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煤質(zhì)分析儀器的準確度和精度 分析儀是如何工作的

時間:2020-07-05    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
【導讀】煤質(zhì)分析儀器的準確度和精度直接影響分析結(jié)果的可靠性.準確合理的確定煤質(zhì)分析儀器準確度和精度的檢驗方法,是校驗煤質(zhì)分析儀器合格與否和提高煤質(zhì)分析結(jié)果科學性的保證,下面對煤質(zhì)分析儀器準確度和精度的檢驗方

煤質(zhì)分析儀器的準確度和精度直接影響分析結(jié)果的可靠性.準確合理的確定煤質(zhì)分析儀器準確度和精度的檢驗方法,是校驗煤質(zhì)分析儀器合格與否和提高煤質(zhì)分析結(jié)果科學性的保證,下面對煤質(zhì)分析儀器準確度和精度的檢驗方法作以介紹。?
一、精度的檢驗方法

1.煤質(zhì)分析儀器精度的表達方式
儀器的精度是指在相同條件下多次測試結(jié)果相互控近的程度。一般來講,煤質(zhì)分析檢驗方法和儀器的精度難以區(qū)分,例如對于煤中碳氫元素的測定GB/T476—91對應(yīng)的是三節(jié)護或二節(jié)爐,而GB/?T?15460-1995對應(yīng)的是自動測定儀.使用儀器檢驗方法的精度包含了儀器的精度,而儀器的精度往往也包含了相當部分檢驗方法的精度。儀器的精度一般以相對標準s/x來表示。
2.精度的計算方法
第一步:計算標準偏差。用該儀器對同一樣品進行n次(一般是10-20次)重復測定,得到一組數(shù)據(jù)?X:……X。?按下式計算標準偏差a:

式中:X;一各次試驗的測定值;
X一所有試驗結(jié)果的平均值;
。一試驗次數(shù)。
第二步:計技相對標準偏差,相時標形價差回。
例如,對某臺自動量熱儀檢驗其標在,用率甲團進行了十次測
定,所得結(jié)果如下:26476,26444,26512,?26466,?26507
26470,26505,26474,26511,26419。
Q-?26478】允

相對標準偏差
即該自動量熱儀的精度為?0.?12K。
3.猜度的判定
一般的儀器說明書中對精度布有說明,按計*出的糧應(yīng)與之比較即可做出判定。有的國標對新開發(fā)的儀駐格度也做了說明,例如GB燈213一1996中明確規(guī)定。對于非經(jīng)典原理設(shè)計的自動兵熱儀,只要格區(qū)和準確度符合要求,就可使用。該標準對格應(yīng)的規(guī)定:5次或5次以上苯甲酸測試結(jié)果的相對標準用差不大于0.20K,測試情度即符合要求。所以上樹額自動量或議論足可以間足國標OB燈818-1996。


二、準確度的檢驗方法

準煙度表示測試結(jié)果與真實值接近的程度.儀線的格質(zhì)好并不意味著準確度就好,著儀器存在系統(tǒng)?;?,盡管招度很好,準確度不一定好。在沒有系統(tǒng)誤差的情況下,精度好的儀錯謝月的結(jié)果的準確度肯定好.儀錢的準確度可以用還埋統(tǒng)計法檢在,也可以用一條列標
準物質(zhì)或標作進行檢查.

