Международные организации по стандартизации

Этим недостатком не страдает метод полного поглощения, в котором анализ нескольких примесей может вестись одновременно, если излучение источника сплошного спектра разложить по длинам волн на полихроматоре, а фотоприемники расположить в соответствии с расположением линий различных элементов. Очевидно, что, получив выигрыш в количестве анализируемых элементов и в экспрессности, ААА усложнится и станет существенно дороже. По этой причине промышленность разных стран выпускает целый ряд ААА с различными источниками света и с различными системами регистрации.

Существенным элементом этомно-абсорбционного анализатора является атомизатор - устройство или блок, в котором материал пробы преобразуется в газовую фазу, состоящую из атомов или ионов веществ, входящих в состав пробы. Существует несколько эффективных методов атомизации вещества. Самыми распространенными методами являются атомизация в пламени и в графитовой печи, нагреваемой до температуры около 1000 °С. Последние десятилетия широкое распространение получила комбинация этих типов атомизаторов, называемых печь-пламя.

Пламенный атомизатор представляет собой газовую горелку, работающую на ацетилене или на кислородно-водородной смеси, в пламя которой вдувается мелкодисперсный аэрозоль, содержащий исследуемую пробу.

Атомизатор в виде печи представляет собой трубку из графита, нагреваемую электрическим током. Трубка помещается в объем, наполненный буферным инертным газом. Последний предотвращает не только возможное выгорание графита, но и диффузию материала пробы из разогретых участков графитовой трубки. В результате удается удерживать продукты испарения пробы в разогретой зоне в зависимости от количества вещества

пробы от нескольких секунд до нескольких часов

При одновременном использовании в качестве атомизатора печи и пламени графитовая трубка помещается в пламя горелки. Тем самым достигается наиболее полная атомизация, что позволило добиться рекордной чувствительности анализа, достигающей, например, для большинства металлов, значений порядка 10-6микрограмм на литр.

Другим универсальным методом анализа состава жидкости являются различные варианты приборов для эмиссионного спектрального анализа. Спектральные эмиссионные анализаторы используют собственное излучение элементов, входящих в состав пробы. Структурная схема эмиссионного спектрального анализатора несколько проще, чем у атомно-абсорбционного, но набор источников света, в которых возбуждается излучение элементов, находящихся в пробе, несколько шире, чем в атомно-абсорбционном методе.

Из методов возбуждения спектров особых комментариев требуют индуктивно-связанная плазма, контактный разряд и лазерная искра. Такие методы, как дуга и искра, существуют достаточно давно и хорошо описаны в литературе. Индуктивно-связанная плазма представляет собой струю негорючего газа (чаще всего аргона), излучение которой возбуждается СВЧ генератором посредством подвода мощности СВЧ излучения к горелке индуктором-спиралью, охватывающей сопло горелки.

Возбуждение материала пробы в горелке с индуктивно-связанной плазмой отличается очень высокой стабильностью интенсивности излучения. Это дает возможность точно отградуировать спектрометр - анализатор с индуктивно-связанной плазмой, например, по стандартным растворам. Еще одним важным качеством ICP анализаторов является низкий предел обнаружения примесей и универсальность метода. Самым существенным недостатком, ограничивающим применение ICP анализаторов, является высокая стоимость не только создания такого прибора, но и его обслуживания, поскольку в процессе работы расходуется большое количество инертного газа - аргона.

Возбуждение спектров испускания некоторых анализируемых образцов необходимо выполнять в вакууме, чтобы избежать влияния компонентов атмосферы на результат анализа (например, при анализе кислорода в металлах), а также для того, чтобы имелась возможность работы в области длин волн короче 200 км. Последняя задача может возникнуть при регистрации наиболее интенсивных (резонансных) линий металлоидов или инертных газов.

Для возбуждения эмиссионных спектров в вакууме используют так называемый контактный разряд, т. е. пару контактов, которая механически замыкается и размыкается специальным устройством. Возникающая при размыкании искра и служит источником света.

Лазерная искра также с успехом применяется при возбуждении излучения пробы, находящейся в вакууме.

Использование контактного разряда и лазерной искры в ряде специальных аналитических задач позволяет добиться результатов, которые не могут быть достигнуты другими методами.

  Погрешность средств измерений.

