质量控制图在直读光谱分析高纯银中的应用

张元璋 方名戌 吴嵩 虞婧 / 上海市计量测试技术研究院

质量控制图在直读光谱分析高纯银中的应用

张元璋 方名戌 吴嵩 虞婧 / 上海市计量测试技术研究院

以测定高纯银杂质中铜、铅、硒含量的直读光谱分析数据为例，通过平均值、极差、上下控制限及中心线的计算，绘制了质量控制图，该图可有效验证直读光谱仪器的稳定性，确保检测结果可控准确。

质量控制图；直读光谱；高纯银

0 引言

近年来，随着银市场的快速发展、工艺技术的进步和人们消费观念的改变，各行业领域对银产品纯度的要求也越来越高，许多生产企业陆续推出了999.9‰高纯度的银条、银锭、银制饰品。因此，市场对高纯银产品的检测也提出了更高的要求。高纯银中的八种杂质元素限量规定参照国家标准GB/T 4135-2002《银》[1]，测定方法参照国家标准GB/T 11067-2006《银化学分析方法》[2]。该标准采用的是火焰原子吸收光谱法，存在前处理复杂，操作繁琐、耗时长等问题。直读光谱是近年来用于金属材料中化学成分快速分析的先进仪器，具有精度高、快速、准确、低耗等特点。为保证仪器的稳定性，除了按周期对其进行校准外，还应自我监视，有效控制其工作状态。质量控制图可以使实验室的检测始终处于监控状态,使检验结果的准确度、精密度都落在预先控制的范围内。本文以直读光谱仪测定高纯银八种杂质中的铜、铅、硒三种元素为例，绘制平均值-极差质量控制图，用于该类产品检测过程的质量控制及仪器稳定性的验证。

1 实验

1.1 仪器及标准物质

SPECTROLAB LAVM11型直读光谱仪（德国斯派克公司），环境温度20～25 ℃，湿度≤70%，氩气纯度≥99.99%，氩气输出压强0.50～0.60 MPa。

LBMA AgRM1银标准物质（伦敦金银协会），其中铜、铅、硒的元素含量给定值（mg/kg）分别为30.2±2.3，37.5±1.1，23.0±1.6。

1.2 实验过程

以LBMA AgRM1标准物质为质量控制对象，重复5次测定标准物质中铜、铅、硒的元素含量为1组数据，检测频率3次/周，连续测定20组数据。

Ri—— 每组数据的极差；

m—— 测定组数；

ximax，ximin—— 分别为每组数据的最大值和最小值

对于R图：

UCL和LCL分别为质量控制图的上控制限和下控制限，通常表示工序要求的上偏差限和下偏差限；CL表示中心线，一般指的是平均值或标准值。控制图系数A2、D3和D4的参考值均与每组的重复测定次数n有关，见表1。

表1 A2、D3和D4的参考值

2 结果与讨论

LAVM11型直读光谱仪测定20组LBMA AgRM1标准物质中铜、铅、硒元素含量的平均值和极差计算结果见表2，控制限和中心线数据见表3。

表2 LBMA AgRM1标准物质中铜、铅、硒的平均值和极差/mg·kg-1

表3 LBMA AgRM1标准物质中铜、铅、硒的控制限和中心线/mg·kg-1

按照表3中各元素UCL、CL和LCL的计算值，绘制上下控制线和中心线，将表2中各组数据的平均值和极差值分别在图上打点绘制成折线图，铜、铅、硒的-R质量控制图分别见图1～图6。

由图1～图6可知，无任何点超过控制图的上下控制线；无连续7点上升或下降；中心线一侧的数据点数量无明显多于另一侧；无任何其他明显非随机的图形。此外，LAVM11型直读光谱仪测定标准物质中的铜、铅、硒元素平均值均在标准物质证书给定值不确定度范围内，测量值与给定值也一致。根据质控图判异准则，测量过程的系统影响和随机影响均在控制范围内，测量数据准确可靠，仪器稳定性良好。

图1 铜元素X控制图

图2 铜元素R控制图

图3 铅元素X控制图

图4 铅元素R控制图

图5 硒元素X控制图

图6 硒元素R控制图

3 结语

运用LAVM11型直读光谱仪建立银标准物质中铜、铅、硒元素含量-R质量控制图，整个检测过程稳定可靠，处于受控状态。质量控制图制作简单、方便、实用，定期随机将质控样品穿插到日常检测样品中即可遵照新的规定界限进行跟踪检查，及时发现和排除检测过程中的异常变异因素。本实验方法可应用于考察直读光谱仪在高纯银样品分析中仪器测试数据的稳定性，保证测试结果的准确性。

[1] 黄国芳，金俊，吴奕阳，等. X射线荧光光谱法检测银首饰合金中的铅含量[J].上海计量测试，2014（3）：21-22.

[2] 全国有色金属标准化技术委员会. GB/T 4135-2002 银[S].北京：中国标准出版社，2002.

[3] 全国有色金属标准化技术委员会.GB/T 11067-2006 银化学分析方法[S]. 北京：中国标准出版社，2006.

[4] 高颂，庞晓辉，刘喜山，等.光电直读光谱法测定高温合金K18中的主量和杂质元素[J].理化检验-化学分册，2015，51（10）：1369-1372 .

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[6] 国家质量监督检验检疫总局质量管理司.质量专业综合知识（中级）下册：统计过程控制[M].北京：中国人事出版社，2003.

Application of quality control chart in analysis of high purity silver by direct reading spectrometer

Zhang Yuanzhang，Fang Mingxü，Wu Song，Yü Jing
（Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology）

In this paper, based on the example of determination of impurity element (copper, lead, selenium) in high purity silver by direct reading spectrometer,-Rquality control chart was drawed by the calculation of accumulated experiment data including test average, range, upper and lower control limits, center line. The chart can effectively judge the stability of the direct reading spectrometer, to ensure the accuracy and controllability of the test result.

quality control chart; direct reading spectrometer; high purity silver