地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法及系统

1.本发明涉及地质标准物质均匀性检测领域，特别是涉及一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法及系统。


背景技术：

2.我国标准物质是法制计量器具，标准物质的定值结果包含标准值和不确定度。国家计量技术规范“标准物质定值的通用原则及统计学原理(jjf1343-2012)”等同采用国际iso指南，将不确定度分为三部分：标准物质的均匀性引起的不确定度u
bb
，标准物质的稳定性引起的不确定度us，标准物质的定值过程带来的不确定度u
char
。将这三部分合成后再扩展即为标准值的不确定度，计算公式为：标准物质的均匀性引起的不确定度通常以方差分析法计算得出。原则上标准物质每一个特性都应进行均匀性检验，但对于那些具有多种特性的标准物质，通常选择有代表性、不易均匀的某些特性进行均匀性检验。例如，土壤成分分析标准物质定值元素多达70余种，由于土壤类型复杂多样、元素含量差异较大，难以对所有元素都进行均匀性检验，那么未检元素的均匀性引起的不确定度该如何计算并未公开。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法及系统，通过地质标准物质均匀性已检元素实现未检元素均匀性不确定度的计算。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法，包括：
6.获取地质成分分析标准物质中的选定元素、定值元素和未检元素；
7.利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度；
8.将地质成分分析标准物质中的定值元素按照地球化学性质进行分类，得到化学性质分类结果；
9.将所述选定元素和未检元素按照含量进行量级划分，得到量级分类结果；
10.根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度。
11.可选的，所述利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度，具体包括：
12.对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素在相同条件下的测量数据；
13.根据所述测量数据确定组间差方和、组内差方和、组间自由度和组内自由度；
14.根据所述组间差方和、所述组内差方和、所述组间自由度和所述组内自由度确定所述选定元素的均匀性不确定度。
15.可选的，所述根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度，具体包括：
16.根据所述未检元素的化学性质分类结果和所述未检元素的量级分类结果确定交集选定元素；所述交集选定元素为化学性质分类结果和量级分类结果均与所述未检元素相同的选定元素；
17.判断所述交集选定元素中是否存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，得到判断结果；
18.若所述判断结果表示所述交集选定元素中存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度；
19.若所述判断结果表示所述交集选定元素中不存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述交集选定元素中的任一选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度。
20.可选的，所述未检元素的均匀性不确定度的计算公式为：
[0021][0022]
其中，u
bb(未检)
为未检元素的均匀性引入不确定度，u
bb(已检)
为已检元素的均匀性引入不确定度，μ
(未检)
为未检元素的标准值，μ
(已检)
为已检元素的标准值。
[0023]
一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定系统，包括：
[0024]
获取模块，用于获取地质成分分析标准物质中的选定元素、定值元素和未检元素；
[0025]
均匀性测试模块，用于利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度；
[0026]
第一分类模块，用于将地质成分分析标准物质中的定值元素按照地球化学性质进行分类，得到化学性质分类结果；
[0027]
第二分类模块，用于将所述选定元素和未检元素按照含量进行量级划分，得到量级分类结果；
[0028]
未检元素的均匀性不确定度确定模块，用于根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度。
[0029]
可选的，所述均匀性测试模块，具体包括：
[0030]
测试单元，用于对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素在相同条件下的测量数据；
[0031]
组间和组内变量确定单元，用于根据所述测量数据确定组间差方和、组内差方和、组间自由度和组内自由度；
[0032]
选定元素的均匀性不确定度确定单元，根据所述组间差方和、所述组内差方和、所述组间自由度和所述组内自由度确定所述选定元素的均匀性不确定度。
[0033]
可选的，所述未检元素的均匀性不确定度确定模块，具体包括：
[0034]
交集选定元素确定单元，用于根据所述未检元素的化学性质分类结果和所述未检元素的量级分类结果确定交集选定元素；所述交集选定元素为化学性质分类结果和量级分类结果均与所述未检元素相同的选定元素；
[0035]
判断单元，用于判断所述交集选定元素中是否存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，得到判断结果；
