ICS19.020

CCSN04

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSTM01490—202X

氮氧分析儀使役性能評(píng)價(jià)方法

MethodforUsageandServicePerformanceEvaluationofNitrogen-Oxygen

Analyzers

（征求意見(jiàn)稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX

實(shí)施

中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—2024

氮氧分析儀性能使役評(píng)價(jià)方法

重要提示（危險(xiǎn)或警告或注意）:使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未

指出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國(guó)家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的

條件。

1范圍

本文件規(guī)定了氧氮分析儀檢出限、定量限、重復(fù)性和穩(wěn)定性的測(cè)試及評(píng)價(jià)方法。

本文件適用于鋼鐵、有色金屬試樣成分分析用氧氮分析儀的性能評(píng)價(jià)的性能評(píng)價(jià)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T14265金屬材料中氫、氧、氮、碳和硫分析方法通則

GB/T20124鋼鐵氮含量的測(cè)定惰性氣體熔融熱導(dǎo)法（常規(guī)方法）

GB/T11261鋼鐵氧含量的測(cè)定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法

GB/T17433冶金產(chǎn)品化學(xué)分析基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)

GB/T32267分析儀器性能測(cè)定術(shù)語(yǔ)

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

JJF1321元素分析儀校準(zhǔn)規(guī)范

T/CSTM00277.1分析儀器穩(wěn)定性評(píng)價(jià)第1部分基于標(biāo)準(zhǔn)方法精密度的評(píng)價(jià)

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T32267、GB/T17433-2014、T/CSTM00277.1界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

檢出限detectionlimit

在一定的置信度下由特定的分析方法能夠檢出的最小分析信號(hào)求得的最低濃度。

[來(lái)源：GB/32267-2015，2.1]

3.2

定量限quantificationlimit

定量分析方法實(shí)際可以測(cè)定的某組分的下限。

[來(lái)源:GB/T32267-2015，2.2]

3.3

重復(fù)性repeatability

2

T/CSTMXXXXX—2024

在同一實(shí)驗(yàn)室，由同一操作人員使用相同的設(shè)備，按相同的測(cè)試方法，在相同的測(cè)試條件下，對(duì)同被測(cè)

定量在短時(shí)間內(nèi)對(duì)相繼獨(dú)立進(jìn)行多次測(cè)量的精密度。

[來(lái)源:GB/T32267-2015，2.6]

3.4

穩(wěn)定性stabilityofequipment

在規(guī)定的工作條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，儀器保持測(cè)定值隨時(shí)間在限定范圍內(nèi)變化的能力。

[來(lái)源:GB/T32267-2015，2.19]

4儀器

由電極脈沖爐、凈化系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)等部分組成的氮氧

分析儀。

5試驗(yàn)樣品

經(jīng)過(guò)篩選的具有可靠指定值、成分均勻的系列考核樣品。

考察儀器檢出限及定量限使用純金屬樣品或低含量標(biāo)樣，元素含量接近檢出限。

考察重復(fù)性和儀器穩(wěn)定性使用有證標(biāo)準(zhǔn)樣品或標(biāo)準(zhǔn)樣品、質(zhì)控樣品。

考察樣品的含量均勻，且大致位于測(cè)定范圍的高、中、低段。

6測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方法

6.1外觀檢查

儀器應(yīng)具有下列標(biāo)識(shí)：名稱、型號(hào)、制造廠名（或公司名）、出廠日期、出廠編號(hào)和設(shè)備編號(hào)。

主機(jī)及配件齊全，各按鍵開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)旋鈕均正常工作，各種儀表、控制界面正常顯示。

儀器功能完備，軟件界面能正常顯示相關(guān)測(cè)量參數(shù)、質(zhì)量控制狀況、測(cè)量數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

6.2測(cè)試前的準(zhǔn)備

評(píng)價(jià)專家與評(píng)價(jià)儀器廠家進(jìn)行技術(shù)交流，包括但不限于儀器特性、試驗(yàn)進(jìn)度、試驗(yàn)技術(shù)要求和原始數(shù)據(jù)

