CSTM《氮氧分析仪使役性能评价方法》

ICS19.020

CCSN04

团体标准

T/CSTM01490—202X

氮氧分析仪使役性能评价方法

MethodforUsageandServicePerformanceEvaluationofNitrogen-Oxygen

Analyzers

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX

实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—2024

氮氧分析仪性能使役评价方法

重要提示（危险或警告或注意）: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

本文件规定了氧氮分析仪检出限、定量限、重复性和稳定性的测试及评价方法。

本文件适用于钢铁、有色金属试样成分分析用氧氮分析仪的性能评价的性能评价。

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/T14265金属材料中氢、氧、氮、碳和硫分析方法通则

GB/T20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法（常规方法）

GB/T11261钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法

GB/T17433冶金产品化学分析基础术语

GB/T32267分析仪器性能测定术语

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

JJF1321元素分析仪校准规范

T/CSTM00277.1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

3术语和定义

GB/T32267、GB/T17433-2014、T/CSTM00277.1界定的术语和定义适用于本文件。

3.1

检出限detectionlimit

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/32267-2015，2.1]

3.2

定量限quantificationlimit

定量分析方法实际可以测定的某组分的下限。

[来源:GB/T32267-2015，2.2]

3.3

重复性repeatability

2

T/CSTMXXXXX—2024

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/T32267-2015，2.6]

3.4

稳定性stabilityofequipment

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/T32267-2015，2.19]

4仪器

由电极脉冲炉、净化系统、恒温系统、气路系统、数据处理和控制系统以及冷却系统等部分组成的氮氧

分析仪。

5试验样品

经过筛选的具有可靠指定值、成分均匀的系列考核样品。

考察仪器检出限及定量限使用纯金属样品或低含量标样，元素含量接近检出限。

考察重复性和仪器稳定性使用有证标准样品或标准样品、质控样品。

考察样品的含量均匀，且大致位于测定范围的高、中、低段。

6测试项目和测试方法

6.1外观检查

仪器应具有下列标识：名称、型号、制造厂名（或公司名）、出厂日期、出厂编号和设备编号。

主机及配件齐全，各按键开关、调节旋钮均正常工作，各种仪表、控制界面正常显示。

仪器功能完备，软件界面能正常显示相关测量参数、质量控制状况、测量数据与统计结果。

6.2测试前的准备

评价专家与评价仪器厂家进行技术交流，包括但不限于仪器特性、试验进度、试验技术要求和原始数据

的确认事宜。评价组提供试验技术方案。

对仪器环境进行检查，保持环境温度在（15~30）℃，试验期间温度变化不超过5℃；相对湿度＜85%；

开机稳定时间达到规定时间。

进行管道系统净化，将漏入的空气除干净，同时确保连接取样管路时没有漏入空气。

对仪器进行校准。

6.3分析条件

按仪器设定的分析条件进行试验。

6.4检出限与定量限测试及评价

6.4.1试验方法

3

T/CSTMXXXXX—2024

在选定仪器分析程序下，测量纯金属样品或低含量标准物质/标准样品（元素含量接近检出限）的峰面

积（或峰高）10次，绘制测试元素的校准曲线，得到校准曲线的斜率b。按公式（1）计算检出限DL：

DL=3×s/b（1）

式中：

s:纯金属标样或低含量标样10次峰面积（或峰高）测量值的标准偏差；

b:校准曲线斜率

按公式（2）计算定量下限：

LQ=10×s/b(2)

6.4.2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。

对于多台仪器性能评价，以各仪器目标元素检出限、定量限所在四分位距分区对仪器进行评价。

6.5重复性测试及评价

6.5.1试验方法

连续测量高、低含量标准物质/标准样品的元素含量值n次，计算其相对标准偏差RSD（％），即为仪器

的重复性。

∑퐶

퐶̅=푖(3)

푛

2

∑(퐶−퐶̅)

푠=√푖(4)

푛−1

式中：

퐶̅—n个测量数据的平均值；

퐶푖—单次测量数据；

s—标准偏差；

n—测量次数。

푆

푅푆퐷=×100%(5)

퐶̅

6.5.2评价方法

按照计量检定规程、计量技术规范、校准方法进行测试或在重复性条件下测量重复性试验标准物质/标

准样品10次，计算目标元素含量测量值的标准偏差S10。当S10≤0.50r时，表明重复性符合系列测试标准中相

应标准要求，否则不符合，r为分析标准的重复性限。

对于多台仪器性能评价，以各仪器目标元素重复性S10所在四分位距分区进行评价。

6.6仪器稳定性测试及评价

6.6.1试验方法

6.6.1.1相对标准偏差

分别测量高、低含量标准物质/标准样品各2次，计算元素含量平均值c（％），每隔45min测定一次，重

复测量n组数据，并计算出相对标准偏差RSD（％），即为仪器的稳定性。

∑퐶

퐶̅=푖(6)

푛

2

∑(퐶−퐶̅)

푠=√푖(7)

푛−1

式中：

퐶̅—测量数据的平均值；

s—标准偏差；

n—测量次数。

4

T/CSTMXXXXX—2024

仪器稳定性为：

푆

푅푆퐷=×100%(8)