[0036]
第一执行单元，用于若所述判断结果表示所述交集选定元素中存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度；
[0037]
第二执行单元，用于若所述判断结果表示所述交集选定元素中不存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述交集选定元素中的任一选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度。
[0038]
可选的，所述未检元素的均匀性不确定度的计算公式为：
[0039][0040]
其中，u
bb(未检)
为未检元素的均匀性引入不确定度，u
bb(已检)
为已检元素的均匀性引入不确定度，μ
(未检)
为未检元素的标准值，μ
(已检)
为已检元素的标准值。
[0041]
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0042]
本发明提供的一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法及系统，利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度；将地质成分分析标准物质中的定值元素按照地球化学性质进行分类，得到化学性质分类结果；将所述选定元素和未检元素按照含量进行量级划分，得到量级分类结果；根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度。通过地质标准物质均匀性已检元素即选定元素实现未检元素均匀性不确定度的计算。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]
图1为本发明提供的地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法流程图；
[0045]
图2为本发明提供的地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定系统示意图。
具体实施方式
[0046]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
本发明的目的是提供一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法及系统，通过地质标准物质均匀性已检元素实现未检元素均匀性不确定度的计算。
[0048]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0049]
实施例一
[0050]
如图1所示，本实施例提供的一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定方法，包括：
[0051]
步骤101：获取地质成分分析标准物质中的选定元素、定值元素和未检元素。其中，选定元素为均匀性检验选定的元素
[0052]
步骤102：利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度。其中，所述步骤102利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度，具体包括：对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素在相同条件下的测量数据；根据所述测量数据确定组间差方和、组内差方和、组间自由度和组内自由度；根据所述组间差方和、所述组内差方和、所述组间自由度和所述组内自由度确定所述选定元素的均匀性不确定度。
[0053]
步骤103：将地质成分分析标准物质中的定值元素按照地球化学性质进行分类，得到化学性质分类结果。
[0054]
步骤104：将所述选定元素和未检元素按照含量进行量级划分，得到量级分类结果。
[0055]
步骤105：根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度。
[0056]
其中，所述步骤105根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度，具体包括：根据所述未检元素的化学性质分类结果和所述未检元素的量级分类结果确定交集选定元素；所述交集选定元素为化学性质分类结果和量级分类结果均与所述未检元素相同的选定元素；判断所述交集选定元素中是否存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，得到判断结果；若所述判断结果表示所述交集选定元素中存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度；若所述判断结果表示所述交集选定元素中不存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述交集选定元素中的任一选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度。其中，主定值测试方法是协作定值的多家实验室测试同一元素所采用的测试方法中数量最多的那一种。如测试土壤中mn元素时通常采用的方法有icp-aes、xrf、aas，假如采用icp-aes法的数据组数多于其他两种方法，则icp-aes即是mn元素的主定值测试方法。
[0057]
其中，所述未检元素的均匀性不确定度的计算公式为：
[0058][0059]
其中，u
bb(未检)
为未检元素的均匀性引入不确定度，u
bb(已检)
为已检元素的均匀性引入不确定度，μ
(未检)
为未检元素的标准值，μ
(已检)
为已检元素的标准值。
[0060]
实施例二
[0061]