的確認(rèn)事宜。評(píng)價(jià)組提供試驗(yàn)技術(shù)方案。

對(duì)儀器環(huán)境進(jìn)行檢查，保持環(huán)境溫度在（15~30）℃，試驗(yàn)期間溫度變化不超過(guò)5℃；相對(duì)濕度＜85%；

開(kāi)機(jī)穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間。

進(jìn)行管道系統(tǒng)凈化，將漏入的空氣除干凈，同時(shí)確保連接取樣管路時(shí)沒(méi)有漏入空氣。

對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

6.3分析條件

按儀器設(shè)定的分析條件進(jìn)行試驗(yàn)。

6.4檢出限與定量限測(cè)試及評(píng)價(jià)

6.4.1試驗(yàn)方法

3

T/CSTMXXXXX—2024

在選定儀器分析程序下，測(cè)量純金屬樣品或低含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品（元素含量接近檢出限）的峰面

積（或峰高）10次，繪制測(cè)試元素的校準(zhǔn)曲線，得到校準(zhǔn)曲線的斜率b。按公式（1）計(jì)算檢出限D(zhuǎn)L：

DL=3×s/b（1）

式中：

s:純金屬標(biāo)樣或低含量標(biāo)樣10次峰面積（或峰高）測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

b:校準(zhǔn)曲線斜率

按公式（2）計(jì)算定量下限：

LQ=10×s/b(2)

6.4.2評(píng)價(jià)方法

按國(guó)家、行業(yè)、團(tuán)體測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)量檢定規(guī)程、計(jì)量技術(shù)規(guī)范、校準(zhǔn)方法評(píng)價(jià)檢出限是否滿足標(biāo)準(zhǔn)

要求或達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)等級(jí)。

將定量限與國(guó)家、行業(yè)、團(tuán)體測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍下限進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)于多臺(tái)儀器性能評(píng)價(jià)，以各儀器目標(biāo)元素檢出限、定量限所在四分位距分區(qū)對(duì)儀器進(jìn)行評(píng)價(jià)。

6.5重復(fù)性測(cè)試及評(píng)價(jià)

6.5.1試驗(yàn)方法

連續(xù)測(cè)量高、低含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品的元素含量值n次，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（％），即為儀器

的重復(fù)性。

∑?

??=?(3)

?

2

∑(????)

?=√?(4)

??1

式中：

??—n個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值；

??—單次測(cè)量數(shù)據(jù)；

s—標(biāo)準(zhǔn)偏差；

n—測(cè)量次數(shù)。

?

???=×100%(5)

??

6.5.2評(píng)價(jià)方法

按照計(jì)量檢定規(guī)程、計(jì)量技術(shù)規(guī)范、校準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)試或在重復(fù)性條件下測(cè)量重復(fù)性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)

準(zhǔn)樣品10次，計(jì)算目標(biāo)元素含量測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S10。當(dāng)S10≤0.50r時(shí)，表明重復(fù)性符合系列測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中相

應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，否則不符合，r為分析標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性限。

對(duì)于多臺(tái)儀器性能評(píng)價(jià)，以各儀器目標(biāo)元素重復(fù)性S10所在四分位距分區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

6.6儀器穩(wěn)定性測(cè)試及評(píng)價(jià)

6.6.1試驗(yàn)方法

6.6.1.1相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

分別測(cè)量高、低含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品各2次，計(jì)算元素含量平均值c（％），每隔45min測(cè)定一次，重

復(fù)測(cè)量n組數(shù)據(jù)，并計(jì)算出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（％），即為儀器的穩(wěn)定性。

∑?

??=?(6)

?

2

∑(????)

?=√?(7)

??1

式中：

??—測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值；

s—標(biāo)準(zhǔn)偏差；

n—測(cè)量次數(shù)。

4

T/CSTMXXXXX—2024

儀器穩(wěn)定性為：

?

???=×100%(8)

??

