JJF 1792-2020 海水pH测量仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1792-2020 海水pH测量仪校准规范Calibration Specification of Seawater pH Analyzers 2020-01-17发布2020-04-17实施国家市场监督管理总局发布JJF 1792-2020 海水pH测量仪校准规范Calibration Specification of Seawater pH Analyzers !JJF1792-202 归口单位：全国海洋专用计量器具计量技术委员会起草单位：国家海洋标准计量中心本规范委托全国海洋专用计量器具计量技术委员会负责解释JJF 1792- 2020 本规范起草人：石超英国家海洋标准计量中心王聪（国家海洋标准计量中心王爱军国家海洋标准计量中心JJF 1792-2020 目录引言.11 1 范围.1 2 引用文件.1 3 概述.1 4 计量特性.1 5 校准条件.2 日校准环境条件.2 5.2 测量标准及其他设备.2 6 校准项目和校准方法.2 6. 1 校准项目.2 6.2 校准方法.2 7 校准结果表达.3 7. 1 校准记录.3 7.2 校准结果处理.4 8 复校时间间隔.4 附录A海水pH测量仪检测专用装置.5 附录B海水pH测量仪校准记录表.6 附录C海水pH测量仪校准证书内页格式.8 附录D海水pH测量仪示值误差的测量不确定度评定示例.9 JJF 1792-2020 号言H本规范以JJF1001-2011通用计量术语及定义、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示和JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则为基础性系列规范进行制定。本规范结合海水pH测量仪的发展和使用现状，参考了JJF1547-2015在线pH计校准规范的部分内容进行制定。本规范为首次制定。II JJF 1792-2020 海水pH测量仪校准规范1 范围本规范适用于海水pH测量仪的校准。2 号用文件本规范引用以下文件：JJF 1547-2015在线pH计HY厅098-2007海水pH测量仪检测方法OIML Recommendation R54(1980): pH Scale for Aqueous Solutions 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 概述海水pH测量仪是指用于测量海水pH值的仪器（以下简称“测量仪勺。该类仪器由pH传感器、温度探头和主机组成，可直接置于海水中测量，一般集成在多参数水质仪或浮标等海洋监测设备上，具有在线实时连续测量、不需取样等特点。以电化学为基础的测量仪工作原理是通过感应元件将海水中的氢离子浓度转换为相应的电信号，通过模数转换和数据处理后显示出pH值。4 计量特性测量仪计量特性列于表1。表1测量仪的计量特性序号项目计量性能pH示值误差应不超过土0.12 温度补偿引起的pH示值误差应不超过士0.13 温度示值误差应不超过土0.54 pH示值重复性应不超过0.03注：以上所有指标不是用于合格性判别，仅提供参考。5 校准条件5. 1 校准环境条件环境温度：（2310）。C;相对湿度：（2080)%;JJF 1792-2020 其它：周围无影响测量仪正常工作的机械振动和电磁干扰等。5.2测量标准及其他设备5.2.1 pH有证标准物质：应使用pH有证标准物质，不确定度小于等于0.03(k=纱，如砌砂pH标准物质、混合磷酸盐pH标准物质、邻苯二饵酸氢钢pH标准物质。按照标准物质证书配制得到相应的标准溶液。5.2.2 容量瓶：A级。5.2.3 恒温水槽：恒温槽内胆直径大于50cm，恒温范围（235），温场均匀性不大于0.1，温度波动度不大于0.1。5.2.4 标准温度计：测量范围（0-50），温度测量最大允许误差不超过士0.1。5.2.5校准专用容器：参见附录A6 校准项目和校；佳方法6.1校准项目校准项目包括pH示值误差、温度补偿引起的pH示值误差、温度示值误差、pH示值重复性。