本发明实施例涉及标准物质制备，具体涉及一种宽分布颗粒标准物质的量值评估方法。
背景技术：
1、颗粒标准物质作为颗粒测试的溯源和质量控制有效的保证了测量一致性和测量的准确性。近年来iso发布或更新了一系列颗粒标准物质及颗粒测试的新标准和技术文件，其中写明了宽分布颗粒标准将被用与颗粒检测的质量控制和校准。如iso13320-2020明确规定使用宽分布颗粒标准物质其分布宽度psd＝x90/x10＝2～8之间。目前国际和国内使用的颗粒标准物质普遍的psd不大于2。
技术实现思路
1、为了满足颗粒分析测试的新要求，本发明实施例提供一种宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，通过该评估方法获得的宽分布颗粒标准物质粒径范围为3～200微米，psd＝x90/x10＝2～4，可用于颗粒检测仪器的校准和质量控制，以满足iso相关标准要求。
2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
3、根据本发明实施例的第一方面，本发明提供一种宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，所述方法包括：
4、采用双放大倍数静态图像法对微球颗粒进行测量；
5、对微球颗粒大小进行定值；
6、对标准物质的不确定度进行评估。
7、进一步地，所述微球颗粒为任意材质球形颗粒，粒径范围为3～200微米，其粒度分布须满足体积对数正态分布。
8、其中，粒度分布满足体积对数正态分布的微球颗粒(标准物质原材料)的制备方法为本领域常规技术，可采用物理方法(如球磨、熔融)，也可采用化学方法(如悬浮聚合)。作为优选，本发明微球颗粒采用悬浮聚合法化学合成，通过单一控制搅拌转速控制颗粒分布状态。作为示例，微球颗粒的制备方法如下：由50～100份苯乙烯单体、1.5～4份偶氮二异丁腈、5～40份二乙烯苯单体、1～5份乳化剂和1000～1500份水组成的混合体系在400～4000转/分的搅拌条件下，于75℃反应4～8小时，离心分离，并用水和乙醇交替洗涤三次，即可制得标准物质所需体积对数正态分布微球颗粒，其中，所述乳化剂包括吐温、十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯马来酸酐共聚物。
9、进一步地，采用双放大倍数静态图像法对微球颗粒进行测量的具体内容包括：用纯水将微球颗粒配制成颗粒悬浮液，将颗粒悬浮液滴在载玻片上，盖上盖玻片压实放置在显微镜载物台上，调节物镜为第一放大倍数，调节照度和焦距，使得图像清晰，调节放大位置，使得某一代表性颗粒位于图像正中，拍下显微镜照片，得到图片a；保持放大位置不变，调节物镜为第二放大倍数，调节照度和焦距，使得图像清晰，找到所述某一代表性颗粒所在位置，调节物镜位置，使所述某一代表性颗粒分别位于图像的左上、左下、右上、右下四个位置，拍照得到图片b、c、d、e；在photoshop中将图片b～e比对图片a，将图片b～e拼合得到组合图片，并将组合图片的边缘位置裁剪至与图片a一致，得到图片f，反复以上操作直至测量颗粒数符合要求为止；其中所述第一放大倍数为100～400倍，所述第二放大倍数为200～1000倍，且第二放大倍数大于第一放大倍数。作为优选，本发明的图像处理系统为photoshop。
10、进一步地，对微球颗粒大小进行定值的具体内容包括：分别在所述第一放大倍数和第二放大倍数下拍摄标尺照片，获得图片g、h，统计标尺长度所占像素数除以标尺长度，得到1微米长度所占有的像素值r；将图片a中所有能够清晰对焦的颗粒逐一统计颗粒每一个颗粒的长宽所占像素数，将其均值视为该颗粒的直径所占像素值x，由x/r计算出每一个颗粒的直径d；在测量图片a中颗粒时同时在图片f中将对应的颗粒标记；图片f中剩余颗粒采用同样方法逐一统计所有颗粒的直径，图片交界处颗粒应被排除，将所有测量粒径数据按4/3π(d/2)3计算出颗粒体积，将所得体积量值从小到大排列，将每一个颗粒所占总体积的百分含量计算出，并累加，从而得到10％体积累积所对应的颗粒直径为x10，50％体积累积所对应的颗粒直径为x50，90％体积累积所对应的颗粒直径为x90；d4加和与d3加和的比值为体积平均粒径x4,3。
11、其中，所述双放大倍数静态图像法测量过程中采用两个放大倍数的颗粒图像，小放大倍数显微镜图像用来定值大颗粒粒径，大放大倍数图像根据小放大倍数图像视野的四张图片拼合而成，并排除掉已经测量过的颗粒。大放大倍数图像边缘根据小放大倍数图像进行切割，保证视野范围一致，且图片拼接交界处颗粒须被排除。