퐶̅

6.6.1.2稳定时间上限

按T/CSTI00277.1测试各仪器、各水平测试元素的稳定时间上限，通常稳定性测试时间T为数小时或数

十小时，将其分为m个时间节点，在每个时间节点测量试验标准物质/标准样品n次，得到一组数据，测试时

间内共产生m组数据，通常m≥8，计(m-1)个时段，每个时段间隔相等。

6.6.2评价方法

按照计量检定规程、计量技术规范、校准方法进行测试或依据稳定时间上限方式进行评价。

稳定时间上限方式进行评价按如下步骤进行。

1）各时段内数据精密度检验，3次独立测量结果极差不大于分析方法标准中给出的对应含量的重复性限

的1.2倍。如果某组数据的精密度不满足检验要求，则从该节点开始剔除数据，向前至起始测量数据，或向后

至最终测量数据，以保留最多组数据为准。

2）各时段内正确度检验，时段内每个测量均值与认定值之差若满足公式（9），则时段内正确度检验满

足要求，否则节点判断原则同上。

11

|푦̅−휇|≤√푅2−(1−)푟2+8푢2（9）

푖0√2푤푛CRM

式中：

푦̅푖—时段内均值；

휇0—认定值；

—室内再现性限，当未给出时⬚22；

Rw푅푤=√(푅+푟）/4

n—某时间节点重复测量次数；

r—重复性限；

⬚

푢CRM—标准标准物质/标准样品认定值的标准不确定度。

3）各时段内重复性检验，时段内重复性方差为：

12

s2=mn(y−y)（10）

rtm(n−1)i=1k=1iki

式中：

m—时间节点数；

n—某时间节点重复测量次数；

yik—各时间节点单次测量数据；

yi—各时间节点测量数据平均值。

若时段内重复性方差满足式（11），说明重复性满足标准要求，反之不满足，按上述节点判断原则处理。

s2（）

rt2()/11

2(1−)11

r

式中：

2

—测量标准给定的重复性方差；

r

2（）

휒（1−α）훾1—卡方分布的（1-α）分位数；

1—自由度，数值为m×(n-1)。

4）时段内总精密度检验，若总精密度与各组均值间的方差的比值满足式（12），则总精密度满足要求，

否则按节点判断原则剔除数据。

S2

y

i2()/（12）

(1−)22

2

y

5

T/CSTMXXXXX—2024

21m2（13）

S=i=1(yi−y)

yim−1

212

2=S−(1−)S（14）

yI(TC)nr

式中：

2

푠̄—各时段均值方差；

푦푖

2

—室内再现性均值的方差；

y

2（）—卡方分布的（）分位数；

휒（1−α）훾21-α

2—自由度，数值为m-1；

2

SI(TC)—室内再现性方差；

2

Sr—分析标准规定的重复性方差。

5）总均值正确度检验

若总平均值与认定值之差满足式（15），则总平均值满足标准要求，否则按节点判断原则剔除数据。

12122

y−0Rw−(1−)r+8u（15）

2mnCRM

式中：

y—总平均值；

m—时间节点数；

—室内再现性限，当未给出时⬚22；

Rw푅푤=√(푅+푟）/4

n—某时间节点重复测量次数；

⬚

푢CRM—标准标准物质/标准样品认定值的标准不确定度。

6）长期稳定性时间上限的确定，以元素各含量水平的最短的稳定时间上限作为综合长期稳定性时间Tmax。

7试验数据处理

测量数据按GB/T8170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。

8评价报告

评价报告应当包括下列内容：

评价目的；

评价原则；

评价标准文件号；

评价活动概况；

试验方案；

试验结果及评价；

总结。

6

T/CSTMXXXXX—2024

附录A

（资料性）

氮氧分析仪测定氮含量的重复性计算示例

A.1试验方法

连续测量氮含量0.021%的标准品10次，计算其相对标准偏差RSD（％），即为仪器的重复性。

∑10퐶

푐̅=푖=1푖(16)

10

2

∑10(퐶−퐶̅)

푠=√푖=1푖(17)

9

式中：

푐̅—10个测量数据的平均值；

푐푖—单次测量数据；

s—标准偏差；

n—测量次数。

푆

푅푆퐷=×100%(18)

퐶̅

数据结果见表A.1。

表A.1氮含量的重复性测试结果

试验结果平均值标准偏RSD

%%差%

%

0.02280.02050.02100.02160.02180.02190.02040.02110.02160.02150.0210.000713.3

A.2评价方法

按照校准规范计量性能要求N：RSD≤5.0%；

A.3评价结果

本次试验结果RSD为3.3%，满足N：RSD≤5.0%的评价要求。

7

T/CSTMXXXXX—2024

附录B

（资料性）

标准化四分位距法

中位值和标准化四分位距法是一种简单的稳健统计方法。应用此法计算得到数据总体均值和总体标准差

的估计值--中位值(med)和标准化四分位距(NIQR)。中位值和标准化四分位距是数据集中和分散的度量，与平

均值和标准差相似。中位值是分布中间位置的一个估计。标准化四分位距等于四分位距(IQR)乘以因子0.7413。

四分位距是高四分位数和低四分位数的差值。对一组由小到大排列的数据，居于中间位置的数据为中位值，

有一半的数据高于它，一半的数据低于它；居于下四分之一位置的数据为下四分位数或低四分位数(Q1)，该

组数据的四分之一低于Q1，四分之三高于Q1；居于上四分之一位置的数据为上四分位数或高四分位数(Q3),

该组数据的四分之一高于Q3，四分之三低于Q3。在大多数情况下Q1和Q3通过数据值之间的内插法获得。

从一个特定检测中得到的结果总数为p。按递增顺序排列p个检测数据，表示为:

X1，X2，…Xi，…Xp。

这些数据的中位值，可按照式（19）计算：

（19）

按式（20）、（21）计算IQR和NIQR。