1.數(shù)理統(tǒng)計法
這種方法實際上是檢查不同測定范圍重復測定的結(jié)果與標作的標值是否存在顯著性差異.用行檢定的儀器對所選用的標樣進行n次重復測定,得到一組數(shù)據(jù).
在這一組數(shù)據(jù)之中,往往有個別數(shù)據(jù)與其它數(shù)接相差較遠,這一數(shù)據(jù)稱為可疑堵??梢芍瞪釛夁€是保留,應(yīng)按一定的統(tǒng)計學方法進行處理,而不能人為他舍棄可疑的,但不屬于異常的數(shù)據(jù),否則就會產(chǎn)生虛假的高精度和高準確度。所以應(yīng)先對這。個位進行可疑使檢驗(通常采用格魯布斯法)。剔除異常值后進行顯著性檢驗.
(1).可疑值的取合
格魯布斯(orubba)法進行可疑值的取合。沒有一組數(shù)據(jù),從小到大排列為;x;,x:……x。,其中xl或x。可能是可疑使,據(jù)要進行判斷,決定其取舍.
用Gtubbs法判斷可疑化時,首先計算出該組數(shù)據(jù)的平均值及標準偏差,再根據(jù)統(tǒng)計量T進行判斷。
設(shè)xl是可疑的,則T—二
設(shè)x。是可疑的,則T
如果T值很大,說明可疑值與平均值相差很大,有可能委舍會.究竟T植多大才能舍棄呢?通常我們可以查臨界值八。表,該表在一般的數(shù)理統(tǒng)計書籍或分析化學教材上都可查到。,如果T>叮_,則可疑值應(yīng)舍棄;否則應(yīng)保留。。為顯著性水準,。為試驗數(shù)據(jù)數(shù)目。
該檢驗法最大優(yōu)點是,在判斷可疑值的過程中,將正態(tài)分布中的兩個重要的樣本參數(shù)l及。引入進來,所以方法的難曲件較好.可疑使的取舍是一項十分重要的工作.但在實際工作中往往校忽視,實驗過程中村到一組數(shù)據(jù)后,如果不能確定個別異常值確系由于過先引起的,我們就不能輕易地舍棄這些數(shù)據(jù),而在用上述統(tǒng)計檢散方法進行判斯之后,才能購定其取舍。
例如,用標準煤樣來檢驗?zāi)吵砂睖y定儀的準確度,用該儀器對標樣GBW11102c做了fi次氧含量測定,結(jié)果如下:2.gs,a.0’,a.os,3,05,3.0713.08,3,08,8.08,3,14,3,18,3.20,3.29。

假設(shè)2.99可康.則T回二王7于二回1,盼
查表T。。;?;兀玻玻?br> T<T。。,l:2??9?9這個數(shù)值應(yīng)該保留。
假設(shè)3.29可疑,貝9?T—eqed=一回2.38
T>T。。。;:,?2??29這個數(shù)值應(yīng)該舍棄。
檢查儀器精度時,可疑值的取舍也用此方法。
(2).檢查測試結(jié)果與標難位之間是否存在顯著性差異
比較分析結(jié)果的平均僚與標準試洋的標準信之間是否存在顯著性差異。從數(shù)理統(tǒng)計理論來說,與標準位有顯著性差異就說明該儀器的測試準確度不好,無顯著性差異,則該儀器的測試準確度良好。

p——林祥標忙
如果t>t。,t,則存在顯著性差異,那么儀器的準確度不好.否則不存在顯著差異,儀錢的準確度良好.
在上述的例子中,舍棄可疑值后的所有結(jié)果是;
2.?99,?3.?04,?3.?05,?3.?05,?3。?07,?3.?08,?3.?08,?3.?08,?3.?08,?3.?14,?3.?18,?3.
ic。
s一隊%?x臼3.09

p回3.04?n回11
3.09-3.04。-_…
t——HHXJll回2.76
o06八Y。。-。
查表得?t。。,。。回2.20
t>t;。。,;;,那么測試結(jié)果的平均值與標準試樣的標準值之間存在顯著性差異,所以該儀器在這點的準確度不好。
用一個標準物質(zhì)檢驗的準購度并不能代表全檢驗論困的準前區(qū)洞此,必須用不同標值的標作進行準確度檢白,這就是常說的線性檢驗,具體各點的檢驗同方法三,只有在有效檢測范圍內(nèi),各個標作均達到準確度要求,才能說明儀器的準確度良好。

2.用一系列標準試樣來確定儀器的準確度
如果有系列標準試樣,可以用待檢驗儀感對這一系列標樣進行測試,如果所有測試位都與標準值一致(兩者的差使在標準位的不確定度范圍以內(nèi)).則該儀銘的準確度良好.否則難確定有問題。
儀器的精度、準確度對煤炭質(zhì)量檢驗非常重要,除新購量儀器必須進行精度、準確度檢驗外,一般地講,在儀器自按時或移動、維修之后,亦應(yīng)進行這項工作。

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相關(guān)熱詞:

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  合金分析儀 是一種XRF光譜分析技術(shù),可用于確認物質(zhì)里的特定元素, 同時將其量化。它可以根據(jù)X射線的發(fā)射波長(λ)及能量(E)確定具體元素,而通過測量相應(yīng)射線的密度來確定此元素的量。XRF度普術(shù)就能測定物質(zhì)的元素構(gòu)成。

