仪器主要技术指标的测试和检定方法

仪器出厂前需经质检部门按专业标准或企业标准检定。实验室中的仪器也需经计量部门按检定规程定期检定后方可使用，了解和掌握仪器的检定验收技本尤为重要。本节介绍有关仪器主要技术指标的测试和检定方法。一、 波长示值误差与重复性谱线的理论波长与仪器波长机构读数的差值称为波长示值误差。目前，原子吸收分光光度计大多以正弦机构调节波长。商品仪器经过长途运输的振动，波长示值可能超差。按波长顺序如果始终是正误差或负误差，但差值不等，可以通过调整正弦机构来校正；若差值大致相等，则可调节波长鼓轮或数码轮来校正；若差值随波长变化而正负波动，则需重新调节光学系统。专业标准和检定规程要求，波长示值误差应不大于0.5nm，波长重复性应优于0.3nm。以求空心阴极灯作光源，光谱通带为0.2nm,选取五条谱线，逐一做三次单向（短波向长波）测量，以给出最大能量时的波长示值为测量值，然后按下式计算波长示值误差（D入）和重复性（d入）:DA= dK=式中：为汞（氖）谱线的波长理论值Mi为求（氖）谱线的波长测量值；入max为某谱线三次测量值中的最大值；入min为某谱线三次测量值中的最小值。专业标准推荐使用柔的五条谱线：253.65nm,365.01nm,435.837nm,365.01x2nm,435.83'2nm。检定规程推荐使用汞和氛的谱线:253.7nm,365.Onm,435.8nm,546.1nm,640.2nm（氖）,724.5nm（氖）和811.6nm,从中选取3~5条谱线加以测试。如果没有汞灯，可用砷灯（193.7nm）、锌灯（213.9nm）、镁灯（285.2nm）、铜灯（324.8nm）、钙灯（422.7nm）、钾灯（766.5nm）和铯灯（852.1nm）来校验波长示值误差和重复性。二、 分辨率仪器的分辨率，是鉴别仪器对共振吸收线与邻近的其它谱线分辨能力大小的一项重要技术指标能够清晰分辨开镍元素231.Onm,231.6nm,232.Onm三条相邻的谱线，则该仪器的实际分辨率为0.4nm;能够清晰分辨开汞265.2nm,265.4nm,265.5nm三条谱线，该仪器的实际分辨率为0.1nm;能清晰分辨开锰297.5nm,297.8nm两条谱线，该仪器的实际分辨率为0.3nm。专业标准规定使用镍的三条谱线来测试分辨率。定量分辨率的标准，是以232.Onm的透射比作为100%,231.6nm和232.Onm两峰之间的波谷的透射比Tl1应不大于25%,232.0nm谱线的长波处Tl2透射比不应大于10%o用镍灯作光源，光谱通带为0.2nm,调出232.Onm谱线峰值波长位置，调节负高压，使透射比为100%,然后缓慢调节波长选择鼓轮使波长逐渐变短，观测波谷（1丿波长处的透射比是否符合要求，然后再将波长示值逐渐向增大方向变化，超过232.Onm波峰后，透射比将明显下降，观测长波处（12）的透射比是否符合要求。必须注意的是，使用镍灯的231.6nm离子线强度必须小于232.Onm谱线的强度，否则测试结果受灯的质量影响太大。检定规程规定用锰灯的279.5nm和279.8nm谱线来测试分辨率。点锰灯，光谱通带为0.2nm,调节光电倍增管负高压,使279.5nm谱线的强度为100;然后扫描测量锰双线，此时应能明显分辨出279.5nm和279.8nm两条谱线,且谱线间波谷的透射比不超过40%o三、 基线稳定性基线稳定性是仪器的重要技术指标，它反映整机稳定性状况。基线稳定性分静态和动态a两种。（一）静态基线稳定性的测试点亮合格的铜灯，光谱通带为0.2mm,量程扩展10倍，待仪器和铜灯预热30min后，在原子化器未工作的状况下，测定324.8nm谱线的稳定性，30min内吸光度最大漂移量不应大于0.005;最大瞬时噪声不应超过0.005,检定规程中对使用中的仪器有所放宽，这两项指标不应超过0.0060。双光束仪器预热30min，铜灯预热3min，再按上述方法测定，3Omin内吸光度最大漂移量和瞬时噪声不应超过0.005,使用中的仪器不应超过0.006。