JJF(电子) 0017-2018 电器电子产品有害物质检测用能量色散型X射线荧光光谱仪校准规范

中华人民共和国工业和信息化部电子计量技术规范JJF(电子)0017—2018Calibrationspecificationofenergydisperspectrometryusedforscreeningtestoelectricalandelectronicp2018-04-30发布2018-07-01实施用能量色散型X射线荧光JJF(电子)0017—2018CalibrationspecificationofdispersiveX-rayfluorescencespectromeusedforsereeningtestofsubstancesinelectriealandeleetronicprod归口单位：中国电子技术标准化研究院本规范技术条文委托起草单位负责解释本规范主要起草人：程涛(中国电子技术标准化研究院)邢卫兵(中国电子技术标准化研究院)武海云(中国电子技术标准化研究院)于晓林(中国电子技术标准化研究院)裴静(中国电子技术标准化研究院)参加起草人：吴静(岛津企业管理(中国)有限公司) 本规范依据国家计量技术规范JF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》编制。JF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JF1001—2011《通用计量术语及定义》及JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。电器电子产品有害物质检测用能量色散型X射线荧光光谱仪校准规范本规范适用于电器电子产品有害物质检测用能量色散型X射线荧光光谱仪(以下简称XRF光谱仪)的校准。2引用文件本规范引用了以下文件：GB/T26572-2011电子电气产品中限用物质的限量要求GB/T33352-2016电子电气产品中限用物质筛选应用通则X射线荧光光谱法3.1半高宽falwidthathalfmaxinum(简称FWHM)在单峰构成的分布曲线上，峰值一半处曲线上两点的横坐标间的距离。[GB/T4960.6—2008,定义3.2能量分辨率(半导体探测器的)energyresolution(ofsemiconductordeteetoe)半导体探测器对能谱的半高宽(FWHM)的贡献(包括探测器的漏电流噪声),通常用能量单位表示。[GB/T11685-2003,定义3.6]3.3峰位peakposition在脉冲幅度谱中一个峰(谱线)的矩心处的能量或等效量。[GB/T11685—2003,定义3.18]XRF光谱仪主要由源级射线发生系统(高压电源及X光管)、光路系统、探测系统(包括探测器、制冷装置、前置放大器等)、多道脉冲处理系统(多道分析器、A/D转换)所组成。工作原理主要为样品中待测元素的原子受到X射线或高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特征能量的荧光X射线，根据测得谱线的能量和强度来对待测元素进行定性和定量分析。电子电气产品的广泛使用使人们更加关注其对环境的影响，世界上许多国家或地区制定专门的法规限制铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、六价铬(Cr(VID)),以及多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)等有害物质在电子电气产品中使用。XRF光谱仪因其检测速度快、操作简便、检测成本低等优势，已广泛应用于电子电气产品中上述物质的筛选测试。5计量特性XRF光谱仪计量特性包括能量分辨率、能量位置偏差、稳定性、精密度和检出限见表1所示。精密度/mg·kg⁻¹15%范围内的有证标准物质：聚合物材料：金属材料；15%范围内的有证标准物质；聚合物材料：金属材料；检出限/mg·kg⁻¹注1:P.Hg.Cd,Cr的展值依据GB/T26572-2011,B的展值在考虑了最为不利的情形下为注2:XRF光谱仪计量要求参考GB/T33352-2016附录A的规定。