6.6.1.2穩(wěn)定時(shí)間上限

按T/CSTI00277.1測(cè)試各儀器、各水平測(cè)試元素的穩(wěn)定時(shí)間上限，通常穩(wěn)定性測(cè)試時(shí)間T為數(shù)小時(shí)或數(shù)

十小時(shí)，將其分為m個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)測(cè)量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品n次，得到一組數(shù)據(jù)，測(cè)試時(shí)

間內(nèi)共產(chǎn)生m組數(shù)據(jù)，通常m≥8，計(jì)(m-1)個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段間隔相等。

6.6.2評(píng)價(jià)方法

按照計(jì)量檢定規(guī)程、計(jì)量技術(shù)規(guī)范、校準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)試或依據(jù)穩(wěn)定時(shí)間上限方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

穩(wěn)定時(shí)間上限方式進(jìn)行評(píng)價(jià)按如下步驟進(jìn)行。

1）各時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)精密度檢驗(yàn)，3次獨(dú)立測(cè)量結(jié)果極差不大于分析方法標(biāo)準(zhǔn)中給出的對(duì)應(yīng)含量的重復(fù)性限

的1.2倍。如果某組數(shù)據(jù)的精密度不滿足檢驗(yàn)要求，則從該節(jié)點(diǎn)開(kāi)始剔除數(shù)據(jù)，向前至起始測(cè)量數(shù)據(jù)，或向后

至最終測(cè)量數(shù)據(jù)，以保留最多組數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

2）各時(shí)段內(nèi)正確度檢驗(yàn)，時(shí)段內(nèi)每個(gè)測(cè)量均值與認(rèn)定值之差若滿足公式（9），則時(shí)段內(nèi)正確度檢驗(yàn)滿

足要求，否則節(jié)點(diǎn)判斷原則同上。

11

|????|≤√?2?(1?)?2+8?2（9）

?0√2??CRM

式中：

???—時(shí)段內(nèi)均值；

?0—認(rèn)定值；

—室內(nèi)再現(xiàn)性限，當(dāng)未給出時(shí)?22；

Rw??=√(?+?）/4

n—某時(shí)間節(jié)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量次數(shù)；

r—重復(fù)性限；

?

?CRM—標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品認(rèn)定值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3）各時(shí)段內(nèi)重復(fù)性檢驗(yàn)，時(shí)段內(nèi)重復(fù)性方差為：

12

s2=mn(y?y)（10）

rtm(n?1)i=1k=1iki

式中：

m—時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)；

n—某時(shí)間節(jié)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量次數(shù)；

yik—各時(shí)間節(jié)點(diǎn)單次測(cè)量數(shù)據(jù)；

yi—各時(shí)間節(jié)點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)平均值。

若時(shí)段內(nèi)重復(fù)性方差滿足式（11），說(shuō)明重復(fù)性滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，反之不滿足，按上述節(jié)點(diǎn)判斷原則處理。

s2（）

rt2()/11

2(1?)11

r

式中：

2

—測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)給定的重復(fù)性方差；

r

2（）

?（1?α）?1—卡方分布的（1-α）分位數(shù)；

1—自由度，數(shù)值為m×(n-1)。

4）時(shí)段內(nèi)總精密度檢驗(yàn)，若總精密度與各組均值間的方差的比值滿足式（12），則總精密度滿足要求，

否則按節(jié)點(diǎn)判斷原則剔除數(shù)據(jù)。

S2

y

i2()/（12）

(1?)22

2

y

5

T/CSTMXXXXX—2024

21m2（13）

S=i=1(yi?y)

yim?1

212

2=S?(1?)S（14）

yI(TC)nr

式中：

2

??—各時(shí)段均值方差；

??

2

—室內(nèi)再現(xiàn)性均值的方差；

y

2（）—卡方分布的（）分位數(shù)；

?（1?α）?21-α

2—自由度，數(shù)值為m-1；

2

SI(TC)—室內(nèi)再現(xiàn)性方差；

2

Sr—分析標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重復(fù)性方差。

5）總均值正確度檢驗(yàn)

若總平均值與認(rèn)定值之差滿足式（15），則總平均值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，否則按節(jié)點(diǎn)判斷原則剔除數(shù)據(jù)。

12122

y?0Rw?(1?)r+8u（15）

2mnCRM

式中：

y—總平均值；

m—時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)；

—室內(nèi)再現(xiàn)性限，當(dāng)未給出時(shí)?22；

Rw??=√(?+?）/4

n—某時(shí)間節(jié)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量次數(shù)；

?