（三）动态基线稳定性的测试检定规程中规定，必须测试动态基线稳定性既点火基线稳定性。按测铜的最佳条件，点燃空气一乙炔火焰，吸喷去离子水，10min后在吸喷去离子水的状暨况下，按上述方法测量30min内吸光度最大漂移量和瞬时噪声均不应超过0.006,而使用中的仪器不应超过0.0080四、 边缘能量输出能量反映了仪器对光源辐射的集光本领。它和光源强度、仪器相对孔径、缝宽、光学元件质量等因素有关。测试输出能量这一性能的方法是测试不同空心阴极灯时所用的检测器工作电压，或比较同一元素灯不同谱线的透射比。而边缘能量更能反映仪器的输出能量。点燃砷灯和铯灯，待其稳定后，在光谱通带为0.2nm、响应时间不大于1.5S的条件下，砷灯193.7nm和铯灯852.1nm两条谱线的峰值能量应可调到100%,且背景值与峰值之比应不大于2%o测量谱线的瞬时噪声,5min内最大瞬时噪声（峰-峰值）应不大于0.03A。上述两条谱线能量调至为100%时，光电倍增管的高压不应超过650V,使用中的仪器可放宽到额定高压值的85%。五、 灵敏度灵敏度为吸光度随浓’度的变化率dA/dC,亦即校准曲线的斜率。原子吸收分析的灵敏度用特征浓度来表示，其定文为能产生1%吸收（吸光度0.0044）时所对应的元素浓度，由于灵敏度为校准曲线的斜率，故特征浓度可用下式计算：式中:C为测试溶液的浓度（^g/mL）;A为测试溶液的吸光度。需要指出的是，测试溶液须用"纯水"配制，浓度应选择在校准曲线的直线区，吸光度在0.1~0.5,以减少读数误差。测试应在最佳仪器条件下进行，不应采用标尺扩展。专业标准规定，Zn(213.9nnl)、Mg(285.2nm)和K(766.5nm)的特征浓度应分别不大于0.01pg/mL,0.004pg/mL,0.02pg/mL。测试特征浓度所用的溶液浓度分别为0.2pg/mL,0.1pg/mL,0.5pg/mL。石墨炉原子吸收法的灵敏度是以特征质量来表示的。特征质量为能够产生1%吸收的分析元素的绝对量。计算公式为式中:C为浓度；V为进样体积;A为吸光度。检定规程要求测定镉的特征质量，方法是：在最佳条件下，分别对空白和浓度为0.5ng/mL,1.0ng/mL,2.0ng/mL,5.Ong/mL镉标准溶液进行3次重复测定，取3次测定平均值，按线性回归法求出校准曲线斜率，即仪器测镉的灵敏度，然后按上式计算特征质量。检定规程规定，新制造和使用中的石墨炉仪器测镉的特征质量应分别不大于1pg和2pg。六、 精密度精密度反映测量结果的重现性。根据误差理论，标准偏差能较好地反映测量过程的精密度。因此，原子吸收分析的精密度是用相对标准偏差Sr来度量的。专业标准规定，吸喷锌标准溶液(Ipg/mL)、续标准溶液(0.5pg/mL)和钾标准溶液(2g/mL),分别平行测定11次，按下式计算相对标准偏差：式中：b为标准偏差；A为吸光度平均值。专业标准规定，测定这3种元素的精密度均不应大1%。检定规程要求协定能产生0.1~0.3吸光度的铜标准溶液进行7次测是，求出相对标准偏差。检定规程规定：新制造的仪器，精密度为E%;使用中i的仪器，精密度为1.5%。对于石墨炉原子吸收来说，检定规程要求测定锅的精密度。对于3.OOng/mL铺标准溶液进行7次重复测定，来出相对标准偏差。规定新制造和使用中的仪器的精密度统别不大于5%和7%。七、 检出限检出限是原子吸收分光光度计最重要的技术指标。它只是映了在测量中的总噪声电平大小，是灵敏度和稳定性的综合性指标。检出限意味着仪器所能检由元素的最低(极限)浓度。,按IUPAC(1975年)规定，元素的检出限定义为吸收信号相当于3倍噪声电平所对应的元素浓度，计算公式为式中:C为试液浓度；试液平均吸收值;d为噪声电平。噪声电平是用空白溶液进行不少于10次的吸收值测定，计算标准偏差的公式为：通常n=11就可以了，较精确计算可取n=20;为空白吸收值n次平均值;Ai为空白溶液吸收值。对检出限的测试，应注意以下凡个问题：(1)试验溶液应为空白溶液或其浓度接近空白，通常取检出限值的2~10倍。(2)测量顺序应是空白和试液交替进行。(3)仪器的标尺护展通常开到适当大的程度。