(1)仪器稳定性的监控
在实际分析中,通常通过对某一标样的一组或几组X射线测量值的统计分析来判断仪器是否稳定。如果标样均匀度较好,仪器运行稳定,那么多次测量所得的X射线强度虽围绕某一平均值有一定涨落,但必定严格服从正态分布,其均方误差
多次测量的平均值)。实际上由于仪器的电源波动、电子学噪声、机械重复性等影响,仪器不可能处于绝对稳定状态;而且,由于实际测量次数不可能无限多次,实际测量结果的均方误差σ2一般要大于在理论上处于绝对稳定时的σ1。σ2应由下式获得:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
Ni为第i次测得的X射线强度,i=1,2,3,4,…,n,一般情况下可取n=10。
以σ2/σ1<1.25为判断标准。若σ2/σ1>1.25则应考虑仪器可能有问题需要排除。
仪器稳定性的监控也可以用一个称为蚩平方值检验法(Chisqualetest)来完成。蚩平方值的定义为:
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由上式可见,C2n值仅取决于计数值和测量次数。将实测的C2n值与理论计算的C2n值(见表89.9)进行比较,即可作出仪器是否稳定的判断。如果实测C2n值小于0.10时的临界C2n值,那么,应认为仪器处于正常状态;如果实测C2n值处于0.10和0.01时的临界值C2n之间,可认为仪器尚稳定;如果实测的C2n值大于0.01时的临界值C2n,则应认为为仪器处于不稳定状态,不能进行定量分析。
这类监测不仅要在开机后1~2h内进行,当分析结果出现波动时,也有必要进行监测,以便随时了解分析结果波动的原因。
表89.9 相应概率时蚩平方值Cn2
(2)定量分析结果准确度的监控
为了监控电子探针定量分析的准确度,应在分析开始和结束时分析合适的标准样品。
合适的标准样品应具备:①含有未知试样欲测定的所有元素;②其组分尽可能与待测试样接近。若标样的分析结果在允许误差范围(通常选±2σ),即可进行试样的定量分析;反之则应检查原因。
图89.15 精密度与准确度的关系
(3)定量分析的精密度监控
精密度是由X射线测量强度的随机性变化来表征的,反映测量结果的重复性。因此,在定量分析过程中,即使尽力清除了诸如实验条件、标样选择、数据的修正计算等引起的系统误差,使分析结果的准确度得到较好的保证,但仍有可能因精度较差不能满足分析要求。图89.15中C2值即为此种情形。这情况常出现在测量计数率较低的元素,如超轻元素和重元素,及痕量元素时。因此,在定量分析程序中应给出每个元素的定量分析结果的标准偏差,最好还能给出总量的标准偏差。
(4)分析灵敏度和探测极限在质量控制中的应用
这里所指的分析灵敏度是指区分某元素两个含量相近的w和w'的能力。通常可用简化公式表达为:
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其中n为重复测量的次数,w为被测试样中某元素的质量分数(%),σc为X射线的均方误差, 为X射线峰值平均计数,NB为背景平均计数。
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欲使分析灵敏度达到1%,例如当某元素质量分数w为25%时,Δw应为0.25%;如果w为0.05%,Δw应为0.0005%,其总计数都必须≥54290。对于前者,该元素的含量高,很容易达到。对于后者,这就意味着需要很长的计数时间。上述灵敏度的概念在定量分析的质量控制中也是很有应用价值的。例如,已知某元素在25μm距离内从4%上升到5%,若按每步为lμm进行定点分析,则可预知各点间的含量差为0.04%,为测定这样小的变化,要求灵敏度≤0.04%,故各点的分析总计数至少要大于85000;如果计数值小于此数,实际上是无法保证其精度的。
探测极限的概念对于评价定量分析的质量控制也很重要,能够被探测的最低含量称为该元素的检测极限。它不仅取决于仪器和分析测量条件,也与元素本身的性质密切相关。探测极限由N-NB的最小值所决定,可用统计方法推算。
低于探测极限的测量值无可信度。这一点常为许多分析人员所忽视,经常可以看到一些低于探测极限的测量数据,这显然不符合质量要求。