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：(25±10)℃;6.1.2相对湿度：20%~80%;6.1.4周围无影响正常工作的机械振动和电磁干扰。6.2校准用标准物质及试剂6.2.1校准用标准物质校准时采用下列有证标准物质：RoHS检测X荧光分析用ABS中镉、铬、汞、铅成分分析标准物质；RoHS检测X荧光分析用聚丙烯中镉、铬、汞、铅成分分析标准物质；RoHS检测X荧光分析用黄锅合金中铅成分分析标准物质；RoHS检测X荧光分析用纯钢合金中铅成分分析标准物质；6.2.2校准用试剂铅片(纯度为99.9%及以上);二氧化锰(纯度为分析纯及以上)。7校准项目和校准方法7.1外观检查7.1.2主机及配件齐全。仪器的按键开关、各调节旋钮均应正常工作，无松动现象，指示灯显示正常。7.1.3将检查结果记录于附录A的A.1中。7.2能量分辨率校准XRF光谱仪的分辨率应以锰的K。线(5.895keV)脉冲高度分布的半高宽(FWHM)来表示，见图1。7.2.1将二氧化锰放置于XRF光谱仪的样品台。i,—第一次测得的铅的L,强度；——每隔1h测得的铅的L.强度。样品台上.式中：5—标准偏差，单位为毫克每千克(mg·kg⁻¹);X,—第1次测量结果，单位为毫克每千克(mg·kg⁻¹);X—n次测量结果的平均值，单位为毫克每千克(mg·kg⁻¹);B——测量次数。7.5.4将校准结果记录于附录A的A.5中。7.6检出限校准7.6.1将RoHS检测X荧光分析用聚丙烯中镉、铬、汞、铅成分分析标准物质的空白标准物质和RoHS检测X荧光分析用纯铜合金中铅成分的空白有证标准物质分别放置于XRF光谱仪的样品台上。7.6.2使用仪器厂商推荐的测试条件，空气光路，设置单次测试的活时间分别为聚合物材料标准物质不超过100s,金属材料标准物质不超过300s。7.6.3在样品同一部位连续7次测量铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、溴(Br)含量，按公式(3)计算出各自的检出限。式中；LOD——检出限，单位为毫克每千克(mg·kg⁻¹);σ—空白标准物质多次测量结果的标准偏差，按公式(3)计算，单位为毫克每千7.6.4将校准结果记录于附录A的A.6中。8校准结果表达为全面衡量能量色散型XRF光谱仪的性能，所校准项目及其结果均应在校准证书中反映。校准结果的表达按照JF¹071-2010技术规范的要求，包括标题、实验室名称和地址、送校单位的名称和地址、校准日期、校准所用测量标准的潮源性及有效性说明、校准环境等方面内容。9复校时间间隔送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议复校时间间隔为1年；仪器修理或调整后应及时校准。电器电子产品有害物质检测用能量色散型X射线荧光光谱仪校准记录格式结果(单位：mg·kg⁻¹);铅(Pb)镉(Cd)汞(Hg)恪(Cr)溴(Bn)铅(F6)123456了88A.6检出限：标准装置/物质：结果(单位：mg·kg⁻¹):铅(Pb)镉(Cd)乘(Hg)恪(Cr)溴(Br)123456759附录B线荧光光谱仪校准的测量不确定度评定校准项目的确定主要基于电器电子产品有害物质检测用能量色散型X射线荧光光谱仪的性能特性和构成单元，主要包括能量分辨率、能量位置偏差、仪器稳定性、精密度和检出限，因此校准项目中涵盖这些单元的重要参数。B.2不确定度评定覆盖参数：(1)能量分辨率；(2)能量位置偏差；(3)稳定性；B.2.1能量分辨率的测量不确定度评定B.2.1.1测量方法及数学模型光谱仪的分辨率应以锰的K。线(5.895keV)脉冲高度分布的半高宽(FWHM)来表示。如图1。使用仪器厂商推荐的测试条件(不低于1000cps)或将X光管的高压设定为15kV,电流为自动，空气光路，无滤光片，测试时间为50s,测试二氧化锰压片，得到锰的K。