T-CSTM《中阶梯光栅电感耦合等离子体发射光谱仪使役性能测试及评价方法 第1部分：金属及合金试样成分分析》

ICS19.020

CCSJ04

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

中阶梯光栅电感耦合等离子体发射光谱仪

使役性能测试及评价方法

第1部分：金属及合金试样成分分析

MethodforPerformancetestandevaluationofinductivelycoupledplasma

opticalemissionspectrometerwithechellegrating.Part1:Compositionanalysis

ofmetalandalloysamples

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—2023

中阶梯光栅电感耦合等离子体发射光谱仪性能测试及评价方法第1

部分：金属及合金试样成分分析

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

本文件规定了中阶梯光栅电感耦合等离子体发射光谱仪波长示值误差和重复性、最小光谱带宽、检

出限、重复性、稳定性的评价方法。

本文件适用于金属及合金试样成分分析用中阶梯光栅电感耦合等离子体发射光谱仪。

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/T12689.12-2004锌及锌合金化学分析方法铅、镉、铁、铜、锡、铝、砷、锑、镁、镧、铈量

的测定电感耦合

GB/T5121.27-2008铜及铜合金化学分析方法第27部分：电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T20975.25-2020铝及铝合金化学分析方法第25部分：元素含量的测定电感耦合等离子体原

子发射光谱法

GB/T11066.8-2009金化学分析方法银、铜、铁、铅、锑、铋、钯、镁、镍、锰和铬量的测定乙

酸乙酯萃取-电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T25934.1-2010高纯金化学分析方法第1部分：乙酸乙脂萃取分离ICP-AES法测定杂质元素

的含量

GB/T25934.3-2010高纯金化学分析方法第3部分：乙醚萃取分离ICP-AES法测定杂质元素的含

量

GB/T13747.26-2022锆及锆合金化学分析方法第26部分：合金及杂质元素的测定电感耦合等离

子体原子发射光谱法

GB/T13748.20-2009镁及镁合金化学分析方法第20部分：ICP-AES测定元素含量

GB/T23614.2-2009钛镍形状记忆合金化学分析方法第2部分：钴、铜、铬、铁、铌量的测定电

感耦合等离子体发射光谱法

GB/T26416.2-2022稀土铁合金化学分析方法第2部分：稀土杂质含量的测定电感耦合等离子体

发射光谱法

GB/T38513-2020铌铪合金化学分析方法铪、钛、锆、钨、钽等元素的测定电感耦合等离子体原

子发射光谱法

2

T/CSTMXXXXX—2023

GB/T39138.3-2020金镍铬铁硅硼合金化学分析方法第3部分：铬、铁、硅、硼含量的测定电感

耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T32793-2016烧结镍、氧化镍化学分析方法镍、钴、铜、铁、锌、锰含量测定电解重量法-

