化学分析仪器计量检测结果不准确因素及控制策略

【摘要】本文从标准物质、仪器不确定度、计量检测标准、工作人员能力水平以及化学仪器性能等方面分析了化学分析仪器计量检测结果不准确的原因，并提出相应的改进对策，以不断提升我国化学计量检测水平，确保检测结果准确可靠。

【关键词】化学；分析仪器；计量检测

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.059

Factors and Control Strategies for Inaccurate Measurement Results of Chemical Analysis Instruments

ZHANG Jie

（Fengfeng MiningArea Market Supervision andAdministration Bureau， Handan 056200， China）

Abstract： This article analyzes the reasons for the inaccurate results of chemical analysis instrument calibration and testing from the aspects of standard substances， instrument uncertainty， metrological testing standards， staff competence， and the performance of chemical instruments. It also proposes corresponding improvement measures to continuously improve the level of chemical metrological testing in our country and ensure accurate and reliable test results.

Keywords： chemistry； analytical instruments； metrological testing

目前，化學分析仪器被广泛应用于各行业检测工作中，如医学检验、科学研究以及食品检验等。其检测结果直接关系到研发成果的安全性、可靠性。仪器设备质量、计量标准及其技术等因素都能对检测结果的准确性产生影响，因而，若想确保化学计量检测的有效性，必须从多方面分析各项影响因素，然后对其有针对性地进行改进。

1化学分析仪器种类划分

1.1水质分析仪器

水质分析仪器用于检测水中的有害物质以及各种关键的物理和化学参数，以实现全面评估水质状况。这些仪器可分为多种类型，并适用于不同场合，如工业废水处理、河流污染监测，以及实验室样品分析等。通常针对饮用水和部分市政废水的检测，常用的分析仪器有氨氮分析仪器、有机碳分析仪器、溶解氧测定仪器、总磷分析仪器和化学需氧量测定仪器。此外，这些仪器还能测定高锰酸盐指数和其他多种物质的含量。

1.2电化学仪器

一般情况下，电化学仪器涉及多种定量关系，需要确定各种特定类型溶液的电化学参数。这些参数的测定不仅涉及电导率、电位和电流，还涉及其他多个层次的变量。实际上，不同类型的电化学参数需要使用不同的测量仪器来进行测量。具体来说，电化学仪器通常包括离子计量仪、pH计、电位滴定仪和电导率仪等。

2化学分析仪器计量检测结果不准确因素

2.1标准物质使用与制备中产生的不确定度

标准物质是一种已经确定了具有一个或多个足够均匀的特性值的物质或材料。测量过程中，需使用标准物质作为参考来量化数值。如果在制备标准物质过程中存在误差或不合理情况，同样会对测量结果产生影响。在具体制备过程中，如果计算样品的数值出现偏差，将会增加化学计量的不确定度，并对随后的测量结果造成影响。例如，当使用实验室pH计时，除在使用前校准仪器外，还应使用标准溶液验证pH值，以确保测量结果的准确性。

2.2仪器不确定度较大

化学计量会使用各种分析测试设备，这类仪器辨识和校准会直接影响化学计量的不确定性。以测量溶液pH值的实验为例，实验中使用的温度计、pH计和玻璃量器等都是引入测量不确定性的因素，从而增加测量结果的不确定性。

如果仪器未得到妥善保管或未进行保养维护，其准确性将下降。在实际应用中，仪器测量准确度不可避免地会发生变化。对于使用电子式pH计的实验，应提前将设备送至计量检定机构进行校准，待校准完成并确认合格后方可使用。但部分计量管理中心或机构未严格校准仪器，这将导致实验中的测量不确定性增大，直接影响计量结果。

2.3计量检测标准过时

随着科技的迅猛发展，计量检测方法和化学检测仪器已经得到了显著的改进和发展。但是，现有的很多计量检测标准已不足以满足当前的技术和应用需求，无法与现代的检测方法和理念对接。这导致即便使用最新的化学检测仪器，计量检测人员仍要按照传统的计量检测标准进行操作，无法充分发挥新的化学检测仪器的优点。

此外，计量检测人员在使用某些新型化学检测仪器进行计量检测时，由于缺乏相应的计量检测标准，无法准确评估计量检测结果的准确性。这给计量检测的精确性和可靠性带来了挑战。

2.4工作人员能力水平较低

为保证计量检测工作的可靠性和准确性，在部分领域需要具有高水平专业技能和理论知识的人员来执行检测任务。特别是在食品、药品、生态环境领域的计量检测中，随着化学检测难度和复杂性的增加，对从事计量检测工作人员的专业知识和技能要求也越来越高。但从我国目前计量检测工作人员的组成情况来看，大多数人只具备基本的化学检测仪器使用操作和故障分析等能力，无法很好地完成那些要求更高、更精细、更准确的检测任务。

2.5化学检测仪器使用性能不佳

在现代科技推动下，化学检测仪器快速发展，为实际检测工作提供了巨大的助力。但在进行计量检测时，化学检测设备使用性能不佳的问题时有发生。评估设备性能的指标是检出限，即仪器能够检测到某种化学物质的最低含量范围。当检出限无法达到计量检测标准时，说明该设备无法满足工作需求，使用性能不佳。目前，许多检测单位仍采用传统的工作方式，未使用新型化学检测设备，而是使用成本低、检出限低的旧设备。

