ICS 71.040.10 N 53 中华人民共和国国家标准 GB/T 40219—2021 拉曼光谱仪通用规范 General specification for Raman spectrometers 2021-05-21发布 2021-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T40219—2021 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124）归口。 本标准起草单位：福建省计量科学研究院、厦门大学、厦门市普识纳米科技有限公司、福建师范大 学、同方威视技术股份有限公司、北京卓立汉光仪器有限公司、北京华泰诺安探测技术有限公司、北京市 计量检测科学研究院、中国科学院物理研究所、奥谱天成（厦门）光电有限公司、北京雪迪龙科技股份有 限公司、北京北分瑞利分析仪器（集团）有限责任公司、上海如海光电科技有限公司、天美仪拓实验室设 备（上海）有限公司、上海仪电分析仪器有限公司、上海市计量测试技术研究院、福州云石科技有限公司、 北京华夏科创仪器股份有限公司、浙江同创海诚科技有限公司、屹谱仪器制造（上海）有限公司、励强科 技（上海）有限公司、济宁市计量测试所、浙江谱创仪器有限公司、北京鉴知技术有限公司。 本标准主要起草人：罗峰、黄伟、刘国坤、曾勇明、陈荣、王红球、张恒、熊胜军、吴红、刘玉龙、刘鸿飞、 任斌、韩、高学军、于永爱、张海蓉、卓晓丹、李征、蒋磊、罗荷洲、张新民、黄正义、杜继东、李晓云、 孙文、阳杰、陈曦、耿莹莹、郑金。 1 GB/T40219—2021 拉曼光谱仪通用规范 1范围 本标准规定了拉曼光谱仪的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于采用激光为激发光源的拉曼光谱仪（以下简称仪器），其他光源的仪器可参考执行 2 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T191—2008包装储运图示标志 GB/T 28292002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验） GB 4793.1—2007 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分：通用要求 GB 7247.1—2012 激光产品的安全第1部分：设备分类、要求 GB/T11606—2007 分析仪器环境试验方法 GB/T13384—2008 机电产品包装通用技术条件 GB/T13966—2013 分析仪器术语 GB/T17626.2—2018 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.3—2016 电磁兼容 试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T17626.4—2018 电磁兼容 试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T17626.5—2019 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T18268.1—2010 测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求 第1部分：通用要求 GB/T34065—2017 分析仪器的安全要求 3术语和定义 GB/T13966一2013界定的及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 拉曼散射 +Raman scattering 单色人射光与介质相互作用后产生不同于原人射光频率的散射光，并且相对频移对称分布于人射 光频率两侧的现象。 3.2 拉曼位移 Ramanshift 入射光绝对波数与散射光绝对波数的差值。 注：单位为cm1。 3.3 拉曼光谱Ramanspectrum 拉曼散射强度对于拉曼位移的分布。 1 GB/T40219—2021 3.4 拉曼光谱仪 Ramanspectrometer 用于收集试样的拉曼光谱，并进行检测和分析的仪器 3.5 拉曼谱峰强度 peak intensity of Raman scattering 拉曼光谱仪测量得到的某个拉曼谱峰的信号强度，为该峰最高点到该点对应的背景基线的计数 差值。 3.6 半高宽fullwidthathalfmaximum；FWHM 以谱峰强度的一半作平行于基线的直线，该直线与谱峰两侧所形成交点之间的波数差值。 见图1。 注：单位为cm-。 1/2 谱峰强度 半高宽 (FWHM) 图 1 3.7 光谱分辨率 spectralresolution 拉曼光谱仪分辨两相邻谱峰的能力，以所测得的元素灯谱线的半高宽表示。 注：单位为cm-1。 4分类 仪器按使用环境分为： a） 实验室拉曼光谱仪； b) 便携式拉曼光谱仪。 5要求 5.1 仪器正常工作条件 5.1.1 实验室拉曼光谱仪 实验室拉曼光谱仪在下列条件下应能正常工作： a) 环境温度：5℃~35℃； b) 相对湿度：20%~80%； c) 交流供电电源：电压220V土22V，频率50Hz士1Hz； d) 室内清洁无尘，避光，排风良好，能平稳地放在工作台上，周围无强烈机械振动和电磁干扰源， 无强气流影响； 2 GB/T 40219—2021 接地良好。 