前言 某些物質(zhì)受到光照射而被激發(fā)之后 ,會(huì)發(fā)射出比照 射波長(zhǎng)稍長(zhǎng)的光 ,這種光稱(chēng)為熒光。對(duì)于給定物質(zhì)來(lái)說(shuō) , 當(dāng)激發(fā)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度固定、液層的厚度固定 、溶液的濃 度較低時(shí), 熒光強(qiáng)度 F 與熒光物質(zhì)的濃度 c 有如下簡(jiǎn)單 的關(guān)系 :F =kc 。熒光分光光度計(jì)就是根據(jù)上述原理, 對(duì) 可發(fā)射熒光的物質(zhì)進(jìn)行定性 、定量測(cè)量的分析儀器 。本 文依據(jù) JJG537 -2006《熒光分光光度計(jì)》檢定規(guī)程的要 求,按照 JJF1059 -1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》規(guī) 范,對(duì)熒光分光光度計(jì)檢定單色器波長(zhǎng)和熒光強(qiáng)度示值 誤差測(cè)量結(jié)果不確定度進(jìn)行了評(píng)定 ,具體如下 。 1 測(cè)量方法 根據(jù) JJG537 -2006《熒光分光光度計(jì)》檢定規(guī)程 , 采 用氙燈和硫酸奎寧標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器的波長(zhǎng)和熒光強(qiáng)度進(jìn) 行直接測(cè)量。 2 數(shù)學(xué)模型 單色器波長(zhǎng)示值誤差 :Δλ=λR -λS 熒光強(qiáng)度示值誤差:ΔF =FR -FS 式中:Δλ—波長(zhǎng)測(cè)量偏差, λR —波長(zhǎng)測(cè)量值, λS —波 長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)值 ;ΔF —熒光強(qiáng)度偏差 , FR —熒光強(qiáng)度測(cè)量值 , FS —熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 并設(shè) λR , λS 相互獨(dú)立, 互不相關(guān), FR , FS 相互獨(dú)立 , 互不相關(guān) 。
3 波長(zhǎng)不確定度的評(píng)定 3.1 測(cè)量時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1(R) (1)波長(zhǎng)測(cè)量時(shí)重復(fù)性引入的不確定度 u11; 波長(zhǎng) 重 復(fù)性 由 3 次 測(cè) 量 值 450.1nm、450.2nm 、 450.2nm , 用極 差 法 得 到:u11 =(450.2 -450.1)/1.69 = 0.06nm , υ11 =2 (2)測(cè)量時(shí)操作人員讀數(shù)引入的不確定度 u12; 儀器分度值為 1.0nm ,以人眼的 1/5 分度值計(jì)算 ,且 服從均勻分布。 u12 =1/5 3 =0.12nm 其可靠性由經(jīng)驗(yàn)確定, 取可靠性為 80 %,則 υ12 =13 上述兩分量相互獨(dú)立, 且互不相關(guān)。 u 2 1(R)=u 2 11 +u 2 12 u1(R)=0.13nm υ1 =u 4 1(R)/(u 4 11/ υ11 +u 4 1.2/ υ12)=13 3.2 波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度 u2(S) 波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)器選用氙燈為標(biāo)準(zhǔn)器, 波長(zhǎng)不確定度為 0.01nm ,取 k =2 ,則 u2(S)=0.01/2 =0.005nm , υ2 =∞ 3.3 波長(zhǎng)合成不確定度 u 2 c(λ)=C 2 1u 2 1(R)+C 2 2u 2 2(S) uc =[ 0.13 2 +0.005 2 ] 1/ 2=0.13nm υ=u 4 c/(C 4 1 u 4 1(R)/ υ1 +C 4 2 u 4 2(S)/ υ2) υ=13 3.4 波長(zhǎng)擴(kuò)展不確定度 U95 取 p =0.95 , υ=13 ,查 t 分布表 kp =2.1 , U95 =2.1 × 0.14 =0.3nm 3.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表4 熒光光譜峰值強(qiáng)度不確定度的評(píng)定 4.1 測(cè)量時(shí)引入的不確定度 u3(R) (1)熒光光譜峰值強(qiáng)度測(cè)量時(shí)重復(fù)性引入的不確定 度 u31 熒光光譜峰值強(qiáng)度重復(fù)性由 11 次測(cè)量值為 85.6 、 85.7 、85.8 、85.6 、85.7 、85.8 、85.5 、85.6 、85.6 、85.5 、85.7 用貝 賽爾 公式 得到 u31 =Sn = ∑ n i =1(xi -x)2 (n -1)n = 0.03 % x =85.6 υ31=10 (2)測(cè)量時(shí)操作人員讀數(shù)引入的不確定度 u32 儀器分度值為 1.0 %, 以人眼分辨的 1/5 分度值, 且 服從均勻分布。 