在線pH計校準(zhǔn)規(guī)范

1本規(guī)范適用于采用電極法測量電導(dǎo)率大于100μS·cm-1水質(zhì)pH值的在線pH計的ASTMD5128-2009在線測量低電導(dǎo)率水pH值的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法(StandardTestMethodforOn-LinepHMeasurementofWaterofLowCondu凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3.1液接界電勢liquidjunctionpotential兩種不同的電解質(zhì)溶液相接觸時，在液體接界的區(qū)域，著溶液流動方向運(yùn)動。這些帶電荷粒子的運(yùn)動導(dǎo)致下游積累電在線pH計(以下簡稱儀器)廣泛用于野外操作、生產(chǎn)現(xiàn)場及工藝條件下連續(xù)監(jiān)測水質(zhì)pH值，通常由pH電計系統(tǒng)(二次儀表系統(tǒng))和pH電極系統(tǒng)(傳感器系統(tǒng))兩測量反應(yīng)池、反應(yīng)罐內(nèi)等處靜止水質(zhì)的pH測量；另一種為流通式，用于管道中流動水質(zhì)的pH測量。測量流動水質(zhì)的在線pH計，電極系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)接地，并采用不銹鋼流通2多表1儀器的計量特性儀器級別001級1電量pH示值誤差不超過士0.1不超過土0.02電計電壓示值誤差不超過土1%FS不超過土0.03不超過士0.01溫度補(bǔ)償器引起的pH示值誤差不超過士0.05不趣過士0.01溫度示值誤差不超過士0.5℃不超過士0.5℃儀器pH親值誤差不超過±0.1不超過士0.03不超過0.02不超過土0不超過士0.05校準(zhǔn)時環(huán)境條件列于表2。表2校準(zhǔn)時環(huán)境條件儀器級別℃附近無強(qiáng)的機(jī)械3校準(zhǔn)時標(biāo)準(zhǔn)溶液和電極系統(tǒng)的溫度恒定性列于表3。儀器級別0.1級0.01級不超過士0.5℃不超過±0.2℃6.3測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.3.1有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：應(yīng)使用經(jīng)政府計量行政部門批準(zhǔn)的pH有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的pH范圍為3～10,不確定度優(yōu)于或等于0.01(k=3)。6.3.2pH計檢定儀：優(yōu)于或等于0.003級。6.3.3溫度計：溫度范圍(0～60)℃,溫度測量最大允許誤差不超過±0.1℃。6.3.4恒溫水槽：溫度范圍(0～60)℃,溫度均勻性不超過土0.2℃,溫度波動度不大于0.2℃。7.1電極檢查玻璃電極或復(fù)合電極的玻璃球泡無裂紋、爆裂現(xiàn)比電極內(nèi)部充滿溶液，液接界無吸附雜質(zhì)，電解質(zhì)溶液能正常滲漏，用濾紙做擦拭檢按圖2接好線路。電計選擇pH測量功能。儀器溫度補(bǔ)償至25℃。根據(jù)說明書校準(zhǔn)儀器。調(diào)節(jié)pH計檢定儀(以下簡稱檢定儀)向電計輸人pH標(biāo)準(zhǔn)信號pH,,記錄電計示值pH;。在全量程范圍內(nèi)，pH每隔1校準(zhǔn)一點。按輸入增加和輸入減少的順序各測一次，計算兩次測量結(jié)果的平均值pH。按式(1)計算電計pH示值誤差△pH;。47.3電計電壓示值誤差電計選擇電壓測量功能。調(diào)節(jié)檢定儀使其輸出直流電壓信號E。,記錄電計示值E;。在全量程范圍內(nèi)，每隔100mV校準(zhǔn)一點。按輸入增加和輸入減少的順序各測一次，計算兩次測量結(jié)果的平均值E;。按式(2)計算電計電壓示值誤差△E;。7.4輸入電流電計選擇pH測量功能。儀器溫度補(bǔ)償至25℃。調(diào)節(jié)檢定儀，向電計輸入pH等電位時的pH?個pH信號，記錄高阻接通或斷開的情況下，電計示值的變化△pH?。重復(fù)測量三次，計算平均值△pH?,按式(3)計算輸入電流I。k--25℃時能斯特方程的理論斜率；7.5輸入阻抗引起的pH示值誤差電計選擇pH測量功能。儀器溫度補(bǔ)償至25℃。調(diào)節(jié)檢定儀，向電計輸入(pH?+6)個pH單位的信號，記錄電計示值pH?。接入檢定儀高阻，調(diào)節(jié)檢定儀，使其輸出信號pH為7(或電計等電位值),調(diào)節(jié)儀器使其示值pH為7(或電計等電位值)。再調(diào)節(jié)檢定儀，使其輸出相當(dāng)于(pH?+6)個pH單位的信號，并記錄電計示值pH?。上述操作重復(fù)三次，計算平均值pH?和pH?,按式(4)計算輸入阻抗引起的示值誤差△pH?。用同樣方法校準(zhǔn)輸入(pH?-6)個pH單位的信號時，輸入阻抗引起的誤差7.6溫度補(bǔ)償器引起的pH示值誤差將標(biāo)準(zhǔn)溫度計和儀器溫度探頭放至恒溫水槽中，在pH計正常使用溫度范圍內(nèi)均勻選擇三個溫度點(如10℃、25℃、40℃)。待溫度平衡后，記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計溫度t。和儀器溫度探頭的溫度ti。在每一溫度點輸入該溫度下相當(dāng)于(pH?+6)個pH單位的信號，記錄電計示值pH。重復(fù)測量二次，計算平均值pH。按式(5)計算溫度補(bǔ)償器 5根據(jù)7.6的測量數(shù)據(jù)，按式(6)計算溫度示值誤差△t。7.8儀器pH示值誤差及示值重復(fù)性選擇三種標(biāo)準(zhǔn)溶液(pH范圍在3～10)放至25℃恒溫水槽。儀器溫度補(bǔ)償至25℃。