雖然直讀光譜儀本身檢測(cè)準(zhǔn)確度很高,但是在測(cè)定樣品中元素含量時(shí)所得結(jié)果與真實(shí)值含量還是會(huì)存在偏差,這稱為誤差。根據(jù)誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生原因,誤差可分為系統(tǒng)誤差(恒定誤差)和隨機(jī)誤差(偶然誤差)兩類。
a圖系統(tǒng)誤差占主要因素;b圖隨機(jī)誤差占主要因素;c圖是比較理想的測(cè)量結(jié)果
系統(tǒng)誤差是指在一定試驗(yàn)條件下由某個(gè)或某些因素按照某一確定的規(guī)律起作用而形成的誤差。它決定了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度,系統(tǒng)誤差的大小和符號(hào)在同一試驗(yàn)中是恒定的,改變?cè)囼?yàn)條件時(shí)按照確定的規(guī)律變化。重復(fù)測(cè)定不能發(fā)現(xiàn)和減少系統(tǒng)誤差,只有改變?cè)囼?yàn)條件才能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值偏離的程度越小,測(cè)定結(jié)果越正確,系統(tǒng)誤差就越小。一旦發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)誤差,一定要找出原因,設(shè)法避免和校正。
隨機(jī)誤差是具有隨機(jī)性的誤差,出現(xiàn)這種現(xiàn)象完全是一系列偶然因素(如測(cè)定環(huán)境的溫度、濕度、振動(dòng)、灰塵、油污、老化和儀器性能等)微小隨機(jī)波動(dòng)造成的。如果對(duì)樣品只進(jìn)行一次測(cè)定,其測(cè)定值可能比真值大也可能比真值小。它的出現(xiàn)決定了測(cè)定結(jié)果的精密度。隨機(jī)誤差是一種無規(guī)律性的誤差,在分析過程中總是存在的。其性質(zhì)是有時(shí)大,有時(shí)小,有時(shí)正,有時(shí)負(fù),而產(chǎn)生的原因又無法控制。所以只有通過多次測(cè)量并取平均值,才可以減小隨機(jī)誤差。
具體來說,上述直讀光譜儀兩種誤差都是由人、機(jī)、料、法、環(huán)這五個(gè)環(huán)節(jié)帶來的。只有正確分析這五種因素才能減小隨機(jī)誤差和消除系統(tǒng)誤差。
直讀光譜儀誤差的第一因素——人員
如在分析過程中,操作人員沒有覺察出工作條件的變化;分析人員的習(xí)慣性偏向;讀數(shù)數(shù)經(jīng)常性偏高或偏低。這些會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。
隨機(jī)誤差產(chǎn)生的情況如,磨樣時(shí)用力不均出現(xiàn)紋路交叉;當(dāng)磨樣用力過大時(shí),試樣過熱導(dǎo)致試樣表面氧化以及在冷卻過程中出現(xiàn)氣孔、裂紋或砂眼等缺陷。
該類誤差可以通過規(guī)范化操作、舉辦培訓(xùn)課程、經(jīng)常參加技術(shù)交流會(huì)等方式來改善。
直讀光譜儀誤差的第二因素——機(jī)器
比如鎢電極經(jīng)過多次重復(fù)放電以后,其頂尖長(zhǎng)時(shí)間不清掃,激發(fā)樣品淤積在其頂尖上導(dǎo)致放電距離間隙變短,其譜線強(qiáng)度值發(fā)生改變引入系統(tǒng)誤差。該誤差可通過每激次后,用刷子清理電極來解決。
電源電壓的波動(dòng),分析間隙(即極距)及電極形狀在逐次分析過程中不一致等,導(dǎo)致光源工作不穩(wěn)定產(chǎn)生的光源問題,也會(huì)使測(cè)定結(jié)果精密度變差,引發(fā)隨機(jī)誤差。該誤差可以通過配置穩(wěn)壓電源來解決。
真空度不夠會(huì)降低分析靈敏度,特別是對(duì)≤200nm波長(zhǎng)更明顯,為此要求真空度達(dá)到小于8Pa。如果氬氣管道與電極架有污染物排不出去,或有漏氣時(shí),分析結(jié)果變差。
直讀光譜儀誤差的第三因素——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、分析樣品和氬氣(料)