校准项目可根据被校测量仪的预期用途选择使用。对校准规范的偏离，应在校准证书中注明。6.2校准方法首先检查测量仪各紧固件、接插件不应有松动现象，电极的玻璃球泡无裂纹、爆裂现象，参比电极内部充满溶液，液接界无吸附杂质，电解质溶液能正常渗漏，确定没有影响计量特性的因素后再进行校准。6.2.1 pH示值误差用蒸馆水清洗pH传感器3次，用滤纸吸干。将pH传感器置于装有标准缓冲溶液的校准专用容器中，和标准温度计、测量仪温度探头一起放进25恒温水槽，待恒温水槽温度变化在0.15min内，开启测量仪，待测量仪读数稳定后每隔30s采集1个示值pHiy，共采集6个，计算平均值。将另外两种标准溶液按pH从小到大的顺序依次按上述方法测得2 JJF 1792- 2020 示值。按式(1）计算pH示值误差LpHiy。pHiy=pHiy - pHis 式中：丽马一一拥量仪在第i个校准点上测量值的算术平均值：pHi一第i个校准点上标准溶液在25时的标准值。6.2.2 pH示值重复性对6.2.l中测得的数据按式。分别计算各校准点的pH示值的实验标准差的。Si= IL;=1Hiy一声；）2 .”-1 ）：中zn一一测量次数，n=6。6.2.3 温度补偿引起的pH示值误差(1) (2) 将换好棚砂pH标准物质的pH传感器、标准温度计和测量仪温度探头同时放进恒温水槽中，在pH传感器正常使用温度范围内选择三个温度点如5、15、30。待温度平衡后，记录标准温度计温度ls和测量仪温度探头的温度h。在每一温度点采集海水pH测量仪的三个示值pHjt，计算其平均值。按式(3）计算温度补偿引起的pH示值误差p呵。pHjt=pHjt -pHjs (3) 式中：可-W!量仪在第j个温度点上测量值的算术平均值：pHj一第j个温度点上标准溶液的标准值。6.2.4 温度示值误差根据6.2.3的测量数据，按式（4）计算温度示值误差t。t= It-ts (4) 式中：ls 标准温度计的温度示值：t一测量仪温度探头的温度示值。7 校准结果表达7. 1 校准记录校准记录格式参见附录B。3 JJF 1792-2020 7. 2 校准结果处理校准证书由封面和内页组成。校准证书内页格式参见附录C。校准证书至少包含以下内容：a) 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），页码及总页数的标识：e) 客户的名称和地址：。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；1) 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）校准证书签发人的签名、职务或等效标识、校准员和核验员的签名：o）校准结果仅对被校对象有效的说明：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a) 新购置或修理后的测量仪，建议及时校准：b）在使用过程中，如对测量仪的技术指标产生怀疑，建议重新校准：c) 为确保测量仪准确可靠，通常情况下建议测量仪出海前后校准。d) 复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定，建议为1年。4 JJF 1792- 2020 附录A海水pH测量仪校准专用容器为了隔离标准缓冲溶液与周围水体的接触，海水pH测量仪校准专用容器是采用聚乙烯或玻璃材质的容器，直径约4cm，深度约8cm，保证其密封性，如图Al所示。图Al海水pH测量仪校准专用容器5 JJF 1792-2020 附录B海水pH测量仪校准记录表计量器具名称证书编号主机型号规格出厂编号传感器型号规格传感器编号测量仪测量范围最大允许误差分辨力送校单位制造单位校准依据校准所使用的主要计量器具名称测量范围不确定度或准确度等证书编号有效期至级或最大允许误差校准时间、地点及其环境条件地点时间年月日环境温度。C相对湿度% 校准结果温度补偿引起的pH示值误差及温度示值误差测量仪温标准温度温度示值pH标准测量仪pH示值度示值8pHjt 计示值误差值2 3 平均值6 JJF 1792- 2020 海水pH测量仪校准记录表pH示值误差及重复性标准缓冲溶液。