JJG(冀) 183-2021 在线溶解氧测定仪.pdf

河北省地方计量检定规程 JJG（冀） 183-2021 在线溶解氧测定仪 On-line dissolved oxygen Meters 2021-02-04 发布 2021-05-01 实施 河北省市场监督管理局 发 布 JJG（冀） 183-2021 在线溶解氧测定仪检定规程 Verification Regulation of On-line dissolved oxygen Meters JJG(冀)183183-20212021 归 口 单 位：河北省市场监督管理局 主要起草单位：河北省计量监督检测研究院 河北省产品质量安全检测技术中心 河北科瑞达仪器科技股份有限公司 本规程由河北省计量监督检测研究院负责解释 JJG（冀） 183-2021 本规程主要起草人： 李玄晔（河北省计量监督检测研究院） 魏 津（河北省计量监督检测研究院） 李雪丹（河北省产品质量安全检测技术中心） 刘佩侨（河北省计量监督检测研究院） 刘建磊（河北省计量监督检测研究院） 魏艳菊（河北科瑞达仪器科技股份有限公司） JJG（冀） 183-2021 I 目 录 引言（） 1 范围（1） 2 概述（1） 3 计量性能要求（1） 4 通用技术要求（2） 4.1 外观及结构（2） 4.2 标志和标识（2） 5 计量器具控制（2） 5.1 检定条件（2） 5.2 检定项目（3） 5.3 检定方法（3） 5.4 检定结果的处理（6） 5.5 检定周期（7） 附录 A 无氧水的配制 （8） 附录 B 标准溶解氧水的制备 （9） 附录 C 溶解氧浓度参考值的计算 （10） 附录 D 在线溶解氧测定仪检定记录（参考）（12） 附录 E 检定证书/检定结果通知书内页格式 （14） JJG（冀） 183-2021 II 引 言 本规程以 JJF 1002-2010 国家计量检定规程编写规则、JJF 1001-2011 通用计量术语及定义为基础性规范进行编制。 本规范参考了 JJG 291-2018溶解氧测定仪、HJ 506-2009水质 溶解氧的测定 电化学探头法、ISO 5814:2012水质溶解氧的测定 电化学探头法(Water qualityDetermination of dissolved oxygenElectrochemical probe method)、ISO 17289:2014水质 溶解氧的测定 光传感器法(Water quality Determination of dissolved oxygen Optical sensor method)等标准相关内容。 本规程为首次发布。 JJG（冀） 183-2021 1 在线溶解氧测定仪检定规程 1 范围 本规程适用于测量范围为（020）mg/L 的在线溶解氧测定仪的首次检定、后续检定和使用中检查。 2 概述 在线溶解氧测定仪（以下简称仪器）常用于在线实时测量水中溶解氧的浓度，仪器工作原理主要分为电化学法和荧光法。 电化学法仪器采用氧敏感薄膜电极隔离水和可溶性物质，电极间产生的电位差使金属离子在阳极进入溶液。同时氧气通过薄膜扩散，在阴极被还原，产生的电流与穿过薄膜和电解质层的氧传递速度成正比，即在一定的温度下该电流与水中氧的分压（或浓度）成正比。通过测量电流，可得到水中的溶解氧浓度。 荧光法仪器主要基于氧分子对荧光物质的淬灭效应，在溶解氧测定仪电极涂上荧光材料，激发光照射在电极上发出荧光，荧光的强弱或淬灭时间长短与水中氧分子浓度具有相关性。水中氧分子浓度值越高，则荧光强度越小，淬灭越快。通过测量激发光与参比光的相位差等方式，可得到水中溶解氧浓度。 仪器主要由电极、控制单元、显示单元等部分组成。 3 计量性能要求 表 1 仪器计量性能要求 检定项目 计量性能要求 I级 II级 零值误差 0.1 mg/L 0.1 mg/L 响应时间 60 s 60 s 溶解氧浓度示值误差 0.30 mg/L 0.50 mg/L 重复性 0.15 mg/L 0.15 mg/L 24h稳定性 0.30 mg/L 0.50 mg/L 温度示值误差 0.5 0.5 盐度补偿误差 2% 2% JJG（冀） 183-2021 2 按照仪器的计量性能，将仪器分为 I级和 II级。I级和 II级仪器的计量性能要求见表 1。 4 通用技术要求 4.1外观及结构 仪器结构完整，电极引线连接可靠，各按钮应能正常使用，仪器外观应无影响仪器正常工作的损伤，显示部分清晰完整。 覆膜电极内腔应充满电解液，无气泡，覆膜完整无损；荧光法电极无明显破损。 