JJF 1539-2015硅酸根分析仪校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 5 3 92 0 1 5硅硅酸根分析仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS i l i c a t eA n a l y z e r s 2 0 1 5-0 6-1 5发布2 0 1 5-0 9-1 5实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布硅硅酸根分析仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS i l i c a t eA n a l yz e r sJ J F1 5 3 92 0 1 5 归 口 单 位:全国光学计量技术委员会 主要起草单位:辽宁省计量科学研究院中国测试技术研究院 参加起草单位:沈阳计量测试院新疆计量测试研究院大连华城电子有限公司 本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释J J F1 5 3 92 0 1 5本规范主要起草人:艾明泽(辽宁省计量科学研究院)李晓滨(中国测试技术研究院)张文美(辽宁省计量科学研究院)参加起草人:肖 哲(辽宁省计量科学研究院)张 弓(沈阳计量测试院)白 旭(新疆计量测试研究院)金为民(大连华城电子有限公司)J J F1 5 3 92 0 1 5目目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(2)4.1 仪器示值误差(2)4.2 仪器测量重复性(2)4.3 仪器稳定性(2)4.4 仪器2 4h运行稳定性(2)4.5 仪器抗磷酸盐干扰性能(2)5 校准条件(2)5.1 校准环境(2)5.2 标准器及其他设备(2)6 校准项目和校准方法(3)6.1 校准前检查(3)6.2 仪器示值误差(3)6.3 仪器测量重复性(3)6.4 仪器稳定性(4)6.5 仪器2 4h运行稳定性(4)6.6 仪器抗磷酸盐干扰性能(4)7 校准结果表达(4)8 复校时间间隔(5)附录A 校准用试剂和溶液配制方法(6)附录B 校准记录推荐格式(7)附录C 校准证书内页推荐格式(9)附录D 测量结果不确定度评定示例(1 0)J J F1 5 3 92 0 1 5引引 言本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示,并参照(部分采用)G B/T1 2 1 4 92 0 0 7 工业循环冷却水和锅炉用水中硅的测定、D L/T6 7 72 0 0 9 发电厂在线化学仪表检验规程的规定而制定。本规范校准的主要项目有:仪器示值误差;仪器测量重复性;仪器稳定性;仪器2 4h运行稳定性;仪器抗磷酸盐干扰性能。本规范为首次制定。J J F1 5 3 92 0 1 5硅酸根分析仪校准规范1 范围本规范适用于硅酸根分析仪的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J F1 0 9 4 测量仪器特性评定G B/T6 6 8 2 分析实验室用水规格和试验方法G B/T1 2 1 4 9 工业循环冷却水和锅炉用水中硅的测定D L/T6 7 7 发电厂在线化学仪表检验规程凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 概述硅酸根分析仪(以下简称仪器)是用于测量水中硅酸根含量的分析仪器,其测量原理是水中的可溶硅在一定条件下,与显色剂发生反应而显色,根据朗伯-比尔定律,当一束平行单色光通过含有吸光物质的有色溶液后,光的一部分被吸收,当吸收层厚度不变时,吸光度与吸光物质的浓度成正比,通过光电检测装置将光信号转换为电信号,经微处理器后,显示硅酸根含量。朗伯-比尔定律的数学表达式为:A=-l gII0=-l gT=k l c 式中:A 物质的吸光度;I 透射的单色光强度;I0 入射的单色光强度;T 物质的透射比;k 物质的吸光系数;l 被分析物质的光程;c 物质的浓度。