JJF（闽）1095－2020紫外分析仪校准规范.pdf

福 建 省 地 方 计 量 技 术 规 范福 建 省 地 方 计 量 技 术 规 范 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 紫外分析仪校准规范 Calibration Specification of UV Analyzer 20202020-1 1-1414 发布 20202020-4 4-1 14 4 实施 福建省福建省市场市场监督监督管理管理局局 发发 布布 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 紫外分析仪校准规范 Calibration Specification of UV Analyzer 本规范经福建省市场监督管理局于 2020 年 1 月 14 日批准，并自 2020 年 4 月 14 日起施行。归 口 单 位：福建省市场监督管理局 主要起草单位：福建省计量科学研究院 参加起草单位：晋江市励嘉化工贸易有限公司 本规范委托福建省计量科学研究院负责解释 JJF（闽）10952020 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 本规范主要起草人：廖小华（福建省计量科学研究院）魏 鹏（福建省计量科学研究院）陈文秀（福建省计量科学研究院）参加起草人：方 用（福建省计量科学研究院）沈 峰（福建省计量科学研究院）刘 萍（福建省计量科学研究院）陈东北（晋江市励嘉化工贸易有限公司）JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 I 目 录 引言（）1 范围（1）2 引用文件（1）3 术语和计量单位（1）4 概述（1）5 计量特性（2）6 校准条件（2）6.1 环境条件（2）6.2 测量标准及其他设备（2）7 校准项目和校准方法（3）7.1 校准前检查（3）7.2 峰值波长、示值误差及光谱半宽度（3）7.3 辐射照度（4）7.4 稳定性（4）7.5 不均匀性（5）8 校准结果表达（5）9 复校时间间隔（6）附录 A 紫外分析仪校准记录表格式（7）附录 B 紫外分析仪校准证书（内页）格式（9）附录 C 不确定度分析实例（10）JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 II 引 言 本规范按照 JJF 1001-2011通用计量名词术语与定义、JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示、JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF1032-2005光学辐射计量名词术语及定义为基础性系列规范进行制定。本规范为首次制定。JJFJJF（闽）（闽）1 10950952 2020020 1 紫外分析仪校准规范 1 范围 本规范适用于目视测量样品荧光用非透射式紫外分析仪的校准，透射式紫外分析仪可参考本规范使用。2 引用文件 本规范引用了下列文件：GB/T 5698-2001 颜色术语 GB/T 13962-2009 光学仪器术语 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3 术语和计量单位 以下术语和定义适用于本规范。3.1 光谱功率（能量）分布 spectral power distribution 光谱密集度与波长之间的函数关系,采用 GB/T 5698-2001中定义。3.2 峰值波长 peak wavelength 在一定谱段里，光强度（或透射比）为最大值时所对应的波长，采用 GB/T 13962-2009定义。3.3 光谱半值宽度 spectral half-width 在峰值波长两侧光强为最大值的一半时所对应的波长（或频率）之差，采用 GB/T 13962-2009 定义。4 概述 紫外分析仪广泛应用于药物、染料涂料、蔬菜、食品包装等领域，适用于核酸电泳、荧光分析、PCR 产物检测和 DNA 指纹图谱分析，是开展 RFLP 研究、RAPD 产物分析的理想仪器。它是由紫外灯管、滤光片等组成（如图 1 所示）。常用的光源波长分别为254 nm 和 365 nm。JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 2 图 1 紫外分析仪示意图 1光源；2操作台面；3不同波长光源开关 5 计量特性 峰值波长 p示值误差，光谱半宽度、辐射照度、稳定性与不均匀性满足表 1 要求。表 1 序号 参数 峰值波长 p=254 nm 峰值波长 p=365 nm 1 示值误差 最大允许误差：2 nm 最大允许误差：2 nm 2 光谱半宽度 5 nm 15 nm 3 辐射照度 30 W/cm2 50 W/cm2 4 稳定性 5%5%5 不均匀性 15%15%注：以上所有指标不适用于合格性判别，仅提供参考。