4.2 标志和标识 仪器铭牌清晰标明仪器名称、型号、出厂年月、编号和制造厂名。 5 计量器具控制 5.1 检定条件 5.1.1 环境条件 5.1.1.1 环境温度为（535）。 5.1.1.2 环境湿度不大于 85%RH。 5.1.1.3 交流电源电压（220 22）V，电源频率（50 0.5）Hz。 5.1.2 检定用标准器及配套设备 5.1.2.1 标准气体：氮中氧气气体有证标准物质，浓度约为 0.05 mol/mol、0.10 mol/mol、0.25 mol/mol，其浓度的相对扩展不确定度不应大于 1%( k=2)。 5.1.2.2 在线溶解氧测定仪检定装置：温度波动度不超过0.5，见附录 B。 5.1.2.3 秒表：分辨力 0.1 s，MPE：0.5s/d。 5.1.2.4 温度计：范围（050），分度值 0.1，MPE： 0.15 。 5.1.2.5 气压计：分度值 1hPa，MPE： 2.5 hPa。 5.1.2.6 氯化钠（NaCl）：分析纯。 5.1.2.7 亚硫酸钠（Na2SO3）：分析纯。 5.1.2.8 二价钴盐：分析纯。 5.1.2.9 精密恒温水槽：恒温范围（050），温度波动度不大于 0.2，均匀性不超过0.2。 JJG（冀） 183-2021 3 5.2 检定项目 仪器首次检定、后续检定和使用中检查项目如表 2所示 表 2 检定项目一览表 检定项目 首次检定 后续检定 使用中检查 外观 + + + 零值误差 + + - 响应时间 + + - 溶解氧浓度示值误差 + + + 重复性 + + - 稳定性 + + - 温度示值误差 + + - 盐度补偿误差* + - - 注：1.“+”为需要检定的项目，“-”为不需要检定的项目。 2.后续检定包括修理后的检定，若对计量性能有重大影响时，按首次检定进行。 3.盐度补偿功能的检定在精密恒温水槽中进行；无盐度补偿功能的仪器，表格中“*”项目免检。 5.3 检定方法 5.3.1 常规检查 用目视、手感法按 4.1进行。 5.3.2 仪器校正 按仪器说明书要求校正仪器。 5.3.3 零值误差 将电极从空气中浸入新配置无氧水中（无氧水的制备见附录 A），15min后的仪器示值即为残余电流引起的零值误差。 5.3.4 响应时间 用浓度约为 0.25 mol/mol 的氮中氧气气体标准物质制备标准溶解氧水（制备方法参见附录 B）。将电极放入其中，稳定后读取示值 c0，随后将电极从标准溶解氧水中取出，迅速浸入无氧水中，同时开始计时，当仪器显示值为 c0的10%时停止计时，记录此时的秒表示值，重复测量三次，三次测量值的平均值即为响应时间。 5.3.5 溶解氧浓度示值误差 JJG（冀） 183-2021 4 分别用浓度约为 0.05 mol/mol、0.10 mol/mol、0.25 mol/mol 的氮中氧气气体标准物质制备标准溶解氧水。不同浓度的氮中氧气气体在不同水温、大气压力下的水中饱和浓度参考值 cs可由式(1)换算，即 ： %94.20qbsccc （1） 式中： cs某一浓度的氮中氧气气体在水中饱和浓度值，mg/L； cb通过查表（附录 C）或内插法计算出来的空气中氧在水中饱和浓度值，mg/L； cq氮中氧气气体标准物质的浓度值，%； 20.94%空气中的氧含量。 将电极由空气中放入标准溶解氧水中并轻轻摆动（荧光法仪器检定时无需摆动），稳定后读取示值。重复测量三次，计算仪器测量平均值c，按式(2)计算溶解氧浓度示值误差，取绝对值最大的c 作为检定结果。 sc=c-c (2) 式中： c溶解氧浓度示值误差，mg/L； c仪器测量平均值，mg/L； cs溶解氧浓度参考值， mg/L。 5.3.6重复性 将电极放入用浓度约为 0.25 mol/mol 的氮中氧气气体标准物质制备的标准溶解氧水，连续重复测量 6次，分别记录仪器示值，按式(3)计算仪器的重复性。 1)(12nccsnii (3) 式中： s仪器示值重复性，mg/L； JJG（冀） 183-2021 5 ci第 i 次测量值，mg/L； c仪器测量平均值，mg/L； n测量次数，n=6。 5.3.7稳定性 将电极放入用浓度约为 0.25 mol/mol 的氮中氧气气体标准物质制备的标准溶解氧水，示值稳定后，按公式(4)计算并记录初始示值误差c0 。 00s0c =c -c (4) 式中： 0c溶解氧初始浓度示值误差，mg/L； 0c仪器初始测量值，mg/L； s0c溶解氧初始浓度参考值， mg/L。 仪器连续运行 24 h，每隔 1 h，按公式(5)记算并记录示值误差ci。 