12、进一步地，所述宽分布颗粒标准物质的不确定度统计包括测量过程引入不确定度、均匀性引入不确定度、稳定性引入不确定度、有限取样量引入的不确定度，以及排除部分小颗粒引入的不确定度，其中，所述有限取样量引入的不确定度和排除部分小颗粒引入的不确定度由计算机软件模拟颗粒分布状态后计算得出，所述计算机软件包括excle，matlab。
13、进一步地，所述有限取样量引入的不确定度的统计方法包括：预估颗粒的分布宽度并将其将其扩大1-10％，根据其分布宽度评估标准偏差，在已知颗粒平均粒径，标准偏差的前提下在利用计算机软件，采用随机函数生成与实际测量颗粒数相同数量的正态分布随机数据，以该数据组作为模拟微球体积，并将此组数据从小到大排列；根据球体积公式计算出微球体积对应的粒径，以此得出第10％个数据为x10，第50％个数据为x50，第90％个数据为x90，并根据体积分布公式即粒径4次幂加和比上粒径3次幂加和求出体积平均粒径x4,3；重复上述模拟过程20次，计算出每一次模拟值x10、x50、x90、x4,3的标准偏差，以此作为有限取样量引入的不确定度。
14、进一步地，所述排除部分小颗粒引入的不确定度的统计方法包括：在所述从小到大排列的数据中，找出99.5％处的数据大小n，求出20次模拟数据的中n的平均值n2，根据nmin＝(2-20.5)×n/4d得出nmin为0.5％概率下被完全遮挡小粒径颗粒直径，将所有模拟数据中小于nmin的数据去掉，再求x10，x50，x90，x4,3。
15、根据本发明实施例的第二方面，本发明提供一种宽分布颗粒标准物质，其通过如上任一项所述的评估方法获得。
16、进一步地，所述宽分布颗粒标准物质的特性量值为粒径分布，x90,x10,x50及平均粒径值，上述量值均为体积分布量值，所述宽分布颗粒标准物质的粒径范围为3～200微米，psd＝x90/x10＝2～4。
17、本发明实施例具有如下优点：
18、(1)本发明标准物质原材料符合体积对数正态分布，避免了数量正态分布小颗粒无法精确统计导致的发布值量值偏差过大。
19、(2)本发明标准物质测量方法双放大倍数静态图像法，一方面避免了宽分布颗粒在单一放大倍数下难以聚焦的问题。通过两幅图像对比逐一统计所有视野范围内颗粒，避免了传统分级方法无法精确统计分级导致的测量损失。
20、(3)本发明标准物质不确定度包含的由于有限测量导致的量值不确定度统计方法为计算机软件模拟颗粒分布状态后计算得出，相较于iso目前给出的统计方法不确定度小，精度高。
21、(4)本发明标准物质测试过程中直接排除一定数量的小颗粒测量，并将这一部分引入的不确定度进行统计，避免了静态图像法由于颗粒之间彼此遮挡和放大倍数有限导致的小颗粒无法全部统计引起的量值偏差。
1.一种宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，所述微球颗粒为任意材质球形颗粒，粒径范围为3～200微米，其粒度分布须满足体积对数正态分布。
3.根据权利要求1所述的宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，采用双放大倍数静态图像法对微球颗粒进行测量的具体内容包括：
4.根据权利要求3所述的宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，对微球颗粒大小进行定值的具体内容包括：
5.根据权利要求1所述的宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，所述宽分布颗粒标准物质的不确定度统计包括测量过程引入不确定度、均匀性引入不确定度、稳定性引入不确定度、有限取样量引入的不确定度，以及排除部分小颗粒引入的不确定度；其中，所述有限取样量引入的不确定度和排除部分小颗粒引入的不确定度由计算机软件模拟颗粒分布状态后计算得出，所述计算机软件包括excle，matlab。
6.根据权利要求5所述的宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，所述有限取样量引入的不确定度的统计方法包括：
7.根据权利要求6所述的宽分布颗粒标准物质的量值评估方法，其特征在于，所述排除部分小颗粒引入的不确定度的统计方法包括：
8.一种宽分布颗粒标准物质，其通过如权利要求1-7中任一项所述的评估方法获得。
9.根据权利要求8所述的宽分布颗粒标准物质，其特征在于，所述宽分布颗粒标准物质的特性量值为粒径分布，x90,x10,x50及平均粒径值，上述量值均为体积分布量值，所述宽分布颗粒标准物质的粒径范围为3～200微米，psd＝x90/x10＝2～4。