常見的系統(tǒng)誤差如,分析試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品的組織狀態(tài)不同,同樣的元素含量測(cè)定的結(jié)果也不相同,從而引入了系統(tǒng)誤差。最顯著的如鑄鐵,由于碳球墨化的影響,直接上機(jī)測(cè)定會(huì)導(dǎo)致碳數(shù)據(jù)失真。因此將鑄鐵樣品經(jīng)過白口化處理,將其調(diào)整到和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一樣狀態(tài),便可以解決該系統(tǒng)誤差。
氬氣由于其氧和水蒸氣等雜質(zhì)超標(biāo)導(dǎo)致純度不夠,激發(fā)斑點(diǎn)變白,氧在高溫下與硅、鋁、鉻等元素反應(yīng)形成不穩(wěn)定的擴(kuò)散放電,直接影響數(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度,從而引入系統(tǒng)誤差。該誤差可以通過安裝氬氣凈化機(jī)來解決。
光譜標(biāo)樣在化學(xué)分析定值不準(zhǔn)確時(shí)帶來的系統(tǒng)誤差,可以通過將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重新定值來消除。
澆注狀態(tài)的鋼樣與經(jīng)過退火、淬火、回火、熱軋鍛壓狀態(tài)的鋼樣金相組織結(jié)構(gòu)不相同時(shí),測(cè)出的數(shù)據(jù)也會(huì)有所差別還有未知元素譜線的重疊干擾,如熔煉過程中加人脫氧劑、除硫磷劑時(shí),混入未知合金元素而引入系統(tǒng)誤差。要消除該系統(tǒng)誤差必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)樣品制備規(guī)定制樣,需要采用化學(xué)分析方法分析并多次校對(duì)結(jié)果。若標(biāo)樣和試樣中的第三元素的含量和化學(xué)組成不完全相同,亦有可能引起基體和分析線的強(qiáng)度改變,從而引入誤差。
帶來隨機(jī)誤差的因素有樣品在冶煉過程中帶人的夾雜物或產(chǎn)生偏析;插鋁脫氧造成樣品元素分布不均勻在加工過程中帶人的砂?;蛘弑粶y(cè)元素和磨樣紋路交叉、試樣研磨過熱、試樣磨面放置時(shí)間太長(zhǎng)和壓上指紋等。試樣在取樣冷卻過程中的缺陷、氣孔、裂紋、砂眼造成激發(fā)室氣體純度不高。樣品表面平整度差或樣品厚度較薄被擊穿,在分析過程中都會(huì)導(dǎo)致漏氣,直接影響激發(fā)光室氣壓下降,激發(fā)斑點(diǎn)變白。對(duì)高鎳鉻鋼磨樣時(shí),要使用新砂輪片磨樣。上述缺陷的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果精密度變差,引起隨機(jī)誤差。
直讀光譜儀誤差的第四因素——方法
該類誤差有工作曲線選擇不正確(比如用低合金鋼工作曲線測(cè)量高合金鋼中的元素含量)所帶來的系統(tǒng)誤差。采用控樣法測(cè)定樣品時(shí),控樣標(biāo)準(zhǔn)值輸入錯(cuò)誤所引起的系統(tǒng)誤差。
直讀光譜儀誤差的第五因素——環(huán)境
入射透鏡受到灰塵污染,其部分入射光被反射未進(jìn)入分光系統(tǒng),導(dǎo)致光譜譜線強(qiáng)度值下降,使測(cè)定數(shù)據(jù)偏低,帶來系統(tǒng)誤差。該誤差可以通過定期清洗透鏡來解決。
入射或者出射狹縫因受外界震蕩而發(fā)生位移,導(dǎo)致復(fù)合光未完全進(jìn)入分光系統(tǒng),產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。該誤差通過全局校準(zhǔn)或定期描跡來解決。
產(chǎn)生隨機(jī)誤差的因素如:室溫的波動(dòng)太大或濕度過大引起積分電容漏電;濕度過小因積灰產(chǎn)生靜電,導(dǎo)致電路板的波動(dòng)。這些環(huán)境因素引發(fā)的問題同樣會(huì)使測(cè)定結(jié)果精密度變差。
聲吶科技直讀光譜儀作為聲吶科技的重點(diǎn)代理進(jìn)口品牌產(chǎn)品之一,其檢測(cè)精準(zhǔn)度和質(zhì)量都是業(yè)內(nèi)知名的,歡迎咨詢聲吶科技直讀光譜儀產(chǎn)品。