iisic=c-c (5) 式中： ic第 i 次示值误差测量值，mg/L； ic仪器第 i 次测量值，mg/L； sic第 i 次测量时溶解氧浓度参考值， mg/L。 按式(6)计算稳定性，取绝对值最大的Lc为检定结果。 0Lccci (6) 式中： Lc稳定性，mg/L； ci第 i 次示值误差测量值，mg/L； c0仪器初始示值误差值，mg/L。 5.3.8 温度示值误差 将仪器测温部分与温度计尽可能靠近，重复测量三次，按式(7)计算仪器的温度示值误差Tb。 bbT =T-T (7) 式中： JJG（冀） 183-2021 6 bT仪器的温度示值误差，； T仪器温度示值平均值，； bT温度计示值平均值，。 5.3.9盐度补偿误差 将烧杯中盛入 1L的蒸馏水，放入（250.2）的恒温水浴中，用 1L/min的流量向蒸馏水中连续通入空气 60min，使其中的溶解氧浓度达到饱和，检定过程中需持续通气。首先测不含氯化钠时的溶解氧浓度 N0，添加 10g、20g、30g氯化钠后水中溶解氧浓度参考值 Nsn按式（8）求得。 00 0421snN =N - .n （8） 式中： Nsn含盐水中溶解氧浓度参考值，mg/L ; N0零盐时的溶解氧浓度，mg/L; n添加盐的质量，n 为 10，20，30， g 注: 0.0421为 25下，含盐量每增加 1g/L时溶解氧的变化量，单位为 mg/L，来源于 HJ 506-2009 水质 溶解氧的测定 电化学探头法中表 A.1-1 数据。 加入氯化钠 10g ，搅拌均匀，调制成含盐量为 10g/L的饱和溶氧水，测量水中溶解氧浓度，两次取平均N10。用同样的方法，调制含盐量 20g/L、30g/L 的饱和溶氧水，分别测得N20、N30。按式(9)计算仪器的盐度补偿误差，取绝对值最大的N 为检定结果。 100nsnsnN -NN=%N (9) 式中： N仪器盐度补偿误差； Nn盐水中的溶解氧浓度测量平均值，可以是N10、N20、N30，mg/L。 5.4 检定结果的处理 检定合格的仪器，发给检定证书；检定不合格的仪器，发给检定结果通知书，并注明不合格项目。 JJG（冀） 183-2021 7 5.5 检定周期 仪器的检定周期不超过 1 年。在此期间内，仪器经修理或对测量结果有怀疑时，应及时进行检定。 JJG（冀） 183-2021 8 附录 A 无氧水的配制 用 1000mL 烧杯，将 1000mg 亚硫酸钠（Na2SO3）和微量二价钴盐（如氯化钴）溶于 500mL蒸馏水中，搅拌均匀，现用现配。 JJG（冀） 183-2021 9 附录 B 标准溶解氧水的制备 B.1 在线溶解氧测定仪检定装置 图 B.1 在线溶解氧测定仪检定装置结构图 装置通过添加保温层，使壳体内水温变化不超过 0.5/h。 B.2 不同氧浓度标准溶解氧水的制备 在装置中灌入约 2L 新鲜蒸馏水，约占容积的 4/5，将鼓泡器连于不同浓度（约为 0.05 mol/mol、0.10 mol/mol、0.25 mol/mol）氮中氧气瓶上，用 1L/min的流量向水中通入标准气体，连续曝气 60min，使其中的溶解氧浓度达到平衡，检定过程需要连续通气。 JJG（冀） 183-2021 10 附录 C 溶解氧浓度参考值的计算 C.1空气中氧在不同水温、大气压力的水中饱和浓度值见表 C.1 表 C.1 氧在不同水温大气压力的水中饱和浓度值表 温度/ 大气压/hPa 800 833 867 900 933 967 1000 1013 1033 1066 0 11.53 12.01 12.49 12.98 13.46 13.94 14.43 14.62 14.91 15.39 1 11.21 11.68 12.15 12.62 13.09 13.56 14.03 14.22 14.50 14.97 2 10.90 11.36 11.82 12.27 12.73 13.19 13.65 13.83 14.10 14.56 3 10.61 11.05 11.50 11.94 12.39 12.84 13.28 13.45 13.73 14.17 4 10.33 10.76 11.20 11.63 12.06 12.50 12.93 13.11 13.37 13.80 5 10.06 10.48 10.91 11.33 11.75 12.18 12.60 12.77 13.02 13.45 6 9.80 10.22 10.63 11.04 11.46 11.87 