5.1.2 便携式拉曼光谱仪 便携式拉曼光谱仪在下列条件下应能正常工作： a） 环境温度：0℃~40℃； b) 相对湿度：20%~85%； c) 供电电源：交流电源电压220V土22V，频率50Hz士1Hz，直流电源电压变化在土20%以内； d) 使用环境无强光直射。 5.2功能 仪器至少应具有下列功能： a） 激发光开启和关闭功能； b) 准确显示所采集拉曼光谱图、读取拉曼位移坐标及强度示值等功能； c) 原始光谱数据导出功能，至少包含以下数据导出格式之一：*.txt、*.Excel或*.csv。 5.3 性能指标 仪器性能指标要求见表1。 表1 性能指标 项目 I级 Ⅱ级 Ⅲ级 IV级 ≤1 cm-1 光谱分辨率 ≤4 cm-1 ≤8 cm-1 ≤15cm-1 位移准确度 ±1.0 cm-1 ±1.5 cm-1 ±3.0 cm=1 ±6.0 cm-1 位移重复性 ≤0.5 cm-1 ≤0.5cm-1 ≤1.0 cm=1 ≤2.0 cm-1 强度重复性 ≤1% ≤3% ≤5% ≤5% ≥(10 : 1) ≥(5 : 1) ≥(100 : 1) ≥(10 : 1) 信噪比 （单晶硅三阶峰） （单晶硅三阶峰） （单晶硅二阶峰） （单晶硅二阶峰） 仪器应标明所用激发光波长、线宽和功率（或功率范围）等参数；试验的全过程仪器的相关设置条件应保持一致， 并注明谱图采集的积分时间。特殊领域的专用仪器技术性能，可参照本标准进行评价 5.4 安全要求 5.4.1 防电击要求 应符合GB/T34065—2017中第6章要求。 5.4.2 激光安全 制造商提供的说明书、警示措施、防护措施应符合GB7247.1一2012的要求。 5.5外观 仪器外观应满足下列要求： a)1 仪器所有表面不应有脱皮现象； b) 表面应色泽均匀，不应有明显擦伤、露底、裂纹、气泡现象； c) 外露零部件结合处应整齐，无粗糙不平现象； 3 GB/T40219—2021 d）面板上的文字、符号、标志应端正清晰耐久。 5.6环境适应性 按GB/T11606—2007中2.7环境条件分组，实验室仪器按照ⅡI组，便携式仪器按照Ⅲ组的条件， 分别对仪器进行温度上限、温度下限的试验后，其光谱分辨率和位移准确度应满足5.3的要求 便携式仪器耐振动试验后应满足5.3的要求， 便携式仪器的静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌（冲击）抗 扰度应符合GB/T18268.1—2010中表1的要求。 5.7运输、运输贮存 仪器在运输包装状态下，应根据GB/T11606一2007中表1环境条件分组的要求选取运输、运输贮 械损伤，其光谱分辨率和位移准确度应满足5.3的要求。 6试验方法 6.1试验前准备 根据仪器说明书的要求设置仪器参数，如激光波长和功率，物镜，狭缝宽度和光栅刻线等相关条件， 激光功率为标称功率或仪器说明书的推荐值。仪器测试时，应注明环境温度、仪器声明的波数测量范 围、激发光波长和功率、狭缝大小、分光系统的光栅刻线数和焦长、采样积分时间等仪器设置条件。对于 共焦显微拉曼光谱仪，还应注明显微物镜、针孔大小等与共焦性能密切相关的仪器参数。 6.2 试验条件 仪器经试验前准备工作后，在下列试验条件下开始性能检验： a) 除非另有规定，试验均应在5.1所规定的条件下进行，温度波动不应超过土2℃； b) 仪器在试验前应按照仪器说明书要求进行预热； c）i 试验用品：元素灯：氩灯、氩灯，汞灯及其他波段的元素灯等； d）试验样品：单晶硅（111）；单质硫（分析纯）、萘（分析纯）、聚苯乙烯片。 6.3功能检查 按照5.2规定，逐条目测和手感检查。 6.4光谱分辨率 关闭激光器。在仪器可测量光谱范围内，分别在下限、上限和中间附近选取适当的元素灯特征谱线 （参见附录A示例）；将元素灯输出的光经强度衰减后，引人光谱仪的测量光路；近等分选择三条强信号 的特征谱线进行测量。测量并记录元素灯各谱峰的半高宽，重复测量6次，取平均值作为在相应激发波 长下各波段的分辨率，取其最大值作为仪器的光谱分辨率。 6.5位移准确度 的波数测量范围，测量参考样品的拉曼光谱。在50cm-1~200cm-范围，测量单质硫位于153.8cm-1 4 SAG GB/T 40219—2021 的拉曼谱峰；在200cm-1～2000cm-1范围，测量聚苯乙烯位于1001.4cm-1的拉曼谱峰；在 2000cm-1～4000cm范围，测量萘位于3056.4cm-1的拉曼谱峰。记录所选取的特征峰的位移值， 重复测量3次，按公式（1)分别计算相应特征峰的位移测量值与标准位移值（参见附录B)之差，取绝对 值最大的差值作为仪器的位移准确度。 AS=Sm-Si .(1) 式中： △S：第i个位移测量值与标准位移值之差，单位为cm-1； Sim一—第i个位移测量值,单位为cm-1; S，第i个标准位移值,单位为cm-。 6.6位移重复性 按6.5中的测试条件，间隔5min测量一次，并记录谱峰的位移值，重复测量3次，按公式（2)分别 计算各个谱峰的位移重复性，取最大的差值作为仪器的位移重复性。 △S=Smax-Smin .(2) 式中： △S 位移重复性，单位为cm-!； Smx——3次测得的位移最大值，单位为cm-l； Smin——3次测得的位移最小值，单位为cm-1。 6.7强度重复性 按6.5中的测试条件，间隔5min测量一次，并记录特征谱峰强度，重复测量7次，按公式（3）分别 计算各个谱峰的强度重复性，取最大值作为仪器的拉曼谱峰强度30min内的重复性。 (, -i)2 X 100% ..(3)