每一個原子都有自己固定數(shù)量的電子(負電微粒)運行在核子周圍的軌道上。而且其電子的數(shù)量等同于核子中的質(zhì)子(正電微粒)數(shù)量。從元素周期表中的原子數(shù)可以得知質(zhì)子的數(shù)目。每一個原子數(shù)都對應(yīng)固定的元素名稱。能量色散X螢光與波長色散X螢光光譜分析技術(shù)特別研究與應(yīng)用了*里層三個電子軌道即K,L,M上的活動情況,其中K軌道*為接近核子,每個電子軌道則對應(yīng)某元素一個個特定的能量層。

在XRF分析法中,從X光發(fā)射管里放射出來的高能初級射線光子會撞擊樣本元素。這些初級光子含有足夠的能量可以將*里層即K層或L層的電子撞擊脫軌。這時,原子變成了不穩(wěn)定的離子。由于電子本能會尋求穩(wěn)定,外層L層或M層的電子會進入彌補內(nèi)層的空間。在這些電子從外層進入內(nèi)層的過程中,它們會釋放出能量,稱之為二次X射線光子。而整個過程則稱為螢光輻射。每種元素的二次射線都各有特征。而X射線光子螢光輻射產(chǎn)生的能量是由電子轉(zhuǎn)換過程中內(nèi)層和外層之間的能量差決定的。特定元素在一定時間內(nèi)所放射出來的X射線的數(shù)量或者密度,能夠用來衡量這種元素的數(shù)量。典型的XRF能量分布光譜顯示了不同能量時光子密度的分布情況。


氣相色譜分析檢測過程中,氣相色譜儀對所用的氣體純度有較高的要求,為即達到工作要求,又能延長儀器壽命,所用氣體的純度要達到或略高于儀器自身對氣體純度的要求;否則,若使用不符合要求的低純度氣體,會造成一系列不良影響;一般情況下,氣體純度選擇應(yīng)掌握以下原則,即微量分析比常量分析要求高,毛細管柱分析比填充柱分析要求高,程序升溫分析比恒溫分析要求高,濃度型檢測器比質(zhì)量型檢測器要求高,配有甲烷裝置的FID比單FID要求高,中高檔儀器比低檔儀器要求高。?

氣相色譜儀的氣路系統(tǒng),是一個載氣連續(xù)運行、管路密閉的系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)的氣密性,載氣流速的穩(wěn)定性,以及流量測量的準確性都對色譜實驗結(jié)果有影響,需要注意控制。?


氣相色譜中常用的載氣有:氫氣、氮氣、氦氣、氬氣和空氣。?