12.28 12.45 12.69 13.11 7 9.56 9.96 10.37 10.77 11.17 11.57 11.98 12.14 12.38 12.78 8 9.33 9.72 10.11 10.51 10.90 11.29 11.69 11.84 12.08 12.47 9 9.10 9.48 9.87 10.25 10.64 11.02 11.41 11.56 11.79 12.17 10 8.88 9.26 9.64 10.01 10.39 10.76 11.14 11.29 11.51 11.89 11 8.68 9.04 9.41 9.78 10.15 10.51 10.88 11.03 11.25 11.61 12 8.48 8.84 9.20 9.56 9.92 10.27 10.63 10.78 10.99 11.35 13 8.29 8.64 8.99 9.34 9.69 10.04 10.4 10.54 10.75 11.10 14 8.10 8.45 8.79 9.14 9.48 9.82 10.17 10.31 10.51 10.86 15 7.93 8.26 8.6 8.94 9.28 9.61 9.95 10.08 10.29 10.62 16 7.76 8.09 8.42 8.75 9.08 9.41 9.74 9.87 10.07 10.40 17 7.59 7.92 8.24 8.56 8.89 9.21 9.54 9.67 9.86 10.18 18 7.43 7.75 8.07 8.39 8.70 9.02 9.34 9.47 9.66 9.98 19 7.28 7.59 7.91 8.22 8.53 8.84 9.15 9.28 9.46 9.77 20 7.13 7.44 7.75 8.05 8.36 8.66 8.97 9.09 9.28 9.58 21 6.99 7.29 7.59 7.89 8.19 8.49 8.79 8.92 9.10 9.40 22 6.85 7.15 7.45 7.74 8.04 8.33 8.63 8.74 8.92 9.21 23 6.72 7.01 7.30 7.59 7.88 8.17 8.46 8.58 8.75 9.04 24 6.59 6.88 7.16 7.45 7.73 8.02 8.30 8.42 8.59 8.87 25 6.47 6.75 7.03 7.31 7.59 7.87 8.15 8.26 8.43 8.71 26 6.35 6.62 6.90 7.18 7.45 7.73 8.00 8.11 8.28 8.55 27 6.23 6.50 6.77 7.05 7.32 7.59 7.86 7.97 8.13 8.40 28 6.12 6.38 6.65 6.92 7.19 7.45 7.72 7.83 7.99 8.25 29 6.01 6.27 6.53 6.80 7.06 7.32 7.59 7.69 7.85 8.11 30 5.90 6.16 6.42 6.68 6.94 7.20 7.46 7.56 7.71 7.97 31 5.80 6.05 6.31 6.56 6.82 7.07 7.33 7.43 7.58 7.84 32 5.69 5.95 6.20 6.45 6.70 6.95 7.20 7.31 7.46 7.71 JJG（冀） 183-2021 11 表 C.1（续） C.2 内插法计算水中饱和溶解氧浓度示例 例：计算 20.5，大气压力 1008hPa下的水中饱和溶解氧浓度。 查表 C.1，20、1000hPa 饱和溶解氧浓度为 8.97 mg/L，20 、1013 hPa饱和溶解氧浓度为 9.09 mg/L，所以，20下，(10001013) hPa，大气压每升高1 hPa，饱和溶解氧浓度变化量为： (9.09-8.97)/(1013-1000)=0.00923mg/L 所以，20、1008hPa下的饱和溶解氧浓度值为： 8.97+0.00923 (1008-1000)=9.04mg/L； 21、1000hPa饱和溶解氧浓度为 8.79mg/L，21、1013hPa饱和溶解氧浓度为 8.92mg/L，所以，21下，(10001013)hPa，大气压每升高 1hPa，饱和溶解氧浓度变化量为： (8.92-8.79)/(1013-1000)=0.01mg/L 所以，21、1008hPa下的饱和溶解氧浓度值为： 8.79+0.01 (1008-1000)=8.87mg/L； 1008hPa下，(2021)，温度每升高 1，饱和溶解氧浓度变化量为： (8.87-9.04)/1=-0.17mg/L； 所以 20.5，1008hPa条件下，饱和溶解氧浓度值为： 9.04+(-0.17) (20.5-20)=8.96mg/L。 