3化学分析仪器计量检测结果不准确控制策略

3.1合理选择标准物质

为确保计量量值的可靠性和准确性，标准物质的选择和制备至关重要。在标准物质的选择和使用过程中，需要严格遵循确保分析测量可靠性的原则，还要充分考慮标准物质供应量、可获得性和相关费用等因素。

首先，应考虑所期望的分析结果的不确定度水平，并选择与分析结果不确定度水平相符的标准物质。这样可以确保测量结果不会受到标准物质不确定度的限制。同时，根据检定或校准规范，选择适用于预期测量水平的标准物质，确保其适应性。这样可以保证标准物质在所需测量范围内具有良好的可追溯性和准确性。其次，要确保所选标准物质的基体组成与被测样品大致相似，尽量保持测量成分含量的一致性。此外，还要关注标准物质的形态，以确保与实际样品的测量条件相匹配。为避免系统误差，应在相同的环境条件下，使用相同的方法和仪器来测量被测样品和标准物质，保证测量结果的一致性。在使用过程中，根据规定的存储条件妥善保存标准物质并及时使用，以确保标准物质在有效期内可用。最后，在选择标准物质时，要综合考虑化学和物理适用性、供应情况和成本等因素。若分析结果的不确定度较大，可以倾向于选择不确定度较大的标准物质，以节省分析成本。综上所述，标准物质的选择和使用应遵循一系列原则，以确保计量量值的可靠性和准确性。

3.2严格控制仪器设备

为保证测量的准确性，选择适用于所需精度的仪器至关重要。仪器准确度等级、分辨力和状态都会对化学计量结果的不确定度产生影响，因而仪器选择的重要性不容忽视。

当仪器准确度下降时，工作人员要定期校准、检定或及时更换检验仪器，以确保测量的准确性，并降低因仪器使用时间过长导致的准确度下降的风险。同时，遵循校准规范对仪器设备进行校准也非常重要。只有严格按照规范对仪器进行校准，才能确保测量结果的可靠性和可重复性。由于部分仪器经常被使用，因而需要根据使用情况进行自检和更换，以确保应用精确度。自检是及时发现和纠正问题的重要手段，而更换仪器则是在仪器老化或无法满足精确度要求时的必要选择。总之，仪器的选择、校准和维护是保证测量准确性的关键。通过合理的仪器管理，可以有效降低测量误差，提高实验结果的可靠性和可比性。

3.3更新计量检测标准

我国目前已发布超过130条计量检测标准，但这些标准无法赶上化学学科技术迅猛发展的步伐，也无法应对日益复杂和困难的化学检测分析问题。为了解决这一问题，我国目前根据已出现的问题进行相应的更新和改进来完善计量检测标准。但随着科技的进步，这种制定标准的方法已经无法跟上时代的步伐。通过前瞻性分析可解决这类问题。前瞻性分析可预判化学分析专业今后的发展方向，对潜在问题进行评估整合，提前制定规划。当市场出现新的化学检测计量问题时，可及时制定相应的标准，以满足现代社会的发展需求。

3.4提高检测人员综合专业水平

随着化学检测仪器的不断创新和发展，计量检测变得越来越复杂，而一些检测人员专业知识和技能水平相对较低，无法满足现代计量检测要求。因此，须提升检测人员综合专业水平。首先，要推动人才流动。公司可以聘请高学历的教师，其具备丰富的理论知识，可以参与一线工作。通过这种方式，可以帮助检测人员更好地应对各种挑战。其次，相关部门、协会应组织专题讲座和培训活动，解决计量检测人员面临的主要问题。这些讲座和培训可以使检测人员更好地掌握化学检测仪器的使用方法，从而持续提升综合专业水平。

3.5改善化学检测仪器使用性能

随着科学技术进步，化学检测设备得到广泛应用。但在我国的计量检测中，化学检测仪器性能不尽如人意的问题较为突出。原因在于检测单位工作方式僵化，未能充分发挥新型化学检测设备的优势，许多检测单位习惯使用低成本的设备。为满足国家标准的检出限要求，检测单位应推广新设备、新技术，并提高整体水平和能力。

为确保化学检测的准确性和可靠性，检测单位需要改变工作方式。首先，应鼓励使用新型化学检测设备，充分发挥其优势。其次，应加强对新设备、新技术的研究和应用，提高整体水平。最后，应加强与国际化学检测领域的交流与合作。通过与国际先进检测单位合作，学习先进检测方法和技术，提升化学检测水平。总之，为解决化学检测设备性能不佳的问题，检测单位需要改变工作方式，推广新设备、新技术，并加强与国际化学检测领域的交流与合作，提高整体水平和确保化学检测的准确性和可靠性。

3.6提高化学检测仪器的灵敏度

在计量检测过程中，化学检测仪器存在灵敏度不足的问题，可采取以下措施进行改进：

1）选择先进工艺设备。在选择化学计量检测仪器时，应尽量采用先进的工艺设备。先进工艺设备可以确保仪器的制造过程符合标准要求，提高仪器的性能和灵敏度。

2）选择适合需求的仪器。对于要求严格的检测项目，应选择单一功能的检测仪器以确保结果准确；而对于要求不高的项目，则可以采用通用型仪器来降低计量检测成本。

通过以上改进措施，我们可以进一步提高计量检测结果的准确性。

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【作者简介】

张杰，女，1977年出生，工程师，学士，研究方向为标准计量质量。

（编辑：李加鹏）