6 校准条件 6.1 环境条件 6.1.1 温度：（235）,相对湿度：85%。6.1.2 室内采取遮光措施，防止其他光源的干扰，周围无强烈振动及腐蚀性气体存在，室内空气无明显流动。6.2 标准设备及其他设备 6.2.1 光谱仪 工作波段应该覆盖 200 nm400 nm，波长最大允许误差：0.5 nm。1 2 3 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 3 6.2.2 紫外辐射照度计 紫外辐射照度计（或者有测量紫外辐射照度功能的巡检仪）最大允许相对示值误差：15%，测量范围覆盖：（101000）W/cm2，响应波长 254 nm、365 nm。6.2.3 钢直尺 最小分度值：1 mm。6.2.4 紫外辐射防护镜和手套。6.2.5 校准所需仪器调节支架。7 校准项目和校准方法 7.1 校准前检查 紫外分析仪外观及工作正常性检查：a)仪器应有名称、规格型号、编号、制造厂名及生产日期等标记。b)仪器测量使用的各类配件及说明书齐全。c)仪器不应有影响其电气和光学性能的机械损伤，各紧固件应紧固良好，调节旋钮、按键、开关等均应工作正常，无松动现象。d)仪器通电后能正常工作。7.2 峰值波长 p、示值误差p、光谱半宽度 打开波长 254 nm 光源预热 15 min。将光谱辐射计探头置于被校准仪器台面中心处，扫描测量的光源的相对光谱能量分布图，找出能量最大处及能量1/2处对应的波长值（如图 2 所示），重复测量 3 次，按式（1）、（2）分别计算峰值波长 p、示值误差p和光谱半宽度。图 2 光源相对光谱能量分布图 按下式计算峰值波长示值误差p以及光谱半宽度 3P11-3ppii=标 （1）JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 4 32111(-)3=iii （2）同样方法测量波长 365 nm 光源的峰值波长误差p和光谱半宽度。式中：p标仪器标称峰值波长（单位为 nm）；ip实际测量的峰值波长（单位为 nm）；p测量仪器峰值波长示值误差（单位为 nm）；测量光谱半宽度（单位为 nm）。7.3 辐射照度 如图 3 所示，将紫外辐射照度计探头置于光源正下方，调整光源与仪器台面平行，通过支架调节使光源平面与探头距离 L 为 100 mm（固定距离除外），分别测量该距离下波长 254 nm 光源和 365 nm 光源的辐射照度值，重复测量 3 遍，按式（3）计算辐射照度值。图 3 测量位置示意图 L探头到光源平面的距离 311 3=iiEE （3）式中：Ei第 i 次测量的辐射照度值（i=1,2,3；单位为 W/cm2）。E3 次测量的平均辐射照度值（i=1,2,3；单位为 W/cm2）。7.4 稳定性 调整紫外分析仪光源平面与紫外辐射照度计探头的距离 L 为 100 mm（固定距离除 L JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 5 外），将探头置于台面中心，每隔 1 min 测量 1 次，共测量 6 次，记录每次的辐射照度值。按式（4）分别计算紫外分析仪波长 254 nm 和 365 nm 光源稳定性。maxmin61100%16iiEESE=（4）式中：S 紫外分析仪的稳定性(%)。Ei 第 i 次测量的辐射照度值（i=1,2,，6；单位为 W/cm2）。Emax6 次测量的最大辐射照度值（单位为 W/cm2）。Emin6 次测量的最小辐射照度值（单位为 W/cm2）。7.5 不均匀性 在紫外分析仪发光面垂直下方观察台平面上平均选取 3 点（如图 4 所示），该紫外 图 4 测量分布点示意图 分析仪的不均匀性按式（5）计算：maxminmaxmin=100%EEEUEE+（5）式中：UE 紫外分析仪的不均匀性(%)。Emax最大辐射照度值（单位为 W/cm2）。Emin最小辐射照度值（单位为 W/cm2）。8 校准结果表达 校准结果应在校准证书或校准报告上反映；校准证书至少应包括以下信息：1.2.3 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 6 a）标题：“校准证书”；b）实验室的名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对校准对象有效的声明；p）未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。校准记录参考格式见附录 A，校准结果参考格式见附录 B。9 复校时间间隔 复校时间间隔根据使用的具体情况，由送校单位自主决定，建议一般不超过 1 年。JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 7 附录 A 紫外分析仪校准记录表格式 送校单位：样品 名 称 型号规格 制造厂 出厂编号 标 准 器 名称/型号 编号 测量范围 不确定度/准确度等级/最大允许误差 溯源机构/证书编号 有效期至 技术依据 室温：相对湿度：%校准地点 证书编号 备注 记录编号 标准设备/样品检查 测量前：正常，不正常 测量后：正常，不正常 说明：校准人 校准日期 核验人 核验日期 一、校准前检查 无缺陷 有缺陷 二、峰值波长示值误差（nm）标称波长 实际测量值 示值误差 不确定度 U,（k=2）1 2 3 平均值 254 365 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 8 （续页）三、光谱半宽度 （nm）标称波长 测量值 不确定度U,（k=2）1 2 1 2 3 1 2 3 254 365 四、辐射照度 标称波长（nm）距离（mm）测量值(W/cm2)平均值（W/cm2)不确定度Urel,(k=2)254 365 五、稳定性 标称波长（nm）测量值/(W/cm2)平均值(W/cm2)稳定性（%）0 min 1 min 2 min 3 min 4 min 5 min 254 365 六、不均匀性 标称波长（nm）测量值/(W/cm2)不均匀性（%）1 2 3 最大值 最小值 254 365 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 9 附录 B 紫外分析仪校准证书（内页）格式 校准结果 1、峰值波长 p示值误差 标称波长 （nm）峰值波长p测量值/（nm）示值误差/(nm)测量不确定度 U,(k=2)/(nm)254 365 2、光谱半宽度 标称波长（nm）峰值半宽度/(nm)测量不确定度 U,（k=2）/(nm)254 365 3、辐射照度 标称波长（nm）距离（mm）辐射照度（W/cm2）测量不确定度Urel,（k=2）（W/cm2）254 365 4、稳定性及不均匀性 标称波长（nm）稳定性（%/5min）不均匀性（%）254 365 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 10 附录 C 不确定度评定实例 C.1 波长校准结果的不确定度评定 C.1.1 测量模型 0ppP=（6）式中：p峰值波长示值误差；p被测紫外分析仪峰值波长测量值；0P被测紫外分析仪峰值波长标称值。C.1.2 方差和灵敏系数 1Pp/()1cD=（7）02Pp/()1cD=（8）C.1.3 标准不确定度分量评定 C.1.3.1 仪器测量重复性不确定度分量 u1 波长的不确定度主要来源于紫外分析仪峰值波长的测量结果重复性,可以通过连续测量,用 A 类方法进行评定得到。测量所得数据如表 C.1：表 C.1 多次重复测量的峰值波长（nm）数据表（n=10）254.6 254.3 254.3 254.4 254.6 254.6 254.6 254.5 254.4 254.5 用 Bessel 公式计算得:平均值 =niixnx11254.5 nm （9）标准偏差 ()=12nxxis0.123 nm （10）u1=s/3=0.071 nm （11）C.1.3.2 光谱辐射测量仪偏差带来的不确定度分量 u2 此项为 B 类不确定度分量，光谱辐射仪波长准确度0.5 nm,按均匀分布原理 JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 11 u2=0.5nm/3=0.289 nm （12）C.1.3.3 标准不确定度一览表（见表 C.2）表 C.2 标准不确定度一览表 标准不确定度分量 ui 不确定度来源 标准不确定度 灵敏系数 ci icui u1 仪器测量重复性 0.071 nm 1 0.071 nm u2 光谱辐射仪不确定度 0.289 nm 1 0.289 nm C.1.4 合成标准不确定度 2212cuuu=+=0.298 nm （13）C.1.5 扩展不确定度为 取包含因子 k=2,U=k uc=0.2982 0.6 nm （14）C.1.6 不确定度报告 波长校准结果的扩展不确定度 U=0.6 nm，k=2。C.2 辐射照度的不确定度评定 C.2.1 不确定度评定的测量模型=+EEC （15）式中：E被检紫外分析仪的辐射照度值；E紫外辐射照度计的辐射照度值；C紫外辐射照度计的辐射照度修正值；C.2.2 方差和灵敏系数 1/()1cED E=（16）C.2.3 标准不确定度分量评定 C.2.3.1 紫外辐射照度计量最大允许误差带来的不确定度 u1 以波长 254 nm 为例，用二级紫外辐射照度来测量，二级紫外辐射照度计根据上级证书带来的相对不确定度 U1rel=18%/2=9.0%，k=1，u1=9.0%。JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 12 C.2.3.2 被测紫外分析仪的测量重复性 u2 将紫外辐射照度计探头置于紫外分析仪台面中心，调整光源平面与探头距离为 100 mm，测量该距离下紫外分析仪的辐射照度值,重复测量 10 次，并记录测量的辐射照度值 Ei(i=1,2,10)，根据贝塞尔公式计算 10 次测量的相对标准偏差，即为被测紫外辐射照度计的测量重复性带来的测量不确定度 u2。测量数据如表表 C.3。表 C.3 被测紫外辐射照度计多次重复测量的辐射照度值（W/cm2）数据表（n=10）62.3 62.4 62.8 62.3 62.4 62.4 62.0 62.4 62.0 62.3 212(EE)1100%niinuE=0.36%（17）因每个数据重复测量 3 次因此：223uu=0.21%（18）C.2.3.3 紫外分析仪的不稳定性带来的测量不确定度 u3 调整紫外分析仪灯平面与紫外辐射照度计探头距离为 100 mm，将探头置于光源正下方中心，每隔 1 min 测量 1 次，重复 6 次，并记录辐射照度值。根据贝塞尔公式计算6 次测量的相对标准偏差，即为紫外光源的不稳定性带来的测量不确定度 u3。测量数据如表 C.4。表 C.4 紫外光源的不稳定性数据表（n=6）62.3 62.4 62.6 62.0 61.8 62.0 213(EE)1100%Eniinu=0.48%（19）C.2.3.4 校准光路中的杂散辐射带来的测量不确定度 u4 校准光路中测量不确定度主要由来自周围环境中的杂散辐射引起的，取 u4=1.0%。C.2.3.5光源与探测器相对位置偏差带来的测量不确定度 u5 光源与探测器校准过程中相对位置偏差带来的测量不确定度，取 u5=1.0%。JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 13 C.2.4 合成相对标准不确定度 合成相对标准不确定度的各分量如表 C.5 所示。表 C.5 不确定度来源列表 不确定度来源 不确定度%类型 紫外辐射照度计量值溯源的不确定度 u1 9.0 B 紫外分析仪的测量重复性 u2 0.21 A 紫外分析仪光源的不稳定性带来的测量不确定度 u3 0.48 A 测量中的杂散辐射带来的测量不确定度 u4 1.0 B 光源与探测器相对位置偏差带来的测量不确定度 u5 1.0 B C.2.5 以上各不确定度分量不相关，因此合成相对标准不确定度 uc计算如下：2222212345=+cuuuuuu=9.1%（20）C.2.6 相对扩展不确定度的表示 取包含因子 k=2,Urel=kuc=9.1%2=18.2%19%,k=2 （21）C.2.7 不确定度报告 辐射照度校准结果的相对扩展不确定度 Urel=19%,k=2。C.3 光谱半宽度校准结果的不确定度评定 C.3.1 测量模型 21=（22）式中：测量光谱半宽度（单位为 nm）。2能量最大值 1/2 处对应的波长值（大）；1能量最大值 1/2 处对应的另一波长值（小）。C.3.2 方差和灵敏系数 12/()1cD=（23）JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 14 21/()1cD=（24）C.3.3 标准不确定度分量评定 C.3.3.1 仪器测量重复性不确定度分量 u1 波长的不确定度主要来源于紫外分析仪光谱半宽度的测量结果重复性,可以通过连续测量,用 A 类方法进行评定得到。测量所得数据（峰值波长 254 nm）如表 C.6：表 C.6 多次重复测量的光谱半宽度（nm）数据表（n=10）2.28 2.20 2.40 2.20 2.40 2.14 2.16 2.34 2.36 2.18 用 Bessel 公式计算得:平均值 =niixnx112.26 nm （25）标准偏差 ()=12nxxis0.10 nm （26）因每个数据重复测量 3 次因此：u1=s1/3=0.058 nm C.3.3.2 光谱辐射测量仪偏差带来的不确定度分量 u2 此项为 B 类不确定度分量，光谱辐射仪波长准确度0.5 nm,按均匀分布原理 u2=0.5 nm/3=0.289 nm （27）C.3.3.3 标准不确定度一览表（见表 C.7）表 C.7 标准不确定度一览表 标准不确定度分量 ui 不确定度来源 标准不确定度 灵敏系数 ci icui u1 仪器测量重复性 0.058 nm 1 0.058 nm u2 光谱辐射仪不确定度 0.289 nm 1 0.289 nm JJFJJF（闽）（闽）1095109520202020 15 C.3.4 合成标准不确定度 2212cuuu=+=0.298 （28）C.3.5 扩展不确定度为 取包含因子 k=2，U=kuc=0.2982=0.596 nm 0.6 nm，k=2 （29）C.3.6 不确定度报告 光谱半宽度校准结果的扩展不确定度 U=0.6 nm，k=2。