微量溶解氧测定仪

1ASTMD5462—2008StandardTestMethodforOn-lineMeasurementofLDissolvedOxygeninWater(水中微量溶解氧在线测量的标准试验方法)ASTMD5543—2009StandardTestMethodsforLow-levWater(水中微量溶解氧的标准试验方法)3.1无氧水zerodissolve3.2本底氧水backgrounddissolve本底氧是指标准溶解氧发生装置没有产生溶解氧时，检定回路中的残余溶解氧，通常用以评价检定回路的气密性和隔绝性。本底氧水是指检定回路中溶有本底氧的水。3.3标准氧水standarddissolved-oxygen(DO标准氧是指标准溶解氧发生装置产生的标准溶解氧。标准氧水是指检定回路中溶有微量溶解氧测定仪广泛应用于电力、电子、化工等行业对工艺用水溶解氧浓度的测量，通常由溶解氧传感器(或称溶解氧探头)和电子单元(或称二次仪表)组成。极谱型微量溶解氧测定仪(以下简称仪器)采用电化学极谱法传感器测量0～100μg·L-1范围内的水中溶解氧，其工作原理如下：极谱法传感器的阴极通常为金或铂金，阳极多为银(也可为铅等其他金属),选择性透氧膜可透过氧气。当水样流过溶解氧传感器时，水样中的氧通过选择性透氧膜向膜内扩散，水中溶解氧分子在极化电压的作用下在溶解氧传感器上还原，产生响应电流。在一定温度下，响应电流的大小与溶解氧浓度成正2+电子单元图1极谱型微量溶解氧测定仪原理图仪器分为A级和B级。表1中分别列出了A级、B级仪器的计量性能要求。级别的零点偏移零点漂移线性误差测温误差响应时间AB6.1.1仪器外表光洁平整，各功能键工作正常，紧固件无松动、面板显示清晰完整。6.1.2仪器铭牌清晰标明其制造厂名、商标、名称、型号、规格、出厂编号以及出厂溶解氧传感器的保护套中保持有适量的蒸馏水，电极薄膜表面湿润并保持清洁，未触碰器壁，电解液中无气泡，电极表面光亮、清洁、无沉淀。37.1.1环境条件检定时室内温度18℃~25℃,温度波动度不大于±2℃/h,相对湿度20%~80%,附近无强的机械振动和电磁干扰。标准溶解氧浓度范围为0～100μg·L-¹,其扩展不确定度优于5μg·L-¹(k=3)可检定A级仪器；扩展不确定度优于号(k=本底氧不大于5μg·L-¹。7.1.3秒表或计时器，每分邻时间间隔最大允许误差为7.1.4测温仪：测重范留0～50℃,最大允许误差为王7.1.5大气压计测量范围800hPa~1060HPa,最大允计假考为±2.0hPa。检定项目列子表2。检定项目后续检定外观及传感器的检查十十十十十零恩漂移千十线性误差十十中十十十十十响应睡配十十注：凡需检定的项目用“十”表示，不需检定的预目用“—”表e盛器溶解氧发流通池图2检定回路原理示意图4与仪器电子单元连接好。将溶解氧传感器在新配制的无氧水(无氧水配制B)中保持1h后读取仪器示值c;。将仪器串联接入检定回路(见图2),检定回路中通入本底氧水。参照仪器说明书值c。每隔15min读取一次数据，连续检定1h。按式(2)计算仪器的零点漂移△c。仪器参照说明书进行日常标定(选用仪器日常使用时的标定方式，可以是空气标检定回路中通入本底氧水2min后，将检定回路切换至溶解氧浓度为60μg·L-¹算7次测量结果的算术平均值c,按式(4)计算仪器溶解氧的示值重复性s。5仪器及测温仪串联入检定回路，待仪器温度示值稳定后值T₀,T₁。按式(5)计算仪器温度传感器的测温误差△T。检定回路中通入本底氧水，待仪器示值稳定，记录仪器本底氧值co。然后将溶解氧传感器放置于空气中，同时秒表开始计时。