?CRM—標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品認(rèn)定值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

6）長(zhǎng)期穩(wěn)定性時(shí)間上限的確定，以元素各含量水平的最短的穩(wěn)定時(shí)間上限作為綜合長(zhǎng)期穩(wěn)定性時(shí)間Tmax。

7試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

測(cè)量數(shù)據(jù)按GB/T8170進(jìn)行修約，通常單個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)較判定極限數(shù)值(臨界值)多保留一位有效數(shù)字，平

均值與判定極限數(shù)值(臨界值)有效位數(shù)相同，檢出限、定量限、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差保留兩位有效數(shù)字。

注:檢出限與定量限數(shù)字修約時(shí)只進(jìn)不舍。

8評(píng)價(jià)報(bào)告

評(píng)價(jià)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括下列內(nèi)容：

評(píng)價(jià)目的；

評(píng)價(jià)原則；

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)文件號(hào)；

評(píng)價(jià)活動(dòng)概況；

試驗(yàn)方案；

試驗(yàn)結(jié)果及評(píng)價(jià)；

總結(jié)。

6

T/CSTMXXXXX—2024

附錄A

（資料性）

氮氧分析儀測(cè)定氮含量的重復(fù)性計(jì)算示例

A.1試驗(yàn)方法

連續(xù)測(cè)量氮含量0.021%的標(biāo)準(zhǔn)品10次，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（％），即為儀器的重復(fù)性。

∑10?

??=?=1?(16)

10

2

∑10(????)

?=√?=1?(17)

9

式中：

??—10個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值；

??—單次測(cè)量數(shù)據(jù)；

s—標(biāo)準(zhǔn)偏差；

n—測(cè)量次數(shù)。

?

???=×100%(18)

??

數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表A.1。

表A.1氮含量的重復(fù)性測(cè)試結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果平均值標(biāo)準(zhǔn)偏RSD

%%差%

%

0.02280.02050.02100.02160.02180.02190.02040.02110.02160.02150.0210.000713.3

A.2評(píng)價(jià)方法

按照校準(zhǔn)規(guī)范計(jì)量性能要求N：RSD≤5.0%；

A.3評(píng)價(jià)結(jié)果

本次試驗(yàn)結(jié)果RSD為3.3%，滿足N：RSD≤5.0%的評(píng)價(jià)要求。

7

T/CSTMXXXXX—2024

附錄B

（資料性）

標(biāo)準(zhǔn)化四分位距法

中位值和標(biāo)準(zhǔn)化四分位距法是一種簡(jiǎn)單的穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)方法。應(yīng)用此法計(jì)算得到數(shù)據(jù)總體均值和總體標(biāo)準(zhǔn)差

的估計(jì)值--中位值(med)和標(biāo)準(zhǔn)化四分位距(NIQR)。中位值和標(biāo)準(zhǔn)化四分位距是數(shù)據(jù)集中和分散的度量，與平

均值和標(biāo)準(zhǔn)差相似。中位值是分布中間位置的一個(gè)估計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)化四分位距等于四分位距(IQR)乘以因子0.7413。

四分位距是高四分位數(shù)和低四分位數(shù)的差值。對(duì)一組由小到大排列的數(shù)據(jù)，居于中間位置的數(shù)據(jù)為中位值，

有一半的數(shù)據(jù)高于它，一半的數(shù)據(jù)低于它；居于下四分之一位置的數(shù)據(jù)為下四分位數(shù)或低四分位數(shù)(Q1)，該

組數(shù)據(jù)的四分之一低于Q1，四分之三高于Q1；居于上四分之一位置的數(shù)據(jù)為上四分位數(shù)或高四分位數(shù)(Q3),

該組數(shù)據(jù)的四分之一高于Q3，四分之三低于Q3。在大多數(shù)情況下Q1和Q3通過(guò)數(shù)據(jù)值之間的內(nèi)插法獲得。

從一個(gè)特定檢測(cè)中得到的結(jié)果總數(shù)為p。按遞增順序排列p個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)，表示為:

X1，X2，…Xi，…Xp。

這些數(shù)據(jù)的中位值，可按照式（19）計(jì)算：

（19）

按式（20）、（21）計(jì)算IQR和NIQR。