化學分析儀器計量檢測結果不準確因素及控制策略

【摘要】本文從標準物質、儀器不確定度、計量檢測標準、工作人員能力水平以及化學儀器性能等方面分析了化學分析儀器計量檢測結果不準確的原因，并提出相應的改進對策，以不斷提升我國化學計量檢測水平，確保檢測結果準確可靠。

【關鍵詞】化學；分析儀器；計量檢測

【DOI編碼】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，化學分析儀器被廣泛應用于各行業檢測工作中，如醫學檢驗、科學研究以及食品檢驗等。其檢測結果直接關系到研發成果的安全性、可靠性。儀器設備質量、計量標準及其技術等因素都能對檢測結果的準確性產生影響，因而，若想確保化學計量檢測的有效性，必須從多方面分析各項影響因素，然后對其有針對性地進行改進。

1化學分析儀器種類劃分

1.1水質分析儀器

水質分析儀器用于檢測水中的有害物質以及各種關鍵的物理和化學參數，以實現全面評估水質狀況。這些儀器可分為多種類型，并適用于不同場合，如工業廢水處理、河流污染監測，以及實驗室樣品分析等。通常針對飲用水和部分市政廢水的檢測，常用的分析儀器有氨氮分析儀器、有機碳分析儀器、溶解氧測定儀器、總磷分析儀器和化學需氧量測定儀器。此外，這些儀器還能測定高錳酸鹽指數和其他多種物質的含量。

1.2電化學儀器

一般情況下，電化學儀器涉及多種定量關系，需要確定各種特定類型溶液的電化學參數。這些參數的測定不僅涉及電導率、電位和電流，還涉及其他多個層次的變量。實際上，不同類型的電化學參數需要使用不同的測量儀器來進行測量。具體來說，電化學儀器通常包括離子計量儀、pH計、電位滴定儀和電導率儀等。

2化學分析儀器計量檢測結果不準確因素

2.1標準物質使用與制備中產生的不確定度

標準物質是一種已經確定了具有一個或多個足夠均勻的特性值的物質或材料。測量過程中，需使用標準物質作為參考來量化數值。如果在制備標準物質過程中存在誤差或不合理情況，同樣會對測量結果產生影響。在具體制備過程中，如果計算樣品的數值出現偏差，將會增加化學計量的不確定度，并對隨后的測量結果造成影響。例如，當使用實驗室pH計時，除在使用前校準儀器外，還應使用標準溶液驗證pH值，以確保測量結果的準確性。

2.2儀器不確定度較大

化學計量會使用各種分析測試設備，這類儀器辨識和校準會直接影響化學計量的不確定性。以測量溶液pH值的實驗為例，實驗中使用的溫度計、pH計和玻璃量器等都是引入測量不確定性的因素，從而增加測量結果的不確定性。

如果儀器未得到妥善保管或未進行保養維護，其準確性將下降。在實際應用中，儀器測量準確度不可避免地會發生變化。對于使用電子式pH計的實驗，應提前將設備送至計量檢定機構進行校準，待校準完成并確認合格后方可使用。但部分計量管理中心或機構未嚴格校準儀器，這將導致實驗中的測量不確定性增大，直接影響計量結果。

2.3計量檢測標準過時

隨著科技的迅猛發展，計量檢測方法和化學檢測儀器已經得到了顯著的改進和發展。但是，現有的很多計量檢測標準已不足以滿足當前的技術和應用需求，無法與現代的檢測方法和理念對接。這導致即便使用最新的化學檢測儀器，計量檢測人員仍要按照傳統的計量檢測標準進行操作，無法充分發揮新的化學檢測儀器的優點。

此外，計量檢測人員在使用某些新型化學檢測儀器進行計量檢測時，由于缺乏相應的計量檢測標準，無法準確評估計量檢測結果的準確性。這給計量檢測的精確性和可靠性帶來了挑戰。