电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

JJG768-2005发射光谱仪检定规程

YS/T281.19-2011钴化学分析方法第19部分：钙、镁、锰、铁、镉、锌量的测定电感耦合等离

子体发射光谱法

YS/T276.10-2011铟化学分析方法第10部分：铋、铝、铅、铁、铜、镉、锡、铊量的测定电感

耦合等离子体原子发射光谱法

YS/T958-2014银化学分析方法铜、铋、铁、铅、锑、钯、硒和碲量的测定电感耦合等离子体原

子发射光谱法

YS/T1120.3-2016金锡合金化学分析方法第3部分：铁、铜、银、铅、钯、镉、锌量的测定电感

耦合等离子体原子发射光谱法

YS/T1330.4-2019钴铬烤瓷合金化学分析方法第4部分：钨、钼、铁、钌、镓、镉、铍、镍含量

的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

YS/T1563.3-2022钼铼合金化学分析方法第3部分：铝、钙、铜、铁、镁、锰、硅、钛含量的测

定电感耦合等离子体原子发射光谱法

YS/T1585.3-2022银钨合金化学分析方法第3部分：钴、铬、铜、镁、铁、钾、钠、锡、镍、硅、

锌含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

YS/T470.1-2004铜铍合金化学分析方法电感耦合等离子体发射光谱法测定铍、钴、镍、钛、铁、

铝、硅、铅、镁量

YS/T861.1-2013铌钛合金化学分析方法第1部分：铝、镍、硅、铁、铬、铜、钽量的测定电感

耦合等离子体原子发射光谱法

YS/T938.4-2013齿科烤瓷修复用金基和钯基合金化学分析方法第4部分：金、铂、钯、铜、锡、

铟、锌、镓、铍、铁、锰、锂量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

XB/T614.6-2011钆镁合金化学分析方法第6部分：铝、钙、铜、铁、镍、硅量的测定电感耦合

等离子体原子发射光谱法

XB/T617.3-2014钕铁硼合金化学分析方法第3部分：硼、铝、铜、钴、镁、硅、钙、钒、铬、

锰、镍、锌和镓量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

XB/T618.2-2015钕镁合金化学分析方法第2部分：镧、铈、镨、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、

