銀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅、鉛、硒元素含量-R質(zhì)量控制圖，整個(gè)檢測過程穩(wěn)定可靠，處于受控狀態(tài)。質(zhì)量控制圖制作簡單、方便、實(shí)用，定期隨機(jī)將質(zhì)控樣品穿插到日常檢測樣品中即可遵照新的規(guī)定界限進(jìn)行跟蹤檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除檢測過程中的異常變異因素。本實(shí)驗(yàn)方法可應(yīng)用于考察直讀光譜儀在高純銀樣品分析中儀器測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1] 黃國芳，金俊，吳奕陽，等. X射線熒光光譜法檢測銀首飾合金中的鉛含量[J].上海計(jì)量測試，2014（3）：21-22.

[2] 全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T 4135-2002 銀[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[3] 全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 11067-2006 銀化學(xué)分析方法[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[4] 高頌，龐曉輝，劉喜山，等.光電直讀光譜法測定高溫合金K18中的主量和雜質(zhì)元素[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)，2015，51（10）：1369-1372 .

[5] 王海霞，張帥. 質(zhì)控圖在檢測實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代測量與實(shí)驗(yàn)室管理，2016（1）：58-60.

[6] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局質(zhì)量管理司.質(zhì)量專業(yè)綜合知識(shí)（中級(jí)）下冊(cè)：統(tǒng)計(jì)過程控制[M].北京：中國人事出版社，2003.

Application of quality control chart in analysis of high purity silver by direct reading spectrometer

Zhang Yuanzhang，F(xiàn)ang Mingxü，Wu Song，Yü Jing
（Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology）

In this paper, based on the example of determination of impurity element (copper, lead, selenium) in high purity silver by direct reading spectrometer,-Rquality control chart was drawed by the calculation of accumulated experiment data including test average, range, upper and lower control limits, center line. The chart can effectively judge the stability of the direct reading spectrometer, to ensure the accuracy and controllability of the test result.

quality control chart; direct reading spectrometer; high purity silver