线的半高宽即为被测试仪器的能量分辨率。采用直接测量法进行测量。B.2.1.2测量不确定度评定B.2.1.2.1不确定度来源能量分辨率校准的测量不确定度来源主要有以下几项：a)由仪器本身引人的不确定度分量ugb)由测量重复性引人的不确定度分量AB.2.1.2.2不确定度分析a)由仪器本身引人的不确定度分量u日按B类评定。查阅仪器，没有给出不确定度。本次评定中，我们认为B类不确定度可忽略不计。b)由测量重复性引人的不确定度分量πA按A类评定。对于能量分辨率，用二氧化锰对一个被校测试系统进行独立重复测量7次，重复性测试数据见下表，V,相对值为0.0034。#*;6iB.2.1.2.3扩展不确定度取k=2,根据公式：可得出，能量分辨率的扩展不确定度为0.68%。B.2.2能量位置偏差的测量不确定度评定B.2.2.1测量方法及数学模型选择铅的L线验证其能量位置并记录其强度。使用仪器厂商推荐的测试条件或将X光管的高压设定到40kV以上，电流为自动，无滤光片，测试时间为100s,测试铅片，记录铅的L:线实际谱峰的峰位和强度，并计算实际峰位与铅的L,理论值(10.552keV)的偏差。采用直接测量法进行测量。B.2.2.2测量不确定度评定B.2.2.2.1不确定度来源能量位置偏差校准的测量不确定度来源主要有以下几项：4浙η—强度变化率；i—第一次测得的铅的L强度；4第x书σ—标准偏差，单位为毫克每千克(mg·kg⁻¹);n——测量次数。按B类评定。查阅标准物质的证书，不确定度如下4,=三(4)=J%-x)²2.17m:t*”,都值方0.2善础B.2.5.1测量方法及数学选取限用物质含量为GB/T26572-201B.2.5.2测量不确定度评定B.2.5.2.1不确定度来源精密度校准的汞的测量不确定度来源主要有以下几项：a)由标准物质本身引人的不确定度分量ngb)由测量重复性引人的不确定度分量wAB.2.5.2.2汞的不确定度分析n)由标准物质引入的不确定度分量ug按B类评定。查阅标准物质的证书，不确定度如下汞(Hg)b)由测量重复性引人的不确定度分量u按A类评定。对于聚合物材料的汞，用校准装置对一个被校测试系统的的汞含量进行独立重复测量7次，重复性测试数据见下表，则：4mg·kg⁻¹,相对值为0.034。#;%浙i以上各不确定度分量独立不相关，根据下列公式，可计算出合成标准不确定度为：4,=5.05%B.2.5.2.4扩展不确定度取k=2,根据公式；可得出，精密度校准中聚合物中汞含量的扩展不确定度为10%。B.2.6精密度校准中聚合物铬的测量不确定度评定B.2.6.1测量方法及数学模型选取限用物质含量为GB/T26572-2011中限值要求±15%范围内的标准物质(包括聚合物材料标准物质和金属材料标准物质),使用仪器厂商推荐的测试条件，空气光路，设置单次测试的活时间分别为聚合物材料标准物质不超过100s,金属材料标准物质不超过300s,在样品同一部位连续7次测量铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、溴(Br)含量，按公式(2)计算出各自的标准偏差α。按B类评定。查阅标准物质的证书，不确定度如下铬(Cc)公式(2)计算出各自的标准偏差α。B.2.7.2测量不确定度评定B.2.7.2.1不确定度来源精密度校准的镉的测量不确定度来源主要有以下几项：a)由标准物质本身引人的不确定度分量nb)由测量重复性引人的不确定度分量πAB.2.7.2.2铬的不确定度分析a)由标准物质引人的不确定度分量n;按B类评定。查阅标准物质的证书，不确定度如下幅(Cd)3按A类评定。对于聚合物材料的镉，用校准装置对一个被校测试系统的的镉含量进行独立重复测量7次，重复性测试数据见下表，4-6)=B%-7-768=:*”,都加值为0.02。则4苏B.2.7.2.3合成标准不确定度。以上各不确定度分量独立不相关，根据下列公式，可计算出合成标准不确定度为：B=7.70%B.2.7.2.4扩展不确定度取k=2,根据公式：可得出，精密度校准中聚合物中镉含量的扩展不确定度为15%。