浅析分光光度计检定结果的影响因素

【摘要】 本文从六个方面阐述了分光光度计检定结果的影响因素，包括标准器的选择、波长示值误差和重复性项目波长检定点的选择、仪器的光谱带宽、透射比示值误差和重复性项目波长检定点的选择、标准石英吸收池的配套性、滤光片的状态。检定员只有重视这六个方面的检定细节，才能保证检定结果的准确可靠。

【关键词】 分光光度计;检定;影响因素

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.04.021

Analysis of Influencing Factors of the Spectrophotometer

Verification Results

HE Chao-ping

（Guangzhou Institute of Measurement and Testing Technology，Guangzhou 510030，China）

Abstract： This paper expounds the influencing factors of the detection results of spectrophotometer from six aspects， including the selection of the standard device， the wavelength indication error and the selection of the wavelength verification point of the repeatable project， the spectral bandwidth， the transmission ratio error， the selection of the wavelength verification point of the repeatability project and the matching of the standard quartz cell and the state of the filter. Only by attaching importance to the verification details of these six aspects can tester ensure the accuracy and reliability of the verification results.

Key words： spectrophotometer;verification;influence factor

分光光度计在各行各业都有着广泛的应用，是众多产品质量检测的重要计量器具，其量值的准确可靠对检测结果影响深远。分光光度计的检定依据的是JJG 178-2007《紫外、可见、近红外分光光度计》，主要检定项目有波长示值误差与重复性、透射比示值误差与重复性、光谱带宽、吸收池配套性等。使用到的标准器主要有波长标准物质、透射比标准物质、标准石英吸收池等。本文结合实际工作经验，总结出影响分光光度计检定结果的主要因素，期望对检定人员的工作有所帮助。

分光光度计检定结果的影响因素主要包括六个方面，分别是标准器的选择、波长示值误差和重复性项目波长检定点的选择、仪器的光谱带宽、透射比示值误差和重复性项目波长检定点的选择、标准石英吸收池的配套性、滤光片的状态。

1 标准器的选择

JJG 178-2007中列举了用到的9种波长标准物质的波长示值误差及重复性项目，并对它们适用的波段进行了规定。这里特别要注意“标准干涉滤光片”。它不适用于检定Ⅰ级和Ⅱ级分光光度计。这主要是因为干涉滤光片的波长定值不确定度比较大，一般在0.4～0.9nm，已经接近或超过Ⅰ级和Ⅱ级的技术指标。即便如此，检定中也要注意干涉滤光片证书中提供的定值不确定度是否足够满足Ⅲ级分光光度计的检定要求。

2 波长示值误差和重复性项目波长检定点的选择

JJG 178-2007规定，检定分光光度计A、B段波长示值误差和重复性，每间隔100nm至少选择一个波长检定点。各计量检定机构一般选择使用氧化钬滤光片和镨钕滤光片作为标准器。因其易于保存，使用方便，而且吸收峰的数量多。但是并非所有的吸收峰都适用于各级分光光度计的检定。氧化钬滤光片和镨钕滤光片是按JJG 1034-2008《光谱光度计标准滤光器》进行检定的，此规程根据吸收峰的峰高、尖锐程度、对称性、年变化量的不同定义了一级峰和二级峰。峰高越高、越尖锐、对称性越好、年变化量越小，其定值不确定度就越小。对于达不到一级峰和二级峰标准的吸收峰，一般计量部门都会将其作为“参考峰”列出。但应该注意的是，因“参考峰”的峰形差、年变化量大，应尽量避免选择其作为波长检定点。

3 仪器光谱带宽的影响

仪器的光谱带宽，指的是从单色器射出的单色光谱线强度轮廓曲线的二分之一高度处的谱带宽度。用来表征仪器的光谱分辨率。对于同一台仪器，光谱带宽越大，测量光束能量越强，仪器数值越稳定，反之，仪器数值越不稳定。高等级的分光光度计通常可以自由设置不同的光谱带宽。但是一些低等级的仪器往往只能固定某个光谱带宽。而且为了降低成本的同时追求数值的稳定，往往选用更大的光谱带宽。

