T∕CSTM 00964-2022 原子光谱分析仪器性能评价通则.pdf

ICS 19.020 CCS N 04 团 体 标 准 T/CSTM 009642022 原子光谱分析仪器性能评价通则 General rules for performance evaluation of atomic spectrometer 2022-12-09 发布 2023-03-09 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 1 前 言 本文件参照 GB/T 1.12020 标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容有可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国材料与试验团体标准委员会科学试验领域委员会（CSTM/FC98）提出。本文件由中国材料与试验团体标准委员会科学试验评价技术委员会科学试验评价技术标准化委 员会（CSTM/FC98/TC04）归口。全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 2 原子光谱分析仪器性能评价通则 重要提示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1 范围 本文件规定了原子光谱分析仪器使用性能评价的术语和定义及评价方法。本文件适用于火花放电原子发射光谱仪、激光诱导原子发射光谱仪、辉光放电原子发射光谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪和 X 射线荧光光谱仪相关使用性能的评价。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6379.1 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分 总则与定义 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 32267 分析仪器性能测定术语 JJG768 发射光谱仪 JJG810 波长色散X射线荧光光谱仪检定规程 T/CSTM 00277.1 分析仪器稳定性评价 第1部分 基于标准方法精密度的评价 T/CSTM 00277.2 分析仪器稳定性评价 第2部分 基于实验室分析结果精密度的评价 3 术语和定义 GB/T 6379.1和GB/T 32267、JJG 768和JJG 810界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 分辨率 resolution 仪器区别相近信号的能力。来源：GB/T 32267-2015，2.18 3.2 检出限 detection limit（limit of determination）在一定的置信度下由特定的分析方法能够检出的最小分析信号求得的最低浓度。来源：GB/T 32267-2015，2.1 全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 3 3.3 定量限 quantification limit(limit of quantification)定量分析方法实际可测定的某组分的下限。来源：GB/T 32267-2015，2.2 3.4 接受参照值 accepted reference value 用作比较的经协商同意的标准值，它来自于：a）基于科学原理的理论值或确定值；b)基于一些国家或国际组织的实验工作中的同意值或认证值；c)基于科学或工程组织赞助下合作实验工作中的同意值或认证值；d)当a）b）c）都不能获得时则用（可测）量的期望，即规定测量总体的均值。来源：GB/T 6379.1-2004，3.5 3.5 正确度 trueness 由大量测试结果得到的平均值与接受参照值间的一致程度。来源：GB/T 6379.1-2004，3.7 3.6 重复性 repeatability 在同一实验室，由同一操作人员使用相同的设备，按相同的测试方法，在相同的测试条件下，对同一被测定量在短时间内对相继独立进行多次测量的精密度。来源：GB/T 32267-2015，2.6 3.7 仪器稳定性 stability of equipment 在规定的工作条件下，在规定的时间内，仪器保持测定值随时间在限定范围内变化的能力。来源：GB/T 32267-2015，2.19 3.8 最小光谱带宽 minimum bandwidth of spectral line 规定溶液元素浓度下指定特征谱线的半峰宽。来源：JJG 768-2005，6.3.3.2 3.9 基线漂移 baseline drift 在规定的工作条件下和时间内，基线的缓慢变化。来源：GB/T 32267-2015，2.20 3.10 通道间干扰 mutual interference between channels 仪器进行多通道测量时，测量通道之间的相互干扰。全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 4 来源：GB/T 32267-2015，6.31 3.11 计数率比 ratio of count rate 实测X射线计数率与仪器技术标准规定的测量条件下初始计数率的比值。