美国DV4–1000型光电直读光谱仪是用于金属材料中化学成分快速分析的先进仪器，它具有精度高、快速、准确、低耗等特点，但其测试结果的影响因素除了人、测量方法外，仪器本身的稳定性也是不可忽视的。为保证仪器的稳定性，除了按周期对其进行校准外，还应自我监视，有效控制其工作状态。

控制图是美国W.A.Shewhart 于1924年提出的过程控制理论和监控工具，是将一个过程定期收集的样本数据按顺序点绘而成的一种图示技术；通过图形方法，显示质量特性随时间的波动性。以此可以监察过程是否处于控制状态，展示过程变异，分析和判断是由于偶然原因还是系统性原因造成的质量波动，从而提醒操作者做出准确判断并提出有效对策。任何反映产品或过程特性的变量（计量数据）或属性（计数数据）都可以绘制控制图，前者称为计量型控制图，后者都称计数型控制图。计量型控制图中，一般采用两张图组合使用，一个用来监控过程中心（均值）的变化，一个用于监控过程的变异（极差或标准差）的变化。笔者采用计量型控制图考察了DV4–1000型光电直读光谱仪检测数据的稳定性。

1控制图原理及基本形式

控制图是假设分析仪器处于受控状态时，总体分析数据的质量特性呈正态分布N(μ，σ2)。由正态分布性质可知，质量指标值落在±3σ以外的概率只有0.3%。在一次实践中超出±3σ以外的概率是不会发生的，若发生了，则说明分析仪器已处于不稳定状态。质量控制图的基本形式见图1。

图1中UCL表示上控制线，通常表示工序要求的上偏差限，CL表示中心线一般指的是平均值或标准值，LCL表示下控制线，通常表示工序要求的下偏差限。

2控制过程

(1)控制分析对象：美国DV4–1000型光电直读光谱仪（2012年11月4日校准）。

(2)环境条件：温度(22.5±2.5)℃，相对湿度不大于70%。

(3)监视时间：2013.03.01～2013.05.01，频率：3次／周。

(4)核查标准：BHG 0607标准物质（0607–4 碳含量0.45%，S=0.002%），大冶钢厂研制。

(5)检测依据：GB／T 4336–2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）。

(6)控制图：采用X–R图观察正态分布的均值的变化，用R控制图观察正态分布的分散或变异情况的变化，二者联合运用，观察正态分布的变化。

3X–R控制图绘制与分析

3.1数据采集及参数计算

搜集一定时间内DV4–1000型光电直读光谱仪对BHG0607标准物质中碳含量的检测结果，共23组数据，见表1

3.2控制图绘制

按照UCL，CL，LCL计算值，绘制上下控制线和中心线，将表1中收集的样本点平均值和极差分别在图上打点，并按顺序链接各点，见图2、图3。根据点子是否超越上、下控制线及点子的排列情况来判断仪器是否处于正常的控制状态。

3.3控制图分析

用DV4–1000光谱仪在2013.03.01至2013.05.01间每周对同一个样品的碳含量重复测量5次，通过分析图2、图3可知：

(1)无任何超过控制限的点；

(2)无连续7点全在中心线之上或之下；

(3)无连续7点上升或下降；

(4)无任何其它明显非随机的图形。

由此可以判断，DV4–1000光谱仪整个测量过程稳定可靠，处于受控状态。

4结语

(1)统计过程控制理论的研究虽然是从加工过程开始的，但其研究成果已被证明可广泛适用于各种过程，如设计、管理、生产、服务等。美国，日本等国家早在20世纪四、五十年代就已经在各个行业得到全面的运用。

(2)结合实际工作，将统计控制图用于考察实验室仪器测试数据的稳定性，可及时了解仪器的工作状态，保证测试结果的准确性。