温度/ 大气压/hPa 800 833 867 900 933 967 1000 1013 1033 1066 33 5.59 5.84 6.09 6.34 6.59 6.84 7.08 7.18 7.33 7.58 34 5.50 5.74 5.99 6.23 6.48 6.72 6.97 7.07 7.21 7.46 35 5.40 5.64 5.89 6.13 6.37 6.61 6.85 6.95 7.09 7.34 36 5.31 5.55 5.78 6.03 6.26 6.50 6.74 6.84 6.98 7.22 37 5.22 5.46 5.69 5.93 6.16 6.40 6.63 6.73 6.87 7.10 38 5.13 5.36 5.60 5.83 6.06 6.29 6.53 6.62 6.76 6.99 39 5.04 5.27 5.50 5.73 5.96 6.19 6.42 6.52 6.65 6.88 40 4.96 5.19 5.41 5.64 5.87 6.09 6.32 6.41 6.55 6.78 注：引用 ISO 5814：2012水质 溶解氧的测定 电化学探头法表 A.4、A.5 数据。未在表中列出的水中饱和溶解氧浓度通过内插法计算得到。 JJG（冀） 183-2021 12 附录 D 在线溶解氧测定仪检定记录（参考） 客户名称 证书编号 客户地址 仪器名称 仪器型号 仪器编号 温(湿) 度及大气压 生产厂家 检定/校准地点 检定依据 检定使用的标准器： 标准器名称 型号规格 编 号 准 确 度 量 程 证书编号 有效期至 1 外观及结构 2 绝缘电阻 3 绝缘强度 4 零值误差 5 响应时间 6 溶解氧浓度示值误差 标气浓度 % 仪器示值(mg/L) 平均值 (mg/L) 标准值 (mg/L) 示值误差(mg/L) 示值 1 示值 2 示值 3 7 重复性 水温 () 仪器示值(mg/L) 平均值 (mg/L) 重复性 (mg/L) 1 2 3 4 5 6 JJG（冀） 183-2021 13 8 温度示值误差 温度计温度() 仪器温度示值() 平均值() 示值误差() 9 稳定性 初始值(mg/L) 测量值(mg/L) 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h 稳定性（） 10 盐度补偿误差（25） 含盐量(g/L) 仪器示值(mg/L) 平均值(mg/L) 标准值(mg/L) 误差(%) 结论 检定员 核验员 检定/校准日期 JJG（冀） 183-2021 14 附录 E 检定证书/检定结果通知书内页格式 E.1 检定证书/检定结果通知书第 2 页 第 X 页共 X 页 证书编号 XXXXX-XXXX 检定机构授权说明： 检定环境条件及地点： 温 度 地 点 相对湿度 大气压 检定使用的计量标准装置： 名 称 测量范围 不确定度/准确度等级/最大允许误差 计量标准 证书号 有效期至 检定使用的主要计量标准器： 名 称 测量范围 不确定度/准确度等级/最大允许误差 检定/校准证书编号 有效期至 JJG（冀） 183-2021 15 E.2 检定证书第 3 页 证书编号 XXXXX-XXXX 检定结果 检定项目 技术要求 检定结果 通用技术要求 / 零值误差 0.10mg/L 响应时间 60s 溶解氧浓度示值误差 I 级：0.30mg/L II 级：0.50mg/L 重复性 0.15mg/L 稳定性 I 级：0.30mg/L II 级：0.50mg/L 温度示值误差 0.5 盐度补偿误差 2% 以下空白 第 X 页共 X 页 E.3 检定结果通知书第 3 页 证书编号 XXXXX-XXXX 检定结果 检定项目 技术要求 检定结果 通用技术要求 / 零值误差 0.10mg/L 响应时间 60s 溶解氧浓度示值误差 I 级：0.30mg/L II 级：0.50mg/L 重复性 0.15mg/L 稳定性 I 级：0.30mg/L II 级：0.50mg/L 温度示值误差 0.5 盐度补偿误差 2% 不合格项目： 以下空白 第 X 页共 X 页 JJG(冀)183 2021