检定分光光度计时，仪器的光谱带宽应与所使用标准器定值时的光谱带宽保持一致，否则将对波长示值误差的检定结果造成影响，对于固定带宽的分光光度計更要特别注意这点。但是目前氧化钬滤光片和镨钕滤光片的检定部门通常只提供2nm带宽下的检定结果。并不适用于市面上的固定5nm带宽（或其它更大带宽）仪器的检定。此时，应向滤光片的检定部门要求提供不同带宽下的滤光片检定结果。对于不同带宽下滤光片的峰值波长检定结果的差异的比较见表1。

从表1中可以看出，2nm带宽与5nm带宽下的峰值波长最大相差2.54nm，已经超过了Ⅱ级分光光度计的波长允差1.0nm。如果不使用仪器对应带宽下的标准峰值波长数据，将对检定结果造成严重影响，甚至影响仪器级别判定。

4 透射比示值误差和重复性项目波长检定点的选择

JJG 178-2007规定，分光光度计透射比示值误差和重复性的检定，在紫外区可以使用紫外透射比标准溶液在235nm、257nm、313nm、350nm处检定，或使用紫外区透射比滤光片检定;在可见区可以使用光谱中性滤光片在440nm、546nm、635nm处检定。

但是JJG 1034-2008对紫外透射比滤光片和光谱中性滤光片的检定却规定了254nm、300nm、340nm、365nm、436nm、465nm、546nm、590nm、635nm这几个检定点。虽然JJG 1034-2008中也指出可以按“客户特殊要求的测量波长”，但是实际中发现有些滤光片的检定部门只按JJG 1034-2008的波长点检定，而没有按JJG 178-2007的波长点检定，造成滤光片的检定与使用相脱节。这种现象应当引起检定规程编制者的注意。现实情况下，还是应当要求滤光片的检定部门按使用波长点进行检定，并提供不同光谱带宽下的检定结果。

5 标准石英吸收池配套性的影响

JJG 178-2007规定，可以用紫外标准溶液检定分光光度计紫外区透射比示值误差和重复性，这就需要使用到标准石英吸收池。JJG 178-2007还规定了配套的标准石英吸收池透射比配套误差不大于0.2%。

但是在日常检定工作中，由于需要经常清洗擦拭，标准吸收池的透射比配套性往往不能一直保持不大于0.2%的良好状态。这就要求经常检定标准石英吸收池的配套性是否符合要求，以免对测量结果造成影响。

6 滤光片状态的影响

在日常大量的分光光度计检定工作中，难免会在滤光片表面留下灰尘和指纹，如果不注意及时清洁，将对检定结果造成不可预计的影响，尤其对透射比示值误差的影响最大。滤光片表面的污垢将直接造成其实际透过率降低，造成检定结果不准确。

轻微的灰尘往往难以查觉，一个简单有效的办法是用一个强光源（手机LED补光灯）沿表面平行方向低角度照射滤光片，细微的灰尘会将光线散射而被观察到，然后使用绒布和气吹清洁滤光片表面，使之保持清洁。

7 结语

影响分光光度计检定结果的因素还有很多，本文所列是容易被检定员忽视的因素。只有更加注意检定过程中的影响因素和细节，才能提高分光光度计检定的水平，从而保证检定结果的准确可靠。

【参考文献】

[1]  紫外、可见、近红外分光光度计：JJG 178-2007[S].

[2]  光谱光度计标准滤光器：JJG 1034-2008[S].

[3]  叶军安，尹德金.《紫外、可见、近红外分光光度计》检定规程部分技术指标说明[J].工业计量，2010（4）：56-57+60.

[4]  張志宏，张越.紫外可见分光光度计检定过程中的注意事项[J].中国计量，2013（5）：90-91.

【作者简介】何超平（1981-），男，工程师，工程硕士，研究方向为物理、化学、光学检测仪器计量检定与校准。