Погрешность прибора характеризует отличие его показаний  от  истинного  или действительного значения измеряемой  величины.  Погрешность  преобразователя определяется  отличием  номинальной  (т.е.  приписываемой   преобразователю) характеристики  преобразования  или  коэффициента   преобразования   от   их истинного значения.

Погрешность  меры  характеризует  отличие  номинального  значения  меры  от истинного значения воспроизводимой ею величины.

Точность СИ  –  качество,  отражающее  близость  к  нулю  его  погрешности.

Например,  при  погрешности  прибора  ?=10-4  (0,01  %)  точность   –   104.

Возникновение  погрешности  СИ  объясняется  рядом  причин,  в   том   числе приближенным расчетом характеристик, отличием параметров элементов  и  узлов прибора от  требуемых  расчетных  значений,  старением  элементов  и  узлов, паразитными параметрами элементов, внутренними шумами,  изменением  влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала и др.  Погрешности  СИ оцениваются при его поверке.

Поверка СИ – определение метрологической  организацией  погрешностей  СИ  и установление его пригодности к применению. Поскольку погрешность во  времени может изменяться, поверку проводят с определенной периодичностью.

По способу выражения различают погрешности :

- абсолютная погрешность прибора – разность между показаниями прибора xп  и истинным значением измеряемой величины x : ? = xп – x.

- относительная погрешность  прибора  –  отношение  абсолютной  погрешности прибора к истинному (действительному) значению измеряемой величины ?/x или в процентах  ?=  100?/x,  где  если  x  >>  ?,  то  вместо  x   с достаточной степенью точности можно использовать xп .

- приведенная  погрешность  прибора  –  отношение  в  процентах  абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению : ? = 100/xнорм.

В соответствии с ГОСТ 8.401-80 xнорм принимается равным :

- большему из пределов измерений или большему из модулей пределов измерений для СИ с равномерной или степенной шкалой, если нулевая отметка находится на краю или вне диапазона измерений;

- арифметической сумме модулей пределов  измерений,  если  нулевая  отметка находится внутри диапазона измерений;

- установленному номинальному значению для СИ с  установленным  номинальным значением измеряемой величины.

- Всей длине шкалы для приборов с  существенно  неравномерной  шкалой,  при этом абсолютные погрешности также выражают в единицах длины.

Во всех остальных случаях нормирующее значение устанавливается  стандартами для соответствующих видов СИ.

Для преобразователей определение абсолютных  и  относительных  погрешностей несколько  сложнее.  Они  определяются  по  входу  ?вх  и  выходу   ?вых   и характеризуют отличие реальной характеристики преобразования yp =  Fp(x)  отноминальной yн=Fн(x).

Для оценки погрешности по выходу находят значения yр и yн при заданной

величине x. Тогда ?вых = yр- yн , а относительная погрешность ? = ?вых/yр.

По входу ?вх = xн- x; где xн =Fн-1(yр) определяется через значение yр и

функцию, обратную Fн , т.е. xн – такое значение x, которое при номинальной

характеристики дало бы на входе значение yр; ? =?вх/x – относительная

погрешность.

Уже отмечалось, что в зависимости от условий применения СИ погрешности

делятся на основную (при нормальных условиях) и дополнительную (при рабочих условиях).

В зависимости от поведения измеряемой величины во времени различают

статическую и динамическую погрешности, а также погрешность в динамическом режиме.

Статическая погрешность СИ (?ст) – погрешность СИ, используемого для

измерения постоянной величины (например, амплитуды периодического сигнала).

Погрешность в динамическом режиме (?дин.р.) – погрешность СИ, используемого для измерения переменной во времени величины.
Список литературы:

1.        Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2008. – 432 с.

2.        Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. – 7-е изд., перераб. и доп. – Л.: Политехника,2006.

3.        Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии: Учебное пособие – М.: Изд-во стандартов, 2007, – 280 с.

4.        Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Логос, 2009. – 560 с. ил.

5.        Федеральный закон РФ «О техническом регулировании» от 27.12.2007 № 184-ФЗ.

6.        Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» от 27.04.06 №4871-1 (в редакции 2009 г.)

7.        ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основные отклонения.

8.        Тартаковский Д.Ф. Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов -.М.:Высш.шк., 2008.

9.        Нефедов В.И Метрология и радиоизмерения. М: Высш. шк., 2008.