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如何理解Vanta便攜式XRF結(jié)果中的nσ（n Sigma）？
點(diǎn)擊次數(shù)：1111 發(fā)布時(shí)間：2020-4-26
在更好地理解nσ（以下稱n Sigma）之前，我們應(yīng)該知道XRF分析是一種統(tǒng)計(jì)方法。與大多數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一樣，樣本的數(shù)量越大，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果越準(zhǔn)確。例如，我們?nèi)右幻队矌?。扔出硬幣后，在硬幣落下時(shí)，我們預(yù)計(jì)出現(xiàn)正面和反面的概率都是50%。在我們只扔了4次的情況下，如果我們得到的正面與反面的比率為3：1（即得到正面的概率為75%），就是得到正面的概率比預(yù)期多了25%，我們并不會(huì)感到驚訝。如果我們?nèi)恿艘磺Т斡矌?，仍得?5%正面在上的概率，那么我們可以斷言這枚硬幣各部分的比重不一樣，如果不是這樣的話，我們預(yù)計(jì)得到的結(jié)果會(huì)更接近50/50的概率。
同樣的原則適用于XRF分析。在X射線計(jì)數(shù)的開始只有少量的計(jì)數(shù)時(shí)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的波動(dòng)現(xiàn)象占主導(dǎo)地位。此時(shí)的頻譜參差不齊，很難從波動(dòng)中區(qū)分出真正的波峰。隨著時(shí)間的延長，計(jì)數(shù)在增加，而頻譜會(huì)變得更為平滑。波峰明顯可見，統(tǒng)計(jì)的不確定性也在下降。我們可以得出結(jié)論：X射線越多，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。這就解釋了為什么X射線計(jì)數(shù)對(duì)于確保準(zhǔn)確的XRF分析如此重要。
數(shù)學(xué)分析方法表明：不確定性按平方反比減小。例如，要將不確定性減少到三分之一（如：從30 ppm降至10 ppm），我們需要將檢測(cè)時(shí)間延長9倍。進(jìn)行短時(shí)檢測(cè)可以獲得較高的檢測(cè)量，而進(jìn)行長時(shí)檢測(cè)可以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果，這就需要由用戶權(quán)衡兩種情況的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，做出適當(dāng)?shù)臎Q定。
XRF分析儀計(jì)算出不確定性，并在屏幕上分析結(jié)果的旁邊顯示精密度（+/-讀數(shù)）——（在數(shù)學(xué)上被稱為σ，即Sigma），我們習(xí)慣稱之為“誤差值”。Vanta可讓用戶選擇“+/-”旁邊的Sigma值是1、2，還是3（默認(rèn)值為1）。隨著檢測(cè)的進(jìn)行，我們可以看到+/-讀數(shù)值在不斷下降，終，XRF分析儀會(huì)給出一個(gè)明確的結(jié)果。所以，n Sigma（+/-讀數(shù)）是分析結(jié)果非常重要的組成部分。
我們?cè)谠u(píng)估分析結(jié)果時(shí)，常常提到準(zhǔn)確度和精密度。精密度是可重復(fù)性的一種度量，或者說一個(gè)檢測(cè)結(jié)果與另一個(gè)檢測(cè)結(jié)果的相近程度。準(zhǔn)確度表明所獲得的結(jié)果是否準(zhǔn)確地反映了實(shí)際情況（接近真值）。手持式XRF分析儀在屏幕上出現(xiàn)的 “+/-”列中匯報(bào)精密度。精密度主要是X射線計(jì)數(shù)的一個(gè)函數(shù)。為了增加計(jì)數(shù)，提高精密度，我們可以延長檢測(cè)時(shí)間。我們也可以選用一款提供更高計(jì)數(shù)率的分析儀（例如：配備了硅漂移X射線探測(cè)器的分析儀，而不是配備有PIN探測(cè)器的分析儀）。
n Sigma，也被用來定義檢出限（LOD）和定量限（LOQ）。檢出限被定義為測(cè)量不確定性的三倍。這是確定存在所關(guān)注元素的99.6%置信度所對(duì)應(yīng)的元素含量的閾限值。定量限被定義為不確定性的十倍。定量限是可以對(duì)所顯示的值充滿信心的低含量值，而不是僅能探測(cè)到的含量值。例如：我們檢測(cè)的是樣本中的Ni元素，1 sigma的+/-讀數(shù)值是5 ppm。3 Sigma的值應(yīng)該是15ppm。如果我們要得到Ni元素確實(shí)存在的99.6%置信度，鎳元素的含量需要超過15ppm。如果我們要明確地測(cè)出鎳元素的含量，鎳元素的含量需要達(dá)到50 ppm。
現(xiàn)在，我們了解了Vanta分析儀上關(guān)于nσ（n Sigma）的含義，所以在我們判讀XRF結(jié)果時(shí)，需留意“+/-”列中的讀數(shù)，因?yàn)檫@些讀數(shù)可以使我們清楚地知道應(yīng)該如何看待所顯示的結(jié)果值。