B.2.8精密度校准中聚合物溴的测量不确定度评定B.2.8.1测量方法及数学模型选取限用物质含量为GB/T26572-2011中限值要求±15%范围内的标准物质(包括聚合物材料标准物质和金属材料标准物质),使用仪器厂商推荐的测试条件，空气光路，设置单次测试的活时间分别为聚合物材料标准物质不超过100s,金属材料标准物质不超过300s,在样品同一部位连续7次测量铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、溴(Br)含量，按公式(2)计算出各自的标准偏差α。B.2.8.2测量不确定度评定B.2.8.2.1不确定度来源精密度校准的溴的测量不确定度来源主要有以下几项：a)由标准物质本身引人的不确定度分量Hgb)由测量重复性引人的不确定度分量BAB.2.8.2.2溴的不确定度分析a)由标准物质引人的不确定度分量出B按B类评定。查阅标准物质的证书，没有给出不确定度。本次评定中，我们认为B类不确定度可忽略不计。b)由测量重复性引入的不确定度分量A按A类评定。对于聚合物材料的溴，用校准装置对一个被校测试系统的的溴含量进行独立重复测量7次，重复性测试数据见下表，=L4)-J%=%)二-2,76m:*”,和位方00。¥₂苏AB.2.8.2.3扩展不确定度取k=2,根据公式：可得出，精密度校准中聚合物中溴含量的扩展不确定度为5.0%。B.2.9精密度校准中金属铅的测量不确定度评定B.2.9.1测量方法及数学模型选取限用物质含量为GB/T26572-2011中限值要求±15%范围内的标准物质(包括聚合物材料标准物质和金属材料标准物质),使用仪器厂商推荐的测试条件，空气光路，设置单次测试的活时间分别为聚合物材料标准物质不超过100s,金属材料标准物质不超过300s,在样品同一部位连续7次测量铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、溴(Br)含量，按公式(2)计算出各自的标准偏差α。B.2.9.2测量不确定度评定B.2.9.2.1不确定度来源精密度校准的铅的测量不确定度来源主要有以下几项：a)由标准物质本身引人的不确定度分量ugb)由测量重复性引人的不确定度分量M按B类评定。查阅标准物质的证书，不确定度如下表；铅(F5)i为*xB.2.10.2测量不确定度评定B.2.10.2.1不确定度来源检出限校准的铅的测量不确定度来源主要有以下几项；a)由标准物质本身引人的不确定度分量b)由测量重复性引人的不确定度分量B.2.10.2.2不确定度分析n)由标准物质引人的不确定度分量按B类评定。查阅标准物质的证书，没有给出不确定度。本次评定中，我们认为B类不确定度可忽略不计。b)由测量重复性引人的不确定度分量wA按A类评定。对于聚合物材料的铅，用校准装置对一个被校测试系统的的铅含量进行独立重复测量7次，重复性测试数据见下表，4=u(.)=K%-×)-.20:”,和相则s可计算出合成标准不确定度为：u。=4.2%B.2.10.2.3扩展不确定度取k=2,根据公式：可得出，检出限校准中聚合物中铅含量的扩展不确定度为8.4%。B.2.11检出限校准中聚合物汞的测量不确定度评定B.2.11.1测量方法及数学模型选取空白标准物质(包括睾合物材料空白标准物质和金属材料空白标准物质),使用仪器厂商推荐的测试条件，空气光路，设置单次测试的活时间分别为聚合物材料标准物质不超过100s,金属材料标准物质不超过300s,在样品同一部位连续7次测量铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、溴(Br)含量，按公式(3)计算B.2.11.2测量不确定度评定B.2.11.2.1不确定度来源检出限校准的汞的测量不确定度来源主要有以下几项：a)由标准物质本身引人的不确定度分量ugb)由测量重复性引人的不确定度分量田AB.2.11.2.2不确定度分析a)由标准物质引人的不确定度分量g按B类评定。查阅标准物质的证书，没有给出不确定度。本次评定中，我们认为B类不确定度可忽略不计。b)由测量重复性引人的不确定度分量M按A类评定。对于聚合物材料