C温度序列1 2 3 pH标准值测量仪pH示值平均值四百pH示值误差重复性pH示值误差的扩展不确定度(k=2) 备注校准员核验员核验日期7 JJF 1792-2020 附录C海水pH测量仪校准证书内页格式校准中使用的主要计量器具名称测量范围最大允许误差不确定度证书编号有效期至准确度等级校准日期，地点及环境条件地点：日期：环境温度： 相对湿度：(pH)校准结果pH示值误差及重复性温度pH标准值测量仪pH示值pH示值误差重复性温度补偿引起的pH示值误差及温度示值误差测量仪恒温水浴示值温度示值误差pH标准值测量仪pHjt 温度示值（）（） pH示值pH示值误差校准结果的扩展不确定度为：U= k=2。8 JJF 1792-2020 附录DpH示值误差校准结果的测量不确定度评定示例D.1 测量模型PHiy=pHiy-pHis CD.1) 式中：pHi厂一海水pH测量仪在第i个校准点上.pH示值误差：pHiy-一一海水pH测量仪在第i个校准点上pH算术平均值：pH is一一海水pH测量仪在第i个校准点上pH标准值。D.2 测量不确定度来源分析根据公式D.1，可知海水pH测量仪校准结果的不确定度u(ApH；）主要由以下两个分量组成：1) pH标准物质引入的不确定度分量u(pHis);2）测量仪测量引入的不确定度分量u(pHiy）。在不同温度下，pH标准物质的pH值是不同的，本报告以在几种常用标准物质中温度系数最大的棚砂pH标准物质CGBW(E) 130072）为例，进行25校准点上pH示值误差校准结果的不确定度评定（棚砂pH标准物质配制的棚砂缓冲溶液在25时pH标准值为9. 18）。D.3 不确定度评定D.3.1标准物质引入的不确定度分量u(pHis)其不确定度来源主要是pH标准物质、标准缓冲溶液的温度偏差。D.3.1.1 pH标准物质引入的不确定度Ul(pHis) 根据校准规范的规定，测量仪校准时使用二级pH标准物质。从标准物质证书得知pH不确定度为U=0.01(k=3），则标准物质的标准不确定度为：ui pHts)= 0.01/3 = 3.4103 (D.2) D.3.1.2 标准缓冲溶液的温度偏差引入的不确定度的(pHis)在25棚砂缓冲溶液pH值的温度系数约是0.009。恒温水槽的均匀性为土0.1，应为矩形分布，包含因子k=、辰。恒温水槽的稳定性为0.1，应为均匀分布，0.1为2倍半宽，包含因子k=2、j。温度探头测温的最大允许误差为土0.1，应为矩形分布，包含因子k=品。则温度对标准缓冲溶液pH值影响的不确定度为：9 JJF 1792-2020 内同s)=J(0.009) 2（去y（革）2+ （去)2=7.8104CD. D.3.2测量仪测量引入的不确定度分量u(pHiy) D.3.2.1重复性引入的不确定度Ut(pHiy 恒温水槽温度稳定在25，换上棚砂缓冲溶液，开启海水pH测量仪稳定5min后，连续记录6个数据，取测量仪连续测量的平均值作为最佳估计值，表Dl给出了测量仪的重复性测量数据，以贝塞尔公式计算得出的实验标准差即为s，重复性引入的不确定度为：Ul (pHiy）二元等斗3x10-3CD.4) 表Dl海水pH测量仪的重复性测量数据次数I 1 I 2 I 3 I 4 I s I 6 测量值I 9.19 I 9.11 I 9.1s I 9.11 I 9.16 I 9.11 D.3.2.2分辨力引入的不确定度的(pHiy)分辨力也会对测量仪测量有影响，测量仪的读数分辨力为0.01，则不确定度区间半宽为0.005，应为均匀分布，分辨力引入的不确定度为：的(pHiy)=o.oos I -Y3=2.910-3 D.4 合成标准不确定度各不确定度分量汇总见表D2。表D2不确定度分量览表不确定度来源符号标准物质配制U1 (pHis) 标准缓冲溶液的温度偏差U2 (pHis) 测量重复性u1(pHiy) 分辨力u2 (pHiy) CD.5) 标准不确定度3.410-3 7.810-4 4.310-3 2.910-3 以上分量互不相关（或近似认为互不相