2.4工作人員能力水平較低

為保證計量檢測工作的可靠性和準確性，在部分領域需要具有高水平專業技能和理論知識的人員來執行檢測任務。特別是在食品、藥品、生態環境領域的計量檢測中，隨著化學檢測難度和復雜性的增加，對從事計量檢測工作人員的專業知識和技能要求也越來越高。但從我國目前計量檢測工作人員的組成情況來看，大多數人只具備基本的化學檢測儀器使用操作和故障分析等能力，無法很好地完成那些要求更高、更精細、更準確的檢測任務。

2.5化學檢測儀器使用性能不佳

在現代科技推動下，化學檢測儀器快速發展，為實際檢測工作提供了巨大的助力。但在進行計量檢測時，化學檢測設備使用性能不佳的問題時有發生。評估設備性能的指標是檢出限，即儀器能夠檢測到某種化學物質的最低含量范圍。當檢出限無法達到計量檢測標準時，說明該設備無法滿足工作需求，使用性能不佳。目前，許多檢測單位仍采用傳統的工作方式，未使用新型化學檢測設備，而是使用成本低、檢出限低的舊設備。

3化學分析儀器計量檢測結果不準確控制策略

3.1合理選擇標準物質

為確保計量量值的可靠性和準確性，標準物質的選擇和制備至關重要。在標準物質的選擇和使用過程中，需要嚴格遵循確保分析測量可靠性的原則，還要充分考慮標準物質供應量、可獲得性和相關費用等因素。

首先，應考慮所期望的分析結果的不確定度水平，并選擇與分析結果不確定度水平相符的標準物質。這樣可以確保測量結果不會受到標準物質不確定度的限制。同時，根據檢定或校準規范，選擇適用于預期測量水平的標準物質，確保其適應性。這樣可以保證標準物質在所需測量范圍內具有良好的可追溯性和準確性。其次，要確保所選標準物質的基體組成與被測樣品大致相似，盡量保持測量成分含量的一致性。此外，還要關注標準物質的形態，以確保與實際樣品的測量條件相匹配。為避免系統誤差，應在相同的環境條件下，使用相同的方法和儀器來測量被測樣品和標準物質，保證測量結果的一致性。在使用過程中，根據規定的存儲條件妥善保存標準物質并及時使用，以確保標準物質在有效期內可用。最后，在選擇標準物質時，要綜合考慮化學和物理適用性、供應情況和成本等因素。若分析結果的不確定度較大，可以傾向于選擇不確定度較大的標準物質，以節省分析成本。綜上所述，標準物質的選擇和使用應遵循一系列原則，以確保計量量值的可靠性和準確性。

3.2嚴格控制儀器設備

為保證測量的準確性，選擇適用于所需精度的儀器至關重要。儀器準確度等級、分辨力和狀態都會對化學計量結果的不確定度產生影響，因而儀器選擇的重要性不容忽視。

當儀器準確度下降時，工作人員要定期校準、檢定或及時更換檢驗儀器，以確保測量的準確性，并降低因儀器使用時間過長導致的準確度下降的風險。同時，遵循校準規范對儀器設備進行校準也非常重要。只有嚴格按照規范對儀器進行校準，才能確保測量結果的可靠性和可重復性。由于部分儀器經常被使用，因而需要根據使用情況進行自檢和更換，以確保應用精確度。自檢是及時發現和糾正問題的重要手段，而更換儀器則是在儀器老化或無法滿足精確度要求時的必要選擇。總之，儀器的選擇、校準和維護是保證測量準確性的關鍵。通過合理的儀器管理，可以有效降低測量誤差，提高實驗結果的可靠性和可比性。