選用二種標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后，測量第三種標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值pH?,記錄儀器示值pH,,。重復(fù)上述步驟，測量六次，計算平均值pHy。按式(7)計算儀器示值誤差按式(8)計算儀器示值重復(fù)性spH。4h后，更新第三種標(biāo)準(zhǔn)溶液，放至25℃恒溫水槽。不調(diào)整儀器，記錄儀器示值pH。。測量六次，計算平均值pH,按式(9)計算儀器穩(wěn)定性△pH。 pH,—4h前7.8中儀器示值的平均值。j)本次校準(zhǔn)所用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和主要測量設(shè)備名稱、型號、準(zhǔn)確度等級或不確定6m)對校準(zhǔn)規(guī)范偏離的說明(若有);儀器復(fù)校時間間隔建議為1年。由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使7儀器示值誤差的不確定度評定按本規(guī)范7.8條進(jìn)行儀器pH示值誤差及重復(fù)性的校準(zhǔn)。按式(A.1)計算儀器示值誤差△pH,,按式(A.2)計算儀器示值重復(fù)性spH。pH,——儀器第i次測量示值。從式(A.1)可以看出，影響測量結(jié)果不確定度的因素主要有標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度u(ApH,)=√u2(pH,)+u2(pH,) A.3.1儀器測量引入的不確定度分量u(pHy)儀器測量重復(fù)性引入的不確定度利用表1中的儀器示值重復(fù)性的計量性能指標(biāo)來計儀器級別8A.3.1.2分辨力引入的不確定度分辨力也會對儀器測量有影響。在線pH計為數(shù)顯示儀器，若儀器的分辨力(最小顯示值)為δH,那么由分辨力引入的不確定度分量u(pH?)=0.289δon。不確定度計算結(jié)果均列于表A.2。儀器級別A.3.1.3儀器測量引入的不確定度u(pHy)儀器測量引入的不確定度u(pH,)由重復(fù)性引入的不確定度u(pH?)和分辨力引入的不確定度u(pH?)兩個分量合成，按式(A.4)計算。計算結(jié)果列于表A.3。u(pH,)=√u2(pH?)+u2(儀器級別A.3.2標(biāo)準(zhǔn)溶液引起的不確定度分量u(pH?)A.3.2.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，若儀器校準(zhǔn)時使用二級pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。從標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書得知，不確定度為U(pH?)=0.01(k=3),則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(pH?)=A.3.2.2溫度對標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值影響的不確定度在不同溫度下，pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的pH值是不同的。以硼砂為例(其溫度系數(shù)在幾種常用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中最大),其pH值的溫度系數(shù)是0.009/℃。利用式(A.5)計算出溫度對標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值影響的不確定度u(pH?),計算結(jié)果列入表A.4。?2——恒溫水槽的穩(wěn)定性；MPE——溫度探頭測溫的最大允許誤差。儀器級別士0.59A.3.2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度u(pH。)綜上所述，標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度由式(A.6)計算，結(jié)果列入表A.5。u(pH?)=√u2(pH?)+u2(儀器級別根據(jù)式(A.3)計算儀器示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△pHy)。取包含因子k=2,則儀器示值誤差的擴(kuò)展不確定度U(△pH)按式(A.7)計算，計算結(jié)果列于表A.6。儀器級別校準(zhǔn)原始記錄格式(參考)儀器型號制造廠儀器編號出廠日期pH量程(pH)電壓量程溫度范圍℃配用電極型號適用范圍校準(zhǔn)時室內(nèi)溫度℃校準(zhǔn)時室內(nèi)濕度用測準(zhǔn)及設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家型號編號大允許誤差證書編號期至pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)2.電計pH示值誤差等電位pH值溫度補(bǔ)償器示值℃電計pH示12平均表(續(xù))電計pH示12平均電位mlv電計電壓示值/mV電計電壓素值平均電計電壓示值/mV電計電壓示值誤差/%FS12平均一600.000一700.000一800.000℃串聯(lián)電阻Ω電計示值/pH12305.輸入阻抗引起的pH示值誤差溫度補(bǔ)償器示值℃串聯(lián)電阻Ω電計示值/pH12300 6.溫度補(bǔ)償器引起的pH示值誤差及溫度示值誤差儀器溫度示值/℃示值/℃誤差/℃電計示值/pH17.儀器pH承值誤卷及重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)溶液：定位用斜率用：年確定度(k=2)234568.儀器pH示值穩(wěn)定性穩(wěn)定性△pH。123