仪器主要由光源系统、分光系统、样品室、检测系统等部分组成,原理示意图见图1。1J J F1 5 3 92 0 1 51光源系统;2,3分光系统;4样品室;5检测系统图1 原理示意图4 计量特性4.1 仪器示值误差不同量程的仪器,在其量程范围内,对应的示值误差应符合表1的规定。表1 仪器最大允许误差仪器量程最大允许误差非在线仪器在线仪器1 0 0g/L2.0g/L5.0g/L1 0 0g/L2.0%F S5.0%F S 注:“F S”为被校仪器的满量程。4.2 仪器测量重复性2.0%(相对标准偏差)。4.3 仪器稳定性1.0%F S(仪器连续运行3 0m i n)。4.4 仪器2 4h运行稳定性2.0%F S(仪器连续运行2 4h)。4.5 仪器抗磷酸盐干扰性能在磷酸盐含量为5m g/L时产生的正误差不大于2g/L;在3 0m g/L时,误差不大于4g/L。注:以上指标不是用于仪器的符合性判定,仅供参考。5 校准条件5.1 校准环境5.1.1 环境温度(1 03 5),相对湿度8 5%。5.1.2 供电电源(2 2 02 2)V,(5 00.5)H z。5.1.3 操作环境应洁净、无灰尘、无影响仪器正常工作的杂散光。5.2 标准器及其他设备2J J F1 5 3 92 0 1 55.2.1 标准物质和试剂:二氧化硅标准物质应使用浓度不小于仪器满量程,相对扩展不确定度不大于2%(k=2)的有证标准物质;试剂应使用分析纯及优级纯试剂。5.2.2 容量瓶、分度吸量管、单标线吸管等玻璃(塑料)量器:A级。5.2.3 电子秒表:分度值不大于0.1s。5.2.4 天平:最大允许误差为0.1m g。6 校准项目和校准方法6.1 校准前检查仪器外表面壳应整洁光滑、平整,标识、印字完整清晰,涂覆层无脱落、气泡等现象,各部件调节正常,附件齐全;光学系统、样品室、检测系统等各部分能正常工作,不应有影响计量特性及功能的缺陷;样品室进样正常。在配置硅标准溶液时所用的塑料器皿在使用前必须用(1+1)盐酸溶液与(1+1)氢氟酸溶液混合溶液浸泡一段时间,再用一级水充分冲洗后备用。6.2 仪器示值误差按仪器说明书操作,仪器调试正常,通电运行2 0m i n后,检查所有试剂应能正常进入仪器的化学检测系统,校正零点与满量程。分别测量浓度约为满量程2 0%、4 0%、6 0%的二氧化硅标准物质,记录仪器稳定示值。每点重复测量3次,取平均值,按式(1)和式(2)计算示值误差,取示值误差最大值为仪器示值误差C=C-C0(1)C=C-C0F1 0 0%(2)式中:C 示值误差,g/L;C 引用误差,%F S;C 3次测量的算术平均值,g/L;C0 标准物质的质量浓度,g/L;F 仪器满量程,g/L。6.3 仪器测量重复性仪器稳定后,按仪器说明书操作,测量浓度约为满量程8 0%的二氧化硅标准物质,记录仪器稳定示值。在相同条件下重复测量6次。按式(3)计算相对标准偏差作为重复性。sr=1C6i=1(Ci-C)251 0 0%(3)式中:sr 单次测量的相对标准偏差,%;C 6次测量的算术平均值,g/L;3J J F1 5 3 92 0 1 5Ci 第i次示值,g/L。6.4 仪器稳定性待仪器稳定后,按说明书要求调整到测量状态,样品池中装满一级水,测量水的初始示值,在3 0m i n内,每隔3m i n记录一次数据,按式(4)计算短期稳定性。D=Ai-A0m a xF1 0 0%(4)式中:D 短期稳定性,%F S;Ai 第i次示值,g/L;A0 初始示值,g/L;F 仪器满量程,g/L。6.5 仪器2 4h运行稳定性待仪器稳定后,按说明书要求调整到测量状态,样品池中装满一级水,测量水的初始示值,在2 4h内,每隔3h记录一次数据,按式(5)计算长期稳定性。S=Bi-B0m a xF1 0 0%(5)式中:S 2 4h运行稳定性,%F S;Bi 第i次示值,g/L;B0 初始示值,g/L;F 仪器满量程,g/L。