如图2所示，本实施例提供的一种地质标准物质均匀性未检元素不确定度确定系统，包括：
[0062]
获取模块201，用于获取地质成分分析标准物质中的选定元素、定值元素和未检元
素。
[0063]
均匀性测试模块202，用于利用单元素方差分析法对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素的均匀性不确定度。其中，所述均匀性测试模块202，具体包括：测试单元，用于对所述选定元素进行均匀性测试，确定所述选定元素在相同条件下的测量数据；组间和组内变量确定单元，用于根据所述测量数据确定组间差方和、组内差方和、组间自由度和组内自由度；选定元素的均匀性不确定度确定单元，根据所述组间差方和、所述组内差方和、所述组间自由度和所述组内自由度确定所述选定元素的均匀性不确定度。
[0064]
第一分类模块203，用于将地质成分分析标准物质中的定值元素按照地球化学性质进行分类，得到化学性质分类结果。
[0065]
第二分类模块204，用于将所述选定元素和未检元素按照含量进行量级划分，得到量级分类结果。
[0066]
未检元素的均匀性不确定度确定模块205，用于根据所述选定元素的均匀性不确定度、所述化学性质分类结果和所述量级分类结果确定所述未检元素的均匀性不确定度。其中，所述未检元素的均匀性不确定度确定模块205，具体包括：交集选定元素确定单元，用于根据所述未检元素的化学性质分类结果和所述未检元素的量级分类结果确定交集选定元素；所述交集选定元素为化学性质分类结果和量级分类结果均与所述未检元素相同的选定元素；判断单元，用于判断所述交集选定元素中是否存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，得到判断结果；第一执行单元，用于若所述判断结果表示所述交集选定元素中存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度；第二执行单元，用于若所述判断结果表示所述交集选定元素中不存在与所述未检元素的主定值测试方法相同的选定元素，则根据所述交集选定元素中的任一选定元素确定所述未检元素的均匀性不确定度。
[0067]
其中，所述未检元素的均匀性不确定度的计算公式为：
[0068][0069]
其中，u
bb(未检)
为未检元素的均匀性引入不确定度，u
bb(已检)
为已检元素的均匀性引入不确定度，μ
(未检)
为未检元素的标准值，μ
(已检)
为已检元素的标准值。
[0070]
实施例三
[0071]
在实际应用中，均匀性检验采用的单因素方差分析法计算公式及其结果评估如下：
[0072]
从标准物质总体包装单元中随机抽取m个样品，用精密度高的检测方法，在相同条件下测得m组测量数据如下：
[0073]
平均值
[0074]
平均值
[0075]
……………………………………………………
；
[0076]
平均值
[0077]
设
[0078][0079][0080]
n为总的测量次数，n为组内测量次数，为总体平均值。
[0081]
测量数据的组间差方和为组内差方和为组间自由度为v1＝m-1，组内自由度为v2＝n-m，组间方差为组内方差为作统计量f为
[0082]
根据自由度(ν1,ν2)及给定的显著性水平α，可查得临界值f
α
。若f＜f
α
，则认为数据组间无明显差异，样品是均匀的。此时计算均匀性检验的瓶间标准偏差(s
bb
)，作为均匀性不确定度引入。
[0083]
当时，计算公式如下：
[0084][0085]
若各ni相同均为n，则上式变成
[0086][0087]
式中：s
bb
为瓶间标准偏差；
[0088]
当s
12
＜s
22
时，用以下公式计算：
[0089][0090]
由此可见，该过程只能得出均匀性检验元素的不确定度。
[0091]
未进行均匀性检验的元素引起的均匀性不确定度的计算方法具体如下：
[0092]
1.采用单因素方差分析法设计均匀性检验实验方案，对有代表性的、不易均匀的m种元素进行均匀性测试，得到m种元素的均匀性不确定度。其中，m种元素为选定元素即已检元素。
[0093]
2.将地质成分分析标准物质中常见的定值元素按地球化学性质分为造岩元素、铁族元素、稀有稀土元素、放射性元素、钨钼族元素、亲铜成矿元素、分散元素、矿化剂及卤族元素共8类(设计均匀性检验方案时，每一类中至少检测一个元素或成分)；具体如表1所示。
[0094]
表1定值元素分类表
[0095][0096][0097]
3.将已检元素和未检元素分别按含量范围分为％、μg/g、ng/g三个级次，将已检元素和未检元素按含量级次进行归类。
[0098]
4.若某一未检元素的同一分类元素和同一量级元素的交集中，有n(1《n《m)个已检元素，选择与已检元素主定值测试方法相同的已检元素来确定未检元素的均匀性不确定度。
[0099]
若某一未检元素的同一分类元素和同一量级元素的交集中的n(1《n《m)个已检元素与未检元素的主测试方法均不相同，则任选其中一个已检元素来确定未检元素的均匀性不确定度。
[0100]
5.具体计算方法为：用已检元素的均匀性不确定度与已检元素的标准值之比作为系数值，乘未检元素的标准值来计算未检元素均匀性不确定度。计算公式如下：
[0101]
式中，u
bb(未检)
为未检元素的均匀性引入不确定度，u
bb(已检)
为已检元素的均匀性引入不确定度，μ
(未检)
为未检元素的标准值，μ
(已检)
为已检元素的标准值。标准值是根据各定值协作实验室报出的分析数据，通过统计计算得来的。定值协作实验室一般选择10家以上。
[0102]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0103]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说
明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。