測汞儀線性誤差測量結(jié)果的不確定度評定

(四平市環(huán)境保護監(jiān)測站，四平 136000)

測汞儀屬原子光譜類測定汞濃度的專用儀器，根據(jù)其原理主要分冷原子吸收測汞儀和冷原子熒光測汞儀。廣泛應(yīng)用于水、大氣、土壤、礦物、食品、化妝品和生物等樣品中痕量汞元素的測定。

本文依據(jù)JJG548-2004《測汞儀》國家計量檢定規(guī)程，以某型號的測汞儀為例，對測汞儀的線性誤差測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定。

1 測量依據(jù)

JJG 548-2004《測汞儀》國家計量檢定規(guī)程。

2 環(huán)境條件

溫度20±5℃，相對濕度<85%。

3 測量標(biāo)準(zhǔn)

汞單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

4 被測對象

測汞儀

5 測量過程

利用汞單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，建立一次擬合曲線，由擬合曲線求出相應(yīng)點的濃度值與該點標(biāo)準(zhǔn)值之差，即為該點的線性誤差。

6 測量模型

(1)

(2)

式中:Δ—線性誤差，%；

x—3次測量響應(yīng)值的平均值通過直線方程求得的測量值，ng；

xs—第i點標(biāo)準(zhǔn)濃度值，ng。

7 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的來源及評定

7.1 測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(x)評定

在測汞儀的測量過程中，由于人員操作、儀器穩(wěn)定性、載氣流量變化、環(huán)境條件波動等諸多因素，測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(x)，根據(jù)JJG548-2004《測汞儀》國家計量檢定規(guī)程中規(guī)定的儀器重復(fù)性的技術(shù)要求，熒光類相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤4%、吸收類相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤3%，重復(fù)測量3次，則測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(x)按公式(3)計算。

(3)

由此可以得出測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(x)，吸收類為1.8%，熒光類為2.4%。

7.2溶液稀釋引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xs)評定

由于評定線性誤差的不確定度，u(xs)與汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身的不確定度無關(guān)。應(yīng)考慮汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋過程及加樣過程所引入的不確定度。

移液管量取汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液的體積(V1)、容量瓶的體積(V2)、微量取液器的體積(或移液管的體積)(V3)以及溫度變化是引入不確定度的分量。

溫度系數(shù)(η)的不確定度是以20℃配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用過程中溫度變化10℃，所引起溶液濃度的最大變化不超過0.3%來估算的。

測量模型見公式(4)。

(4)

式中:xs—測量結(jié)果；

C—汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度；

V1—移液管量取汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液的體積；

V2—容量瓶的體積；

V3—移液管量或微量取液器的體積；

η—溫度系數(shù)。

溶液稀釋引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表1和表2。

表1 吸收類不確定度 u(xs)的分量來源表

表2 熒光類不確定度 u(xs)的分量來源表

由于不確定度彼此獨立，溶液稀釋引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(xs)為：

(5)

可以得出溶液稀釋引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(xs)吸收類為0.6%，熒光類1.1%。

8 測汞儀線性誤差測量結(jié)果合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

測汞儀線性誤差測量結(jié)果合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表3。

表3 測汞儀線性誤差測量結(jié)果合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

測汞儀線性誤差測量結(jié)果合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

(6)

吸收類u(Δ)rel=1.9%

熒光型u(Δ)rel=2.7%

9 測汞儀線性誤差擴展不確定度

吸收類:U(Δ)rel=3.8 %k=2；

熒光類:U(Δ)rel=5.4 %k=2。

10 結(jié)論

依據(jù)JJG548-2004《測汞儀》國家計量檢定規(guī)程和JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》國家計量技術(shù)規(guī)范，對某型號測汞儀的線性誤差測量結(jié)果進(jìn)行了不確定度評定，吸收類測汞儀線性誤差擴展不確定度為U(Δ)rel=3.8 %，k=2，熒光類測汞儀線性誤差擴展不確定度為U(Δ)rel=5.4 %，k=2，其他型號的測汞儀線性誤差擴展不確定度可參照本方法進(jìn)行評定。