u32 =1.0 %/5 3 =0.12 % 其可靠性由經(jīng)驗(yàn)確定 ,取可靠性為 80 %, 則 υ32=13 上述兩分量相互獨(dú)立 ,且互不相關(guān) 。 u 2 3(R)=u 2 31 +u 2 32 u 3(R)=0.12 % υ3 =u 4 3(R)/(u 4 31/ υ31 +u 4 32/ υ32)=13 4.2 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度 u4(S) 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)硫酸奎寧的相對(duì)不確定度為 0.5 %,取 k =2 , 則熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度 u4(S)=0.5 %/2 =0.25 %, υ4=∞ 4.3 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制稱(chēng)量引入的不確定度 u5(S) (1)熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制稱(chēng)量引入的不確定度 u51(S) 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制稱(chēng)量使用光電分析天平或電 子天平進(jìn)行,其準(zhǔn)確度為 0.01 %。 取 k =2 , 則熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制稱(chēng)量引入的不確 定度 u51(S)=0.01 %/2 =0.005 %, υ5 =∞ (2)熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制引入的不確定度 u52(S) 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制用 100mlB 級(jí)容量瓶進(jìn)行稀 釋,其允許誤差為 0.50ml ,取 k =2 ,則熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 配制引入的不確定度 u52(S)=0.5/100/2 =0.25 % υ5 =∞上述兩分量相互獨(dú)立, 且互不相關(guān)。 u52(S)=u 2 51 +u 2 52 u5(S)=0.25 % υ5 =u 4 5(S)/(u 4 51/υ51 +u 4 52/ υ52)=∞ 4.4 熒光強(qiáng)度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 uc u 2 c(F)=C 2 3 u 2 3(R)+C 2 4 u 2 4(S)+C 2 5 u 2 5(S) uc(F)=0.37 % υ=u 4 c/(C 4 3 u 4 3(R)/ υ3 +C 4 4 u 4 4(S)/ υ4 +C 4 5 u 4 5(S )/ υ5) =∞ 4.5 熒光強(qiáng)度相對(duì)擴(kuò)展不確定度 U95rel 取置信水平 p =0.95 , 查 t 分布表 kp =1.96 , 則熒光強(qiáng)度擴(kuò)展不確定度 U95rel =1.96 ×0.37 %=0.7 % 4.6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表 表 2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表 分量 u(x i) 不確定度來(lái)源 標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 c i c i u(x i) 自由度 u31 波長(zhǎng)測(cè)量時(shí)重復(fù)性 0.03 % 0.03 % 10 u32 測(cè)量時(shí)操作人員讀數(shù) 0.12 % 1 0.12 % 13 u 4 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 0.25 % 1 0.25 % ∞ u51 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制稱(chēng)量 0.005 % 1 0.005 % ∞ u52 熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制 0.25 % 1 0.25 % ∞ uc=0.37 % v ef =∞ 5 結(jié)語(yǔ) 本文針對(duì)熒光分光光度計(jì)檢定單色器波長(zhǎng)和熒光強(qiáng) 度示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度給出了評(píng)定的一般步驟和 方法 ,波長(zhǎng)擴(kuò)展不確定度為 U95 =0.3nm , 熒光強(qiáng)度擴(kuò)展 不確定度為 :U95rel =0.7 %, 滿(mǎn)足檢定規(guī)程的要求 。
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