铥、镱、镥和钇量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

T/CSTM00964原子光谱分析仪器性能评价通则

T/CSTM00277.1-2022《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

本文件没有需要界定的术语和定义。

4仪器、设备和试验条件

4.1仪器构成

3

T/CSTMXXXXX—2023

中阶梯光栅电感耦合等离子体原子发射光谱仪由进样系统、激发光源、中阶梯光栅分光系统、检测系统

和数据处理系统等部分构成。

中阶梯光栅电感耦合等离子体原子发射光谱仪的进样系统、激发功率、波长范围、中阶梯光栅分光系统、

检测系统、控制系统等能够保障仪器性能评价各项测试的正常进行。

4.2特征谱线的确定

根据评价试验所依据的检测标准、基体材料、目标元素、含量水平选择分析元素特征谱线，选择的元素

特征谱线应基本覆盖被评价光谱仪的波长范围。

4.3分析条件

按规定的分析条件进行试验，包括但不限于RF功率、观测高度、气体及其流量、溶液提取速率、

分析时间等。

4.4制样设备

样品处理所需的设备，包括但不限于电加热设备、烧杯、容量瓶、移液管等。

5试验样品和制备样品材料

5.1试验样品

考核仪器波长示值误差和重复性、最小光谱带宽、检出限使用有证标准样品（物质）；考察重复性、稳

定性使用有证标准样品（物质）和实际样品。

考核样品的被测元素含量均匀。

5.2制备样品材料

根据评价试验确定的基体材料，按GB/T12689.12-2004、GB/T5121.27-2008、GB/T20975.25-2020、

GB/T25934.1-2010、GB/T25934.3-2010、GB/T13747.26-2022、GB/T13748.20-2009、GB/T23614.2-2009、

GB/T26416.2-2022、GB/T38513-2020、GB/T39138.3-2020、GB/T32793-2016、YS/T281.19-2011、YS/T

276.10-2011、YS/T958-2014、YS/T1120.3-2016、YS/T1330.4-2019、YS/T1563.3-2022、YS/T1585.3-2022、

YS/T470.1-2004、YS/T861.1-2013、YS/T938.4-2013、XB/T614.6-2011、XB/T617.3-2014、XB/T618.2-2015

规定的试验方法制备待测试液。

6性能测试

6.1波长示值误差和重复性

6.1.1试验方法

在选定仪器分析程序下，吸喷混合标准溶液(表1)，以Se，Zn，Mn，Cu，Ba，Na，Li，K峰值位置的波长

示值为测量值，从短波到长波依次重复测量3次。分别用式(1)计算波长示值误差，其测量平均值与波长标准

值之差为示值误差，取绝对值最大者为仪器的波长示值误差；用式(2)计算波长重复性，3次测量值的极差为

重复性，取最大者为仪器的波长重复性。

波长示值误差

4

T/CSTMXXXXX—2023

式中：—波长示值，nm；—波长标准值，nm；n—测量次数，n=3。波长重复性

式中：—某谱线3次波长示值中的最大值，nm；—某谱线3次波长示值中的最小值，nm。

表1波长示值误差和重复性用标准溶液

元素SeZnMnCuBaNaLiK

波长/nm196.026213.856257.61324.754455.403588.995670.784766.491

mg/L10.0010.005.005.005.0020.0010.0020.00

注：1.基体为0.5mol/LHNO3；2.不确定度U=2%（k=2）

6.1.2评价方法

根据计算结果，按表2判断波长示值误差和重复性的级别。

表2ICP-OES波长示值误差和重复性判别

级别A级B级

示值误差±0.03nm±0.05nm

波长

重复性≤0.005nm≤0.01nm

6.2最小光谱带宽

6.2.1

吸喷5mg/L含锰标准溶液，用仪器的最小狭缝测量Mn257.610m谱线，按图1所示方法计算谱线半高宽。

图1半峰宽计算示意图

6.2.2

根据测量计算结果，若Mn257.610nm半高宽≤0.015nm，仪器最小光谱带宽为A级，若0.015nm<Mn257.610nm

半高宽≤0.030nm，则定为B级。

6.3检出限

6.3.1试验方法

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在仪器处于正常工作状态下，吸喷系列标准溶液(表3)，制作工作曲线，连续10次测量空白溶液，以10

次空白值标准偏差3倍对应的浓度为检出限。标准偏差计算见公式（3），检出限计算见公式（4）。

式中：s—标准偏差；xi—单次测量值；—测量平均值；n—测量次数，n=10。

DL=3s/b(4)

式中：DL—元素检出限，mg/L；s—标准偏差；b—工作曲线斜率。

表3工作曲线系列标准溶液

ZnNiMnCrCuBa

1#000000

2#1.001.001.001.001.001.00

3#2.002.002.002.002.002.00

4#5.005.005.005.005.005.00

注：1.基体为0.5mol/LHNO3；2.不确定度U=2%（k=2）

6.3.2评价方法

若检出限同时满足Zn213.856nm≤0.003mg/L、Ni231.604nm≤0.01mg/L、Mn257.610nm≤0.002mg/L、

Cr267.716nm≤0.007mg/L、Cu324.754mm≤0.007mg/L、Ba455.403nm≤0.001mg/L，则评定为A级。

若满足0.003mg/L<Zn213.856nm≤0.01mg/L、0.01mg/L<Ni231.604nm≤0.03mg/L、0.002mg/L<Mn257.610nm≤

0.005mg/L、0.007mg/L<Cr267.716nm≤0.02mg/L、0.007mg/L<Cu324.754mm≤0.02mg/L、

0.001mg/L<Ba455.403nm≤0.005mg/L，则平均为B级。

6.4重复性测试

6.4.1试验方法

按5.1选择重复性试验样品，首先按JJG768进行测试，然后按T/CSTM00964和系列分析标准中相

应标准进行测试。

6.4.1.1按JJ768测试

在仪器处于正常工作状态下，吸喷标准溶液(表3)，制作工作曲线，连续10次测量标准溶液(表2中2#或

3#溶液)，计算10次测量值的相对标准偏差(RSD)为重复性。

6.4.1.2T/CSTM00964测试

在重复性条件下测量重复性试验样品10次，计算目标元素含量测量值的标准偏差s10。

6.4.2评价方法

6.4.2.1按JJ768评价

浓度为0.50mg/L~2.00mg/L的Zn，Ni，Cr，Mn，Cu，Ba的重复性RSD若小于或等于1.5%，则重复

性为A级，若1.5%<RSD≤3.0%，则重复性为B级。

6.4.2.2按T/CSTM00964及系列分析标准中相应标准评价

当目标元素10次含量测量值的标准偏差s10满足公式（6）式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。

