曾運婷 唐宇梅

摘 要：依據(jù)JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》，對火焰離子化檢測器（FID）的主要技術(shù)指標(biāo)檢測限的測量結(jié)果進行了不確定度評定。分析了各不確定度分量，建立評定不確定度的數(shù)學(xué)模型，計算了測量結(jié)果的擴展不確定度。

關(guān)鍵詞：氣相色譜儀；火焰離子化檢測器（FID）；檢測限；不確定度評定

中圖分類號：TH833 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0048-02

1 概述

（1）測量依據(jù)：JJG700-2016《氣相色譜儀檢定規(guī)程》[1]，JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[2]。（2）環(huán)境條件：校準(zhǔn)環(huán)境溫度：20℃，濕度：55%RH。（3）測量標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：1.00mg/mL的乙醇水溶液中乙酸正丁酯（Urel=3%，k=2）。（4）被測對象：氣相色譜儀。型號：7890A；制造廠：Agilent Technologies。（5）測量方法：在校準(zhǔn)條件下，按照使用要求設(shè)置好儀器，基線穩(wěn)定后，記錄基線。用微量進樣器注入1.00mL/mg的乙醇水溶液中乙酸正丁酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)測量7次，記錄乙酸正丁酯色譜峰面積，并計算檢測限。

2 測量模型

氣相色譜儀配備的火焰離子化檢測器FID為質(zhì)量型檢測器，檢測限計算的測量模型：

（1）

式中：D—檢測限，g/s；N—基線噪聲，A（mV）；W—乙酸正丁酯的進樣量，g；A—乙酸正丁酯峰面積的算術(shù)平均值，A·s（mV·s）。

3 不確定度來源及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

檢測限的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要由3個分項構(gòu)成，即基線噪聲測量引起的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進樣量引入的不確定度、色譜峰面積重復(fù)性測量引入的不確定度。

3.1 基線噪聲測量引起的不確定度uN（rel）

待基線噪聲穩(wěn)定后，從測量的基線中得到一組噪聲數(shù)據(jù)：0.0028mV、0.0024mV、0.0030mV、0.0025mV、0.0028mV、0.0027mV、0.0031mV，計算其平均值為=0.00276mV。

（2）

噪聲算術(shù)平均值的相對不確定度：

（3）

3.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進樣量引入的不確定度uW（rel）

該項分量引入的不確定度主要包括四個方面：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度引入的不確定度、微量進樣器重復(fù)進樣引入的不確定度、微量進樣器進樣體積引入的不確定度和微量進樣器讀數(shù)誤差引入的不確定度。

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（rel）

電子天平測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項u1（△m）。校準(zhǔn)使用的是乙醇水溶液中乙酸正丁酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，從標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書上可知，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相對擴展不確定度Urel=3%（k=2），則乙酸正丁酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（rel）：

（4）

則單次測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

（5）

3.2.2 微量進樣器重復(fù)進樣引入的不確定度u2（rel）

在重復(fù)性條件下，用梅特勒托利多XP205電子天平對微量進樣器1μL體積用純凈水進行7次連續(xù)稱量，得到的測量數(shù)據(jù)如下：0.00110g、0.00105g、0.00110g、0.00109g、0.00108g、0.00104g、0.00107g，測得平均值為0.00107g，標(biāo)準(zhǔn)偏差：s（RSD）=2.2%，則重復(fù)性引入的不確定度為：

（6）

3.2.3 微量進樣器進樣體積引入的不確定度u3（rel）

通過微量進樣器校準(zhǔn)證書，查得微量進樣器的不確定度U=0.30μL（k=2），則10μL微量進樣器的相對不確定度Urel=3.0%（k=2），進樣體積引入的不確定度u3（rel）：

（7）

3.2.4 微量進樣器讀數(shù)誤差引入的不確定度u4（rel）

采用微量進樣器人工進樣時，估讀誤差一般不超過±2個分度，10μL微量進樣器分度值為0.2μL，則人員讀數(shù)引入的誤差為0.04μL，則相對誤差為：0.04μL/10μL×100%=0.40%，用均勻分布考慮，微量進樣器讀數(shù)誤差引入的不確定度u4（rel）：

（8）

則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進樣量引入的不確定度uW（rel）：

（9）

3.3 色譜峰面積重復(fù)性測量引入的不確定度uA（rel）

采用乙酸正丁酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)氣相色譜儀過程中，大多影響量均體現(xiàn)在由色譜峰面積重復(fù)性測量中。按照檢定規(guī)程規(guī)定連續(xù)7次進樣，記錄乙酸正丁酯峰面積，用算術(shù)平均值進行計算。計算測得7個數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）為0.98%（檢定規(guī)程對重復(fù)性要求為≤3%）。

由色譜峰面積重復(fù)性測量引入的相對不確定度：

（10）

4 計算相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)檢測限測量模型可得：

（11）

5 檢測限的擴展不確定度

取包含因子k=2，則檢測限的擴展不確定度為：

k·uD （12）

參考文獻

[1]JJG700-2016.《氣相色譜儀檢定規(guī)程》[S].

[2]JJF1059.1-2012.《測量不確定度評定與表示》[S].