這些氣體除空氣可由空壓機供給外,一般都由高壓鋼瓶供給。通常都要經(jīng)過凈化、穩(wěn)壓和控制、測量流量。?
氣相色譜儀如何選用不同氣體純度的氣源做載氣和輔助氣體,雖然是一個老的技術(shù)問題,但是對于剛剛接觸氣相色譜儀的用戶,目前很難找到有關(guān)這方面的綜合資料,所以他們總是到處詢問究竟選擇什么樣的氣體純度可以的這類問題。?
1、氣體純度的要求?
根據(jù)每一家用戶具體使用的哪一類(高、中、低檔)儀器,選擇什么樣純度的氣體,確實是一個比較復雜的問題。原則上講,選擇氣體純度時,主要取決于:①分析對象;②色譜柱中填充物;③檢測器。我們建議在滿足分析要求的前提下,盡可能選用純度較高的氣體。這樣不但會提高(保持)儀器的高靈敏度,而且會延長色譜柱、色譜儀(氣路控制部件、氣體過濾器)的壽命。實踐證明,作為中高檔儀器,長期使用較低純度的氣體氣源,一旦要求分析低濃度、高精度要求的樣品時,要想恢復儀器的高靈敏度是十分困難的。而對于低檔儀器,作常量或半微量分析,選用高純度的氣體,會增加運行成本,有時還增加了氣路的復雜性,因此選用氣體的純度要求達到或略高于儀器自身對氣體純度的要求即可,這樣既可以達到工作要求,又能延長儀器的壽命,還不至于增加儀器的運行成本。?
一般說來,痕量分析或毛細管色譜的載氣純化程度,要高于常規(guī)分析。特別是電子捕獲、熱導池檢測器,載氣純度直接影響靈敏度和穩(wěn)定性,一定要嚴格凈化。?
2、氣體純度低可能造成的不良影響?
根據(jù)分析對象,色譜柱的類型,操作儀器的檔次和具體檢測器,若使用不合要求的低純度氣體,不良影響有以下幾種可能:?
2.1樣品失真或消失:如H2O氣使氯硅樣品水解;?
2.2色譜柱失效:H2O,CO2使分子篩柱失去活性,H2O氣使聚脂類固定液分解,O2使PEG固定液斷鏈。?
2.3有時某些氣體雜質(zhì)和固定液相互作用而產(chǎn)生假峰;?
2.4對柱保留特性的影響:如H2O對聚乙二醇等親水性固定液的保留指數(shù)會有所增加,載氣中氧含量過高時,無論是極性或是非極性固定液柱的保留特性,都會產(chǎn)生變化,使用時間越長影響越大;?
2.5檢測器:TCD:信噪比減小,無法調(diào)零,線性變窄,文獻中的校正因子不能使用,氧含量過大,使元件在高溫時加速老化,減少壽命;FID:特別是在Dt≤1×10-11/S下操作時,CH4等有機雜質(zhì)會使基流激增,噪聲加大不能進行微量分析;?
2.6在做程序升溫操作時,載氣中的某些雜質(zhì),在低溫時保留在色譜柱中,當柱溫升高時不但引起基線漂移,還可能在譜圖上出現(xiàn)比較寬的“假峰”。?
2.7儀器影響?
2.7.1各類過濾器加速失效;?
2.7.2調(diào)節(jié)閥(穩(wěn)壓閥,穩(wěn)流閥,針形閥)被污染,氣阻堵塞,調(diào)節(jié)精度降低或失靈;?
2.7.3氣路系統(tǒng)被污染,若要恢復儀器在高靈敏度情況下操做,有時要吹洗很長時間(可能一周以上)污染嚴重時有時再也無法恢復。?
2.7.4檢測器的壽命?
對于FID,水蒸汽會影響分析結(jié)果,直至影響檢測器的壽命;對ECD和TCD的壽命最明顯,這點應(yīng)引起用戶特別注意。?
3、對氣體純度選擇的一般原則?
3.1從分析角度講,微量分析比常量分析要求高,也就是說,氣體中的雜質(zhì)含量必須低于被分析組分的含量,如果用TCD分析10mL/m3的CO,則載氣中的雜質(zhì)總含量不得超過10mL/m3,因為99.999%純度的氣體則含0.001%的雜質(zhì),相當于10mL/m3所以對于10mL/m3的痕量分析,載氣的純度應(yīng)高于99.999%;于FID使用氣體,碳氫化合物含量必須很低,載氣中的大量氧雜質(zhì)只要不對色譜柱造成影響,就不影響FID的性能,而操作ECD,載氣中的氧氣和水的含量必須很低等。?
3.2毛細管柱分析比填充柱分析要求高;?
3.3程序升溫分析比恒定溫度分析要求高;?
3.4濃度型檢測器比質(zhì)量型檢測器要求高;?
3.5配有甲烷裝置的FID比單FID操作的對載氣中的微量CO,CO2要求要高得多。?
3.6從儀器壽命和保持儀器的高靈敏度講,中高檔儀器比低檔儀器要求高。?
4、操作不同檢測器推薦使用的氣體純度?
我們推薦氣體純度的技術(shù)要求,通常用于常規(guī)分析,對于特殊高靈敏度的痕量分析應(yīng)采用高一級純度的氣體,如果不在意色譜柱和儀器的使用壽命,或分析樣品組分濃度很高時,也可以不使用過高純度的氣體,由于各個制氣廠設(shè)置不同,其雜質(zhì)含量將有所不同;為滿足不同的使用要求,選用不同廠家不同純度的氣源后,可以通過氣體凈化處理滿足分析要求,對于不同雜質(zhì)的氣體采用何種凈化方法和裝置,留待以后再加以討論。?
綜上所述,新氣相色譜儀接入氣源時一定要做到心中有數(shù),決不能隨意接入,否則會造成色譜柱失效、檢測器壽命縮短、甲烷化裝置等的損壞、信噪比減小得無法使用等,最終導致分析數(shù)據(jù)嚴重失真,失去了分析的意義,為工作帶來嚴重的損失。



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