3.3更新計量檢測標準

我國目前已發布超過130條計量檢測標準，但這些標準無法趕上化學學科技術迅猛發展的步伐，也無法應對日益復雜和困難的化學檢測分析問題。為了解決這一問題，我國目前根據已出現的問題進行相應的更新和改進來完善計量檢測標準。但隨著科技的進步，這種制定標準的方法已經無法跟上時代的步伐。通過前瞻性分析可解決這類問題。前瞻性分析可預判化學分析專業今后的發展方向，對潛在問題進行評估整合，提前制定規劃。當市場出現新的化學檢測計量問題時，可及時制定相應的標準，以滿足現代社會的發展需求。

3.4提高檢測人員綜合專業水平

隨著化學檢測儀器的不斷創新和發展，計量檢測變得越來越復雜，而一些檢測人員專業知識和技能水平相對較低，無法滿足現代計量檢測要求。因此，須提升檢測人員綜合專業水平。首先，要推動人才流動。公司可以聘請高學歷的教師，其具備豐富的理論知識，可以參與一線工作。通過這種方式，可以幫助檢測人員更好地應對各種挑戰。其次，相關部門、協會應組織專題講座和培訓活動，解決計量檢測人員面臨的主要問題。這些講座和培訓可以使檢測人員更好地掌握化學檢測儀器的使用方法，從而持續提升綜合專業水平。

3.5改善化學檢測儀器使用性能

隨著科學技術進步，化學檢測設備得到廣泛應用。但在我國的計量檢測中，化學檢測儀器性能不盡如人意的問題較為突出。原因在于檢測單位工作方式僵化，未能充分發揮新型化學檢測設備的優勢，許多檢測單位習慣使用低成本的設備。為滿足國家標準的檢出限要求，檢測單位應推廣新設備、新技術，并提高整體水平和能力。

為確保化學檢測的準確性和可靠性，檢測單位需要改變工作方式。首先，應鼓勵使用新型化學檢測設備，充分發揮其優勢。其次，應加強對新設備、新技術的研究和應用，提高整體水平。最后，應加強與國際化學檢測領域的交流與合作。通過與國際先進檢測單位合作，學習先進檢測方法和技術，提升化學檢測水平。總之，為解決化學檢測設備性能不佳的問題，檢測單位需要改變工作方式，推廣新設備、新技術，并加強與國際化學檢測領域的交流與合作，提高整體水平和確保化學檢測的準確性和可靠性。

3.6提高化學檢測儀器的靈敏度

在計量檢測過程中，化學檢測儀器存在靈敏度不足的問題，可采取以下措施進行改進：

1）選擇先進工藝設備。在選擇化學計量檢測儀器時，應盡量采用先進的工藝設備。先進工藝設備可以確保儀器的制造過程符合標準要求，提高儀器的性能和靈敏度。

2）選擇適合需求的儀器。對于要求嚴格的檢測項目，應選擇單一功能的檢測儀器以確保結果準確；而對于要求不高的項目，則可以采用通用型儀器來降低計量檢測成本。

通過以上改進措施，我們可以進一步提高計量檢測結果的準確性。

【參考文獻】

[1]楊桂芹，張靜靜，許浩.化學分析儀器在環保水質監測方面的應用[J].當代化工研究，2023（7）：79-81.

[2]李毓超.醫療設備計量檢測中的問題及改進措施研究[J].中國設備工程，2023（15）：184-186.

[3]中華醫學會檢驗醫學分會臨床微生物學組，中華醫學會微生物學與免疫學分會臨床微生物學組，中國醫療保健國際交流促進會臨床微生物與感染分會.宏基因組高通量測序技術應用于感染性疾病病原檢測中國專家共識[J].中華檢驗醫學雜志，2021，44（2）：107-120.

[4]范宇，劉麗娟.關于加強計量器具型式評價工作的思考[J].中國檢驗檢測，2022，30（5）：8-10.

[5]王猛，王爽.化學檢測儀器計量檢測問題分析及對策探究[J].云南化工，2021，48（6）：154-156.

【作者簡介】

張杰，女，1977年出生，工程師，學士，研究方向為標準計量質量。

（編輯：李加鵬）