只有当信号的增加优先于噪声电平增大时，标尺扩展才是有效的。一般扩展5~10倍为宜。(4)应在相同标尺扩展倍数下测试空白溶液和试验溶液。计算时，峰高的单位应取得一致。专业标准采用锌(0.01pg/mL)、镁(0.005pg/mL)和钾(0.01pg/mL)标准溶液来测试检出限，平行测定11次，计算标准偏差，取标准偏差的2倍计算检出限。专业标准规定锌、镁和钾的检出限分别为0.002pg/mL,0.0008pg/mL,0.002pg/mL。检定规程中没有特征浓度这一指标要求，突出强调了检出限这一综合指标。测试和计算方法如下：将仪器各参数调至最佳工作状态，用空白溶液调零，分别对浓度为0.5pg/mL,1.0pg/mL,3.0pg/mL,5.0pg/mL的铜标准溶液进行3次重复测定：取3次测定的平均值后，按线性回归法求出校准曲线的斜率，即为测定铜的灵敏度dA/dC。同时，对空白溶液或浓度3倍于检出限的溶液平行测定11次，求出标准偏差SA，然后按下式计算检出限：检定规程规定：新制造原子吸收光谱仪的检出限应不大于0.008pg/mL;使用中的仪器应不大于0.02pg/mL。专业标准对石墨炉原子吸收法未做规定。检定规程中规定镉的检出限不应大于2pg。测试方法为：将仪器各参数调至最佳工作状态，分别对空白和浓度为0.5ng/mL,1.0ng/mL,3.0ng/mL,5.0ng/mL镉标准溶液进行3次重复测定，取3次测定的平均值后，按线性回归法求出校准曲线斜率，即为镉的灵敏度dA/dm。在相同条件下测定空白溶液11次，求出其标准偏差SA,然后按下式计算检出限：式中:C为溶液浓度,单位为ng/mL;V为进样体积,单位为“L。八、吸愤速率和表观雾化效率吸喷速率俗称提升量，也叫吸喷量。一般情况下，吸喷速率低，雾化效率较高，雾滴细。但由于进入火焰中待测元素的量较少，产生的基态原子数也少，则吸光度又受到影响。当吸喷速率过高时雾化不充分，雾滴大，影响后续原子化过程，，使灵敏度受到影响。通常仪器的吸喷速率为3~10mL/min。检定规程规定，仪器的吸喷速率应不小于3mL/min。测试方法为：在最佳仪器条件下，在10mL量筒中注入去离子水至上端刻线处，将毛细管插入量筒底部，同时启动秒表，测量1min内量筒中水减少的体积即为吸喷速率。雾化效率高低对分析灵敏度有重要影响，所谓雾化效率，是指进入火焰的待测元素的量与吸提的待测元素的量成比例。实际工作中，常以表观雾化效率来表示雾化效率。检定规程规定，仪器的表观雾化效率应不小于8%。测试方法为：将进样毛细管拿离水面，待废液管出口处不再有废液排出后，将它接到10mL量筒（量筒A）内，在另一个量筒中注入10mL水，在仪器最佳条件下，将毛细管插入水中，直至10mL水全部吸喷完毕，待废液管再无废液排出后，测量量筒A中所接废液的体积V,根据下式计算表观雾化效率：九、背景校正能刀对于仅有火焰原子化器的仪器，在Cd228.8nm波长处，先用非背景校正方式测量。调零后，将吸光度约为1的屏网插入光路，读下吸光度A1O再改为背景校正方式，调零后，再把该屏网插入光路，读下吸光度A2oA2/A1应不大于1/30,即背景校正能为不小于30倍。对于带有石墨炉原子化器的仪器，将仪器参数调到石墨炉法测镉的最佳状态，以峰高测量方式，先进行无背景校正方式测量。在石墨炉中加入一定量氯化钠溶液（5mg/mL）使产生吸光度为1左右的吸收信号，读下看该值A〔。再在背景校正方式下测量等量氯化钠溶液的吸收值A2。A2/A1应不大于1/30,即背景校正能为不小于30倍。十、仪器质量等级标准根据原子吸收光谱仪质量等级标准（JB/YQ050-89），仪器质量可分为合格品、一等品和优等品三级。质量和技术的主要分级指标见下表考核项目合格品一等品优等品波长准确度/nm±0.5±0.4±0.3

波长重复性/nm0.30.20.1分辨率在232.0nm处能分开Ni三线，TI2£10%,TI1£25%在279.5nm出能分开Mn二线，T/R£0.8在279.5nm出能分开Mn二线，T/R£0.7基线稳定性单光束±0.005A/30mi