ZY4、ICP-MS不确定度评定.doc

作业指导书：编号：ZY01-14D版本：第一版修改：第0次修改 四极杆电感耦合等离子体质谱仪检出限测量结果的不确定度评定1概述1.1 测量依据：JJF1059-2012测量不确定度评定与表示、JJF1159-2006四极杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范。1.2 环境条件：温度：（1535），相对湿度：80。1.3 测量标准：ICP-MS仪器校准用溶液标准物质由BW3032，GBW（E）080270，GBW（E）080271经18cm高纯水稀释配制为10.0/的e、In、Bi混合标准溶液。 1.4 被测对象：ICP-MS。1.5 测量过程：调谐ICP-MS至最佳工作状态， 以10.0/的Be、In、Bi混合标准溶液进样，测量质量数为9.115、209处的离子计数，积分时间0.1，分别测量20个数据，取平均值，分别扣除背景噪声后，再除以其准确浓度值，计算出各个元素的灵敏度；以18cm的高纯水进样，测量质量数9.115、209处的离子计数，积分时间为0.1，分别测量11个数据，用测量结果标准偏差的倍除以各个元素的灵敏度，结果即为各个元素的检出限。2数学模型ICP-MS测Be、In、Bi个元素检出限的计算公式如下： （1）式中：为检出限，ngL；为空白溶液11次测量值的标准偏差，cps；为测量元素的灵敏度，cps/(g/L)。3.ICP-MS检出限测量不确定度来源ICP-MS检出限测量的标准不确定度来源主要由以下各分量组成:(1) 空白溶液测量列的标准偏差引入的不确定度。（2）仪器灵敏度引入的不确定度。主要来自个方面：测量重复性引入的不确定度；标准溶液浓度定值引入的不确定度；仪器分辨力引入的不确定度。4标准不确定度各分量的评定4.1测量结果及数据处理按照1.4测量过程分别测量纯水和10.0g/L的Be、In、Bi国家混合标准溶液中各元素的离子计数， 结果见表 表。表Be元素的测量结果溶液测量强（cps）平均强度（cps）标准偏差高纯水45.000,50.000,51.667,43.333,51.667,46.667,50.000,45.000，47.333,48.667,46.66747.8182.80610.0/混合标准溶液23288.124,23119.360,23649.054,23710.881,23707.539，23343.265,23839.550, 23779.393，23273.085,23699.184，23647.383，23909.734， 23961.537,23797.774,24115.276,23928.116,23704.197，23433.497，23373.342，24342.547，23681.142305.869表 In元素的测量结果溶液测量强（cps）平均强度（cps）标准偏差高纯水1541.797,1535.130,1558.467,1576.803, 1529.462,1548.465,1540.547，1526.795，1535.130,1556.800,1568.4691546.99816.3740.0/混合标准溶液230775.780,230975.760,236886.650,237738.450,236371.840,235126.830,237109.000,233362.230,236231.590,235711.690,236924.270,237965.960,241078.030,240225.910,237208.200,238843.530,236890.070,235056.720,127400.160,239536.400236620.9702672.635表 Bi元素的测量结果溶液测量强（cps）平均强度（cps）标准偏差高纯水75.000,78.334,76.667,81.667,73.334,81.667,76.667,83.334,80.000,76.334,73.33477.8493.4360.0/混合标准溶液148741.960,150514.100,149973.610,150754.700,150368.390,149575.460,148708.070,149416.210,151058.010,150087.130,149643.230,150680.150,148670.810,151959.520,152103.560,148921.530,151840.890,151568.060,151335.910,152574.690150424.8001220.586根据表表测量数据， 计算出各元素的灵敏度和检出限， 如表。表测量各元素的灵敏度和检出限元素灵敏度cps/(g/L)检出限（ng/L）Be2368.1143.55In23662.0972.08Bi15042.4800.694.2标准不确定度各分量的评定ICP-MS检出限的测量不确定度主要由空白溶液测量列的标准偏差和仪器灵敏度构成，其中仪器灵敏度引入的不确定度主要来源于测量重复性、标准溶液的定值以及仪器的分辨力。下面以In元素为例进行不确定度的评定。4.2.1空白溶液测量列的标准偏差引入的不确定度分量的评定输入量s为11次空白溶液中In元素测量列单次测量值的标准偏差，故测量标准偏差的不确定度可根据相应公式计算：4.2.2仪器灵敏度引入的不确定度的评定灵敏度引入的标准不确定度主要来自个方面：测量重复性引入的不确定度；标准溶液浓度定值引入的不确定度；仪器分辨力引入的不确定度。4.2.2.1测量重复性的不确定度的评定测量浓度为10/的Be、In、Bi混合标准溶液中In的离子计数20次，其重复性引入的相对标准不确定度为：4.2.2.2标准溶液稀释定值引入的不确定度的评定由标物物质BW3032(Be：10.0g/mL，Urel=3% k=2)用10mL单标线吸量管取10mL； GBW（E）080270(In：100g/mL，Urel=1% k=2) 用1mL单标线吸量管取1mL ；GBW（E）080271(Bi：100g/mL，Urel=1% k=2) 用1L单标线吸量管取1L定量至100mL容量瓶得到Be、In、Bi混合溶液浓度为1000g/L。然后用1mL单标线吸量管取Be、In、Bi混合溶液浓度为1000g/L定量至100mL容量瓶得到Be、In、Bi混合溶液浓度为10g/L。逐级稀释时带来的不确定度有：标准物质带来的不确定度；容量瓶引起定值的不确定度；单标线吸量管取样带来的不确定度。标准物质带来的不确定度：ua=容量瓶引起定值的不确定度：容量瓶为100mLA级，使用2次，其最大误差限为0.1%，其值服从均匀分布，故其相对标准不确定度为： =0.058%2=0.12%。单标线吸量管取样带来的不确定度使用单标线吸量管为1mLA级，其最大误差限为0.007mL，即0.7%，其值服从均匀分布，故其相对标准不确定度为 =0.404%。1mLA级单标线吸量管使用3次，则=1.212%。使用单标线吸量管为10mLA级，其最大误差限为0.020mL，即0.2%，其值服从均匀分布，故其相对标准不确定度为 =0.117%。所以单标线吸量管取样带来的不确定度为：逐级稀释标准溶液时三方面带来的不确定度是相互对立不相关，所以逐级稀释标准溶液带来的相对标准不确定度为：4.2.2.3仪器分辨力引入的不确定度的评定被检仪器的示值为0.001cps，相比读数而言其值非常小，故由仪器分辨力引入的不确定度可以忽略。则因引入各不确定度分量的因素相互独立，各不确定度分量的合成不确定度为:所以， 灵敏度引入的标准不确定度为： 5. 合成标准不确定度的评定5.1 灵敏系数数学模型灵敏系数，5.2标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度空白溶液测量列的标准偏差引入的不确定度3.661cps1.2710-4 （g/L）/cps4.6510-4g/L仪器灵敏度引入的不确定度测量重复性的不确定度标准溶液浓度定值引入的不确定度仪器分辨力引入的不确定度577.36cps/（g/L）0.25%2.43%0-8.7710-8 （g/L）/cps-5.0610-5输出量（被测量）Y的估计值：2.08 ng/L5.3 合成标准不确定度的计算以上各不确定度分量互不相关，则合成相对不确定度为： 6. 扩展不确定度的评定置信概率取95%，影响因子，扩展不确定度为：。参照In元素检出限的不确定度评定，根据Be、Bi元素的测量数据，求得Be、Bi两元素的扩展不确定度为：Be=kuc(CL)=20.13=0.26ng/LB