6.6 仪器抗磷酸盐干扰性能把5 0 0m L8 0%F S的硅标准溶液放在清洗干净并标有刻度的塑料桶中,把仪器的采样管插入此桶底部,开机1 0m i n 1 5m i n,待示值稳定后,记录仪器示值C1。当上述溶液降至4 0 0m L时,将2m L浓度为10 0 0m g/L预先配制好的磷酸盐溶液注入上述硅标准溶液中,并充分搅拌均匀,运行1 0m i n 1 5m i n,待示值稳定后,记录仪器示值C2。当上述溶液降至2 0 0m L时,再将5m L浓度为10 0 0m g/L的磷酸盐溶液注入上述溶液中并搅拌均匀,运行1 0m i n 1 5m i n,待示值稳定后,记录仪器示值C3。按式(6)和式(7)计算仪器抗磷酸盐干扰性能KL1=C2-C1(6)KL2=C3-C1(7)式中:KL1 溶液中的磷酸盐含量在5m g/L时,仪器的抗磷酸盐干扰性能;KL2 溶液中的磷酸盐含量在3 0m g/L时,仪器的抗磷酸盐干扰性能。7 校准结果表达校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息:4J J F1 5 3 92 0 1 5a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校准对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。8 复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此,送校单位可根据使用情况自主决定复校时间间隔,建议不超过1年。5J J F1 5 3 92 0 1 5附录A校准用试剂和溶液配制方法A.1 钼酸铵(NH4)5M o7O2 44 H2O。A.2 酒石酸溶液:1 0 0g/L。A.3 钼酸铵溶液。A.3.1 称取5 0g钼酸铵溶于约5 0 0m L水中。A.3.2 量取4 2m L硫酸在不断搅拌下加入到3 3 0m L水中,并冷却到室温。A.3.3 将A.3.1配制的溶液加入到A.3.2配制的溶液中然后用水稀释至1L。A.4 1-氨基-2-萘酚-4-磺酸溶液:1.5g/L。称取1.5g的1-氨基-2-萘酚-4-磺酸,用2 0 0m L含有7g亚硫酸钠的水溶解。把溶液加到含有9 0g亚硫酸氢钠的6 0 0m L水中,用水稀释至10 0 0m L,混匀。若有混浊,则需过滤。放入暗色的塑料瓶中,贮存于冰箱中。当溶液颜色变暗或有沉淀生成时失效。注:本规范所使用的强酸具有腐蚀性,使用时应注意。溅到身上时,应用大量水冲洗,避免吸入或接触皮肤。6J J F1 5 3 92 0 1 5附录B校准记录推荐格式委托单位:证书编号:仪器名称:型号:出厂编号:生产厂家:环境温度:相对湿度:校准日期:校准地点:校准依据:校准设备:校准结果不确定度:B.1 校准前检查:B.2 仪器示值误差:标准值/(g/L)实测值/(g/L)123平均值/(g/L)仪器示值误差/(g/L)B.3 仪器测量重复性:实测值/(g/L)123456测量重复性/%B.4 仪器稳定性:序号1234567891 0测定值/(g/L)初始值/(g/L)稳定性/(%F S)B.5 仪器2 4h运行稳定性:序号12345678测定值/(g/L)初始值/(g/L)2 4h运行稳定性/(%F S)7J J F1 5 3 92 0 1 5B.6 仪器抗磷酸盐干扰性能标样容量/m L加入磷酸盐溶液量/m L仪器示值/(g/L)KL 1/(g/L)KL 2/(g/L)5 0 004 0 022 0 05校准员:核验员:8J J F1 5 3 92 0 1 5附录C校准证书内页推荐格式校准项目校准结果1.校准前检查2.仪器示值误差3.仪器测量重复性4.仪器稳定性5.仪器2 4h运行稳定性6.仪器抗磷酸盐干扰性能测量结果不确定度 注:根据客户要求选择校准项目。9J J F1 5 3 92 0 1 5附录D测量结果不确定度评定示例D.1 概述D.1.1 测量依据:J J F1 5 3 92 0 1 5 硅酸根分析仪校准规范D.1.2 计量标准:二氧化硅标准物质D.1.3 被校对象:硅酸根分析仪D.1.4 测量方法:硅酸根分析仪示值误差的测量,是先用二氧化硅标准物质对被校仪器进行测试,然后将被校仪器的示值与标准物质的数值进行比较,从而判断硅酸根分析仪的示值误差。