来源：JJG 810-1993，7 3.12 探测器能量分辨率 energy resolution of detector 探测器的脉冲高度分布曲线的半峰宽与平均脉冲高度的百分比。来源：JJG 810-1993，8 3.13 仪器线性计数率偏差 deviation of linear count rate of equipment 计数率对X光管电流的曲线上，90%或60%仪器规定最大线性计数率与实际测量计数率的偏差。来源：JJG 810-1993，9 4 评价标准 4.1 计量检定规程、计量技术规范和校准方法 按照计量检定规程、计量技术规范和校准方法对仪器的性能指标进行评价，评价技术指标所达到的技术等级，测量不确定度。4.2 分析方法标准 按照国家、行业、团体方法标准对仪器的性能指标进行评价，评价仪器性能指标是否符合标准要求。5 性能测试及评价方法 5.1 通用性能 5.1.1 分辨率 5.1.1.1 测试方法 方法一：在仪器考核波长范围内选取两条足够邻近且谱线峰值大致相当的元素特征谱线1、2（如Fe310.0304nm、Fe310.0665nm）测试分辨率，激发考核样品（如纯铁样品），记录紧邻两条元素特征谱线谱图,如图 1 所示。全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 5 1 2 图 1 紧邻两条特征谱线示意图 当能够从图谱上分别读出两条谱线峰值 50%处的峰宽时，测量 1长波侧 50%峰宽 W0.5，1，和 2峰短波侧 50%峰宽 W0.5,2，以及 1与 2 两谱峰之间的宽度，定义此条件下测得的分辨率（R0.5）见公式（1）:2,5.01,5.05.0WWR .（1）当能够从谱图上分别读出两条谱线峰值 80%处的峰宽时，测量 1长波侧 80%峰宽 W0.8,1，和 2峰短波侧 80%峰宽 W0.8,2，以及 1与 2 两谱峰之间的宽度，定义此条件下测得的分辨率（R0.8）见公式（2）:2,8.01,8.08.0WWR .（2）方法二：测量基体组分或规定组分特征谱线轮廓，以峰值 50%处峰宽计算最小光谱带宽。5.1.1.2 评价方法 方法一：按 5.1.1.1 方法一所测分辨率，分辨率 R0.8小于 1 时不能分辨，等于 1 时恰能分辨，大于 1 时能分辨；分辨率 R0.5大于等于 1 时能较好分辨。方法二：按 5.1.1.1 方法二所测最小光谱带宽是否满足国家、行业、团体分析方法标准或计量检定规程、计量技术规范。5.1.2 检出限与定量限 5.1.2.1 测试方法 检出限为含量接近检出限的样品测量信号 10 次独立测量值的标准偏差的 3 倍与线性校准曲线斜率之比。W0.8,1 W0.8,2 W0.5,1 W0.5,2 波长 光强 全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 6 定量限为含量接近检出限的样品测量信号10次独立测量值的标准偏差的10倍与线性校准曲线斜率之比。5.1.2.2 评价方法 按国家、行业、团体测试方法标准或计量检定规程、计量技术规范、校准方法评价检出限是否满足标准要求或达到标准相应等级。将定量限与国家、行业、团体测试方法标准测量范围下限进行比较，评价是否满足标准要求。5.1.3 重复性 5.1.3.1 测试方法 方法一 按照计量检定规程或计量技术规范或校准方法进行测试。方法二 在重复性条件下对仪器响应信号进行 n 次独立测量，通常测量 10 次，计算测量数据的标准偏差。5.1.3.2 评价方法 方法一 按照计量校准规程的方法进行评价。方法二 10 次独立测量数据的标准偏差是否小于等于标准分析方法规定重复性限的 0.50 倍。5.1.4 稳定性 5.1.4.1 测试方法 方法一：按照计量检定规程或计量技术规范或校准方法进行测试。方法二：按 T/CSTM 00277.1 或 T/CSTM 00277.2 对稳定性进行测试。5.1.4.2 评价方法 方法一 按照计量检定规程或计量技术规范或校准方法进行评价。方法二 按 T/CSTM 00277.1 或 T/CSTM 00277.2 评价稳定性。5.1.5 正确度 5.1.5.1 测试方法 选择覆盖校准曲线范围的多个（通常为 5 个或 5 个以上）标准样品，独立测量 n 次，计算测试数据平均值。5.1.5.2 评价方法 计算测量值的平均值与接受参照值之差，将其与临界差比较，满足式（3）时符合标准要求，否则不符合。全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 7 22208121CRMurnnyR .（3）式中：y测量平均值；0标准样品认定值；r分析标准规定的重复性限；R分析标准规定的再现性限；n测量次数；CRMu标准样品认定值的标准不确定度。5.2 专项性能 5.2.1 测试方法 对附录 A 中的技术指标按照相关仪器的计量检定规程或计量技术规范或校准方法要求进行测试。5.2.2 评价方法 根据计量检定规程、计量技术规范、校准方法或标准分析方法的要求进行评价。6 仪器和设备 6.1 分析仪器 6.1.1 仪器构成 原子光谱分析仪器主要由激发系统、光学系统、测光系统、控制系统等部分构成，各系统应能保障仪器性能评价各项测试的正常进行。6.1.2 仪器的工作条件及测量参数 仪器工作条件满足相关国家、行业、团体标准规定的要求。6.2 样品处理设备 在相关计量检定规程、计量技术规范、校准方法和相关国家、行业、团体标准中，若对样品处理设备的环境条件、工作参数有明确规定，样品处理设备应满足标准的规定。