6

T/CSTMXXXXX—2023

s10≤0.50r......................（6）

式中，r-分析标准规定的重复性限。

对于多台ICP光谱仪性能评价，以各仪器目标元素重复性s10所在四分位距分区对光谱仪进行评价。

6.5稳定性测试

6.5.1试验方法

6.5.1.1按JJG768测试

仪器开机稳定后，吸喷标准溶液(表3)，制作工作曲线，测量标准溶液(表3中2#或3#溶液)。在不少于2h

内，间隔15min以上，重复6次测量，计算6次测量值的相对标准偏差(RSD)为稳定性。计算同公式(5)，但n=6。

6.5.1.2按T/CSTM00277.1测试

按T/CSTM00277.1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。

6.5.2评价方法

6.5.2.1按JJG768评价

在浓度为0.50mg/L~2.00mg/L的含量范围，目标元素Zn，Ni，Cr，Mn，Cu，Ba的稳定性RSD若

小于或等于2%，则稳定性为A级，若2%＜RSD%≤4%，则稳定性为B级。

6.5.2.2按T/CSTM00277.1评价

6.5.2.2.1时段内重复性检验

对所有时间节点进行重复性检验，2次独立测量数据之差不大于分析标准规定的重复性限，或3次独

立测量数据极差不大于分析标准规定的重复性限的1.2倍时，重复性满足分析标准的要求，反之不满足。如

果某时间节点数据的重复性不满足要求，则剔除该时间节点以后的所有数据，保留满足要求的数据，进入

6.5.2.2.2条时段内正确度检验。

6.5.2.2.2时段内正确度检验

对通过6.5.2.2.1条检验的数据进行时段内正确度检验，在各时间节点，测量平均值与标准样品

认定值之差满足公式（7）时，时段内正确度满足分析标准要求，反之不满足。

式中：

—各时间节点测量数据平均值；

标准样品认定值；

µ0—

r—分析标准规定的重复性限；

Rw—室内再现性限，当分析标准未给出Rw时，；

n—某时间节点重复测量次数；

标准样品认定值的标准不确定度。

uCRM—

如果某时间节点数据的时段内正确度不满足要求，则剔除该时间节点以后的所有数据，保留满足要求的数

7

T/CSTMXXXXX—2023

据，进入6.5.2.2.3条时段间重复性检验。

6.5.2.2.3时段间重复性检验

对通过6.5.2.2.2条检验的数据进行时段间重复性检验，计算时段间重复性方差，如公式（8）：

式中：

n—某时间节点重复测量次数；

m—时间节点数；

—各时间节点单次测量数据；

—各时间节点测量数据平均值。

如果时段间重复性方差与分析标准规定的重复性方差之间满足公式（9），则时段间重复性满足标准要求，

反之不满足。

式中：

—时段间重复性方差；

—分析标准规定的重复性方差；

—卡方分布的（1-α）分位数；α为显著水平，取0.05；

—自由度,数值为m×(n-1)。

如果时段间重复性不满足要求，则从最后一个节点开始逐个剔除节点数据，按公式（14）迭代计算，每

次剔除数据，自由度γ1都会发生相应变化，仍不满足时继续剔除数据进行迭代，直至余下数据满足公式

（9），保留下来的数据进入6.5.2.2.4条时段间总精密度检验。

6.5.2.2.4时段间总精密度检验

对通过6.5.2.2.3条检验的数据进行时段间总精密度检验，由公式（10）计算时段间均值的方差，根据

公式（11）计算室内再现性均值的方差：

式中：

—各时段均值的方差；

m—时间节点数；

—各时间节点测量数据平均值；

8

T/CSTMXXXXX—2023

—总平均值

—室内再现性均值的方差；

—室内再现性方差;

—分析标准规定的重复性方差；

当时段间均值的方差与室内再现性均值的方差之间满足公式（12），则总精密度满足分析

标准要求，反之不满