当仪器示值达到当时空气中饱和溶解氧浓度的90%时，停止计时。此时秒表读数即为响应时间。7.3.2A级仪器根据检定结果判为不合格时，允许降级至B级使用。降到B级时，必须符合该级别仪器的各项要求。检定不合格的仪器，发给检定结果通知书，并注明不合7.4检定周期检定周期不超过1年。6流量计流通池流量计流通池被溶氧定法拉第电解法水中标准溶解氧发生装置的原理及不确定度评定水中标准溶解氧可以通过法拉第电解法、标准气体法等不同原理的标准装置进行制备。装置应严密隔绝气体和水的内外泄漏。标准气体法溶解氧标准发生装置的原理及性能指标参照ASTMD5462—2008、ASTMD5543—2009及DL/T1002—2006中的相关规定。下面简单介绍法拉第电解法水中标准溶解氧发生装置的原理及不确定度评定。A.1方法简介法拉第电解法水中标准溶解氧发生装置是由恒流漆。法拉第电解池、流量计、本底氧处理系统以及流通池部分组成，见图A.1。法拉第电配法制备水中标准溶解氧的工作原理是基于法拉第电部定律，即在水中通以电流使水电解告氢气和氧气，氧气溶于水中。当电解时向电解效率和水流量恒定时，以计算出产生的程能氧增量。水中标准溶解氧量为水中本底氧与电解产生的氧增量之和。A.2性能指标法拉第电解法水中标准溶解氧发生装固的屈能指标要求：残余电流引起的零点偏移不大于±0.5μg·L-¹;本底氧的变动性不大于±0.3μg·L-;电解电流量程范围0.00～3.00mA,最大允许误差为±0.02mA,稳定性优于±0.01mA·h-¹;法拉第电解效率标准不确定度不超过2.2%;流量在250mL·min-'单点测量不确定度不超过2.95mL·min-'。A.3不确定度评定A.3.1不确定评定的数学模型水中标准溶解氧浓度为：7A.3.2不确定度分量的评定A.3.2.1电解电流不确定度分量的评定电解电流不确定度u(I)为：电解效警不确定度u(η)可从标准装置校准证书(证书应由政质计量行政部门授权8u(csm)=√C{u²(η)+ciu(I)+c}u²(qv)法拉第电解法水中标准溶解氧浓度的扩展不确定度U(c标准)=k·u(c标准)式中：包含因子k=3。按本附录A.2中规定性能指标评定出的法拉第电解法水中标准溶解氧浓度的扩展不确定度应不超过5μg·L-¹(k=3)。9氯化钴(CoCl₂)饱和溶液：10mL纯水中溶解4.5g的CoCl₂。5%亚硫酸钠(Na₂SO₃)溶液：200mL纯水中溶解10g的Na₂SO₃。在5%亚硫酸钠(Na₂SO₃)溶液中滴入两滴(每滴约0.05mL)氯化钴(CoCl₂)饱和溶液，配制成无氧水。纯水中饱和溶解氧的浓度大气压力为101325Pa、空气湿度为100%RH时，纯水中饱和溶解氧浓度的值列(大气压力101325Pa,究气湿度100%RH)温度28注：表C.1水中饱和溶解氧浓度的数据别自iSb5814:1990WaterquDetermnationofdissolvedoxygen-Electrochemicalprobemethod"c;—大气压力101325空气湿度100%RH时，纯水中饱和溶解氧值(见附录D温度范围/℃:检定员2残余电流引起的零点偏移仪器示值c;/(μg·L-¹)123残余电流引起的零点偏移/(μg·L-¹)3零点漂移本底氧μg·L-1时间/min0仪器示值c/(μg·L-¹)零点漂移/(μg·L-¹·h~¹)4线性误差仪器标定方式：检定点C标准/(μg·L-1仪器示值c示值/(μg·L-¹)线性误差121234567最小二乘法回归校准曲线c示值=a+bcga=b=溶解氧标准值仪器示值c;1234567测温仪示值(温度标准值)温度传感器测温误差7响应时间空气中