6.3 辅助设备 当测量结果与分析仪器主机以外的其他设备有直接联系时，分析仪器的配套设备（如净化装置等）应满足相关试验要求。7 试剂和材料 7.1 试剂 全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 8 仪器性能测试所用稀释剂、溶剂、熔剂的纯度及等级应当满足相关国家、行业、团体标准的规定。7.2 试验材料 仪器性能评价试验应根据国家、行业、团体标准，选用试验材料（如使用气体的纯度，研磨材料的材质、粒度等）。8 试验样品 8.1 一般要求 试验样品标识清晰。固体试验样品应含量均匀、准确赋值，外观无缺陷。液体试验样品应介质均匀、无残渣、沉淀、析出物，质保期和储存条件符合要求。8.2 试验样品等级 试验样品可选用有证标准物质/标准样品CRM、标准物质/标准样品RM或质量控制样品QCM。液体样品可用基准物质配制，也可使用市售标准溶液。8.3 试验样品中考核元素 根据评价目的选择考核元素，元素的选取应考虑仪器的波长范围和扫描范围。8.4 试验样品中元素含量水平 元素含量水平应考虑包含元素的分析下限与分析上限，且含量水平应覆盖不同含量区间。9 考核元素 9.1 考核元素 考核元素为相关计量检定规程、计量技术规范、校准方法和相关国家、行业、团体标准中规定的元素。9.2 元素含量水平 元素含量水平应考虑包含元素的分析下限与分析上限，且含量水平应覆盖不同含量区间。10 试验数据处理 测量数据按GB/T 8170进行修约，通常，单个测量数据较判定极限数值（临界值）多保留一位有效数字，平均值与判定极限数值（临界值）有效位数相同。检出限、定量限、标准偏差、相对标准偏差保留两位有效数字。注：检出限与定量限数字修约时只进不舍。11 分析仪器性能评价的方法 全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 9 11.1 符合性判定法 将各仪器性能测试值与标准、规范的极限值区间值进行比较，作出是否符合标准要求或达到某一等级的判定。11.2 四分位数比较法 将各评价仪器性能测试数据由小到大顺序排列，计算下四分位数 Q1、中位数 Q2和上四分位数 Q3，得到四个等分区间，按仪器性能特性值所在区间对仪器进行评价。11.3 排序比较法 将各评价仪器性能测试数据按顺序排列。12 评价报告 报告应当包括下列内容：a）评价目的；b）评价原则；c）评价标准；d）试验方案；e）试验结果及评价；f）总结；g）参考文献；h）附录。13 评价资料存档 档案应当包括下列内容：a)评价计划；b)评价标准；c)参评机构、试验地点和仪器名称、型号；d)试验样品现场验收记录；e)样品制备材料及设备确认记录；f)现场环境条件记录；g)试验原始记录；h)评价报告。全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 10 附 录 A（规范性）典型专项评价指标 A.1 电感耦合等离子体原子发射光谱仪 电感耦合等离子体原子发射光谱仪专项评价指标见表 A.1。表 A.1 电感耦合等离子体原子发射光谱仪专项评价指标 序号 专项评价指标 性能评价标准 专项性能要求 1 最小光谱带宽 JJG768 Mn257.610nm 谱线半峰宽0.015nm A.2 X 射线荧光光谱仪 X 射线荧光光谱仪专项评价指标见表 A.2。表 A.2 X 射线荧光光谱仪专项评价指标 序号 专项评价指标 性能评价标准 专项性能要求 1 计数率比 JJG 810 不低于仪器技术标准规定的测量条件下初始计数率的60%为 A 级，不低于 50%为 B 级。2 检测器能 量分辨率 JJG 810 F-PC：40%（Al-K）为 A 级，45%（Al-K）B 级SC：60%Cu-K）为 A 级，70%Cu-K）为 B 级 3 仪器线性 计数率偏差 JJG 810 90%仪器规定最大线性计数率时的计数率偏差1%时为A 级 60%仪器规定最大线性计数率时的计数率偏差1%时为B 级 A.3 原子吸收光谱仪 原子吸收光谱仪专项评价指标见表 A.3。表 A.3 原子吸收光谱仪专项评价指标 序号 专项评价指标 性能评价标准 专项性能要求 1 基线稳定性 JJG 694 零点漂移吸光度不大于 0.008A/15 min 瞬时噪声吸光度不大于 0.006A 2 线性误差 JJG 694 火焰原子化器：10%，石墨炉原子化器15%3 光谱带宽偏差 JJG 694 0.02nm 4 边缘能量 JJG 694 谱线背景值/谱线峰值2%，瞬时噪声吸光度0.03A A.4 原子荧光光谱仪 全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 11 原子荧光光谱仪专项评价指标见表 A.4。表 A.4 原子荧光光谱仪专项评价指标 序号 专项评价指标 性能评价标准 专项性能要求 1 通道间干扰 JJG 939 不大于 5%全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 12 附 录 B（资料性）起草单位和主要起草人 本文件起草单位：中关村材料试验技术联盟、北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司。本文件主要起草人：沈克、高文工、佟艳春、汪正范、罗立强、唐凌天、唐本玲、王晗、李君平。全国团体标准信息平台T/CSTM 009642022 13 参 考 文 献 1 JJG694 原子吸收分光光度计 2 JJG939 原子荧光光度计检定规程 -全国团体标准信息平台