本文根据光谱光度定值系统(以下简称“定值系统”)的原理，探讨了定值系统的校准方法，通过对波长示值误差、波长重复性、测量线性、重复性、稳定性的测量，保障其相关产品测量结果的准确性和一致性，为定值系统的计量性能评价提供理论支撑。

定值系统的校准主要涉及测量标准器的选择、测量时的环境温度以及校准方法三个方面。

一、测量标准器的选择

根据定值系统的构成与应用，分别选择测量标准。

1.选择光纤光谱仪作为标准器用于定值系统的波长示值误差和波长重复性的评价。光纤光谱仪的波长最大允许误差为±1.0nm，并配有专用的光源接收装置。

2.选择标准物质作为测量标准用于定值系统的线性、重复性、稳定性的评价。标准物质特性量值信息如表1所示。

表1  标准物质特性量值

3.其他设备:A级容量瓶、A级分度吸量管等。

二、环境条件

1.环境温度:15℃～35℃。

2.相对湿度:≤75%。

三、校准方法

1.采用光纤光谱仪对定值系统的波长示值误差和波长重复性进行测量

(1)波长示值误差

将光纤光谱仪的专用光源接收装置置于比色光路中，选择测量项目，对测量项目所对应的固体发光器件的波长进行测量，重复测量3次，求得3次测量值的算术平均值，按照式(1)计算波长示值误差。

式中:Δλ——波长示值误差，nm；λ——3次测量的算术平均值，nm。——固体发光器件标称波长值，nm；

(2)波长重复性

取3次测量值的最大值与最小值之差作为波长重复性，按照式(2)进行计算。

δλ=λmax-λmin    (2)

式中:δλ——波长重复性，nm；λmax——3次测量波长的最大值，nm；λmin——3次测量波长的最小值，nm。

2.通过重量-容量法配制重铬酸钾、硫酸铜、氯化钴3种系列标准溶液，利用光谱光度滤光器检定装置对配制溶液的吸光度值进行定值，得到吸光度分别为0、1、2、3、4的5种不同浓度的线性标准溶液，实现对定值系统的测量线性、重复性和稳定性的测量。

(1)测量线性

针对不同项目参数的波长，选择相应标准溶液，如表2所示。

①重铬酸钾标准溶液配制

配制一定量0.05mol/L的H2SO4溶液备用，称取重铬酸钾标准物质，用0.05mol/L的H2SO4溶液稀释，配制浓度为1.5 g/L(以Cr计)的重铬酸钾溶液，然后按表2中浓度进行稀释配制，待系列溶液稳定。

表2  不同波长对应的标准溶液及质量浓度

②氯化钴标准溶液配制

配制一定量0.1mol/L的HCl溶液备用，称取氯化钴标准物质，用0.1mol/L的HCl溶液稀释，配制浓度为40g/L(以Co计)的氯化钴溶液，然后按表2中浓度进行稀释配制，待系列溶液稳定。

③硫酸铜标准溶液配制

配制一定量0.05mol/L的H2SO4溶液备用，称取硫酸铜标准物质，用0.05mol/L的H2SO4溶液稀释，配制浓度为0.15g/mL(以Cu计)的硫酸铜溶液，然后按表2中浓度进行稀释配制，待系列溶液稳定。因为硫酸铜在常温常压下溶解度为20.7克，所以本文中硫酸铜溶液最大浓度的吸光度值约在2左右。

④对定值系统进行吸光度测量

在相应波长条件下，选择相应系列标准溶液，以蒸馏水为参比液，依次用4种不同质量浓度的标准溶液进行连续3次测量，计算3次测量的吸光度平均值。对梯度标准溶液的质量浓度和吸光度测量平均值进行处理，按线性回归法求出工作曲线的线性相关系数，如图1～图3所示。

图1  重铬酸钾溶液在412nm下的测量线性

图2  氯化钴溶液在520nm下的测量线性

图3  硫酸铜溶液在630nm下的测量线性

(2)重复性

针对不同测量参数，按照表2中测量波长选择不同标准溶液进行测量，一般选择中间1个浓度点，重复测量7次，记录每次的吸光度值，按式(3)计算仪器重复性。

其中:δA——仪器重复性，%；Ai——第i次测量值，A；——7次测量吸光度的平均值，A。

(3)稳定性

在避光条件下，选择不同波长，以蒸馏水为空白，稳定后记录吸光度初始示值T0，持续测量30min，每隔5min测量1次，并记录示值Ti，按式(4)进行计算，取最大绝对值作为稳定性。

δT=|Ti-T0|max    (4)

式中:δT——检测仪的稳定性，A；T0——初始吸光度的示值，A；Ti——每隔5min吸光度的示值，A。

四、结束语

本文阐述了光谱光度定值系统的校准方法，经验证，本方法科学合理，可操作性强，能够客观评价光谱光度定值系统的计量性能。为光谱光度定值系统在多参数食品安全检测、水质快速检测、农药残留检测等快速检测仪器领域的应用，提供理论支撑与技术保障，同时也为光谱光度定值系统的研发与制造，提供了重要的参考依据。

项目支持:2021年度市场监管技术保障专项“光谱光度法多参数食品现场快速检测仪光度计量溯源技术的研究”（项目编号:2021YJ018）