D.2 测量模型D.2.1 示值误差:C=C-C0(D.1)C=C-C0F1 0 0%(D.2)式中:C 绝对误差,g/L;C 引用误差,%F S;C 3次测量的算术平均值,g/L;C0 标准物质的浓度值,g/L;F 仪器满量程,g/L。注:F为常数,本次测量结果不确定度评定以式(D.1)为例。D.2.2 不确定度传播律被测量的估计值C与输入量的估计值C之间的测量模型为线性模型,并且全部输入量彼此间独立不相关,方差u2c(C)可由下式得出:u2c(C)=c21u2(C0)+c22u2(C)+c23u2(C)=u21(C)+u22(C)+u23(C)D.2.3 计算灵敏系数c1=(C)(C)=1 c2=(C)(-C0)=-1D.3 不确定度的来源及评定测量时影响测量结果的不确定度的因素有很多:有标准物质的不确定度、测量环境条件带来的不确定度、人员操作带来的不确定度、被检计量器具分辨力带来的不确定度等。测量过程中环境条件的变化、人员操作以及仪器的分辨力引入的不确定度可以认为体现在测量的重复性中。D.3.1 标准物质的不确定度从标准物质证书得到实验使用的二氧化硅标准物质不确定度为:U=2g/L,取01J J F1 5 3 92 0 1 5k=2。u1=1g/LD.3.2 测量重复性引入的不确定度根据规范要求,对仪器进行重复性测量6次,量程 1 0 0g/L见表1,量程 1 0 0g/L见表2。表D.1 量程1 0 0 g/L测量重复性结果测量次数123456平均值测量结果/(g/L)5 9.35 9.15 9.65 9.25 9.55 9.75 9.4 单次测量结果实验标准差:s(Ci)=6i=1Ci-()C25=0.4g/L规范规定,常规测量时,每一个校准点重复测量3次,所以平均值的实验标准差:s(C)=s(Ci)3=0.3g/L由测量重复性引入的测量结果不确定度:u2=s(C)=0.3g/L表D.2 量程1 0 0 g/L测量重复性结果测量次数123456平均值测量结果/(g/L)2 0 02 0 12 0 22 0 12 0 01 9 92 0 0 单次测量结果实验标准差:s(Ci)=6i=1Ci-()C25=1.2g/L规范规定,常规测量时,每一个校准点重复测量3次,所以平均值的实验标准差:s(C)=s(Ci)3=0.7g/L由测量重复性引入的测量结果不确定度:u 2=s(C)=0.7g/LD.3.3 测量稳定性引入的不确定度测量结果见表3。表D.3 测量稳定性结果序号1234567891 0测定值/(g/L)-1.0-1.0-1.0-1.1-1.1-1.0-1.0-0.9-1.0-1.2 测量结果实验标准差:s(Ci)=6i=1Ci-()C29=0.5g/L由测量稳定性引入的测量结果不确定度:u3=0.5g/LD.4 测量不确定度分量测量的不确定度分量见表4。11J J F1 5 3 92 0 1 5表D.4 测量结果不确定度分量不确定度分量不确定度来源标准不确定度u(C0)u1标准物质的不确定度1g/Lu(C)u2量程1 0 0g/L测量重复性引入的不确定度0.3g/Lu 2量程1 0 0g/L测量重复性引入的不确定度0.7g/Lu3测量稳定性引入的不确定度0.5g/LD.5 标准不确定度uc的评定量程1 0 0g/L时,u(C)=u2(C0)+u2(C)=u21+u22+u23=1.1 5g/L量程1 0 0g/L时,u(C)=u2(C0)+u2(C)=u21+u 22+u23=1.3 2g/LD.6 扩展不确定度的评定k取2,则扩展不确定度为:量程1 0 0g/L时,U=ku(C)=2.3g/L量程1 0 0g/L时,U=ku(C)=2.7g/LD.7 不确定度报告测量结果的扩展不确定度为:量程1 0 0g/L时,U=ku(C)=2.3g/L量程1 0 0g/L时,U=ku(C)=2.7g/L21J J F1 5 3 92 0 1 5