賀寧，郭毅，吳永順

(陜西省計(jì)量科學(xué)研究院，西安 710065)

磷酸根分析儀校準(zhǔn)方法*

賀寧，郭毅，吳永順

(陜西省計(jì)量科學(xué)研究院，西安 710065)

為了解決磷酸根分析儀統(tǒng)一量值溯源的問(wèn)題，通過(guò)分析磷酸根分析儀工作原理，探討了其計(jì)量特性和校準(zhǔn)方法。提出了校準(zhǔn)項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)：示值誤差(±2.0%FS)、測(cè)量重復(fù)性(≤3%)、零點(diǎn)漂移(≤1.0%FS)、示值穩(wěn)定性(≤1.0%FS)。該校準(zhǔn)方法可以用于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)磷酸根分析儀的性能。

磷酸根分析儀；校準(zhǔn)；技術(shù)指標(biāo)

磷酸根分析儀是火力發(fā)電、石油、化工等行業(yè)必備的計(jì)量器具，常用于測(cè)定鍋爐用水和冷卻水中磷酸鹽含量(以PO43-表示)［1］，其測(cè)量原理是基于朗伯比耳定律，利用在酸性介質(zhì)水樣中磷酸鹽與釩鉬酸生成黃色的磷釩鉬酸配合物的特性，用磷酸根分析儀來(lái)測(cè)定其中磷酸鹽的含量，其量值測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)能源計(jì)量有重要的意義。而目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有磷酸根分析儀的校準(zhǔn)規(guī)范，在校準(zhǔn)磷酸根分析儀時(shí)，校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)方法等不統(tǒng)一［2-8］，且不夠規(guī)范和完善。

筆者結(jié)合實(shí)際校準(zhǔn)工作探討了適用于磷釩鉬酸配合物比色法的磷酸根分析儀的校準(zhǔn)方法及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。利用該校準(zhǔn)方法以北京華科儀電力儀表研究所生產(chǎn)的HK-208型磷酸根分析儀為例，對(duì)儀器進(jìn)行了校準(zhǔn)。

1 校準(zhǔn)條件

（1）環(huán)境溫度：25℃，相對(duì)濕度：65 %RH。

（2）水中磷酸根成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號(hào)為GBW(E)081228(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院），使用時(shí)用高純水稀釋成所需濃度的磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液。

（3）秒表：最小分度值0.1 s。

（4）容量瓶：1 000 mL，移液管：10 mL。

2 校準(zhǔn)項(xiàng)目及校準(zhǔn)方法

2.1 示值誤差

按照使用說(shuō)明書(shū)對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱。參照儀器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行曲線(xiàn)校準(zhǔn)，用除鹽水進(jìn)行空白校準(zhǔn)，然后用0.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液（除鹽水加顯色劑）進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，零點(diǎn)校準(zhǔn)后再分別用4.0，8.0，16.0，20.0 mg/L的系列磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行儀器曲線(xiàn)的校準(zhǔn)。曲線(xiàn)校準(zhǔn)完成后，在已經(jīng)校準(zhǔn)過(guò)的量程范圍內(nèi)選取質(zhì)量濃度分別為4.0，8.0，16.0 mg/L的磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液(滿(mǎn)量程的20%，40%，80%)，經(jīng)顯色反應(yīng)后分別注入儀器測(cè)量池中，讀取儀器示值，每種溶液測(cè)量3次，計(jì)算其算術(shù)平均值。按式(1)計(jì)算示值誤差，取其中最大值為儀器的示值誤差：

式中：Am——儀器3次測(cè)量值的平均值；

As——磷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)值；

R——儀器量程值。

2.2 重復(fù)性

選取質(zhì)量濃度為儀器滿(mǎn)量程的80%磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液，顯色反應(yīng)后注入儀器測(cè)量池中，連續(xù)測(cè)量6次，讀取示值，按式(2)計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

式中：Xi——儀器第i次測(cè)量值；

n——測(cè)量次數(shù)；

RSD——相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，%。

2.3 零點(diǎn)漂移

用除鹽水清洗儀器測(cè)量池，選用零點(diǎn)水(除鹽水)溶液顯色反應(yīng)后持續(xù)觀(guān)測(cè)30 min，每隔5 min記錄儀器示值，按式(3)計(jì)算零點(diǎn)漂移：

式中：Tmax——儀器示值最大值；

Tmin——儀器示值最小值

T0——零點(diǎn)漂移；

R——儀器量程值。

2.4 示值穩(wěn)定性

用除鹽水清洗儀器測(cè)量池，選用質(zhì)量濃度為儀器滿(mǎn)量程80%的磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液，顯色反應(yīng)后持續(xù)觀(guān)測(cè)30 min，每隔5 min記錄儀器示值，按式(4)計(jì)算示值穩(wěn)定性TB：

式中：Qmax——儀器示值最大值；

Qminx——儀器示值最小值

TB——示值穩(wěn)定性；

R——儀器量程值。

3 計(jì)量性能指標(biāo)

（1）示值誤差：在±2.0% FS之內(nèi)。

（2）測(cè)量重復(fù)性：在相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行連續(xù)6次測(cè)量，其6次測(cè)量值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于3.0%。

（3）零點(diǎn)漂移：儀器30 min的零點(diǎn)漂移不應(yīng)超過(guò)1.0% FS。

（4）示值穩(wěn)定性：儀器30 min的示值穩(wěn)定性不應(yīng)超過(guò)1.0%FS。

4 校準(zhǔn)試驗(yàn)

采用該校準(zhǔn)方法對(duì)以北京華科儀電力儀表研究所生產(chǎn)的HK-208型磷酸根分析儀(儀器量程為0～20 mg/L)進(jìn)行校準(zhǔn)，示值誤差、測(cè)量重復(fù)性、零點(diǎn)漂移、示值穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果分別見(jiàn)表1～表4。

表1 示值誤差測(cè)量結(jié)果

表2 重復(fù)性測(cè)量結(jié)果

表3 零點(diǎn)漂移測(cè)量結(jié)果

表4 示值穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果

由表1～表4結(jié)果可知，該儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合校準(zhǔn)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)要求。該校準(zhǔn)方法能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)磷酸根分析儀性能。

5 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際校準(zhǔn)工作基礎(chǔ)上總結(jié)出了磷酸根分析儀的校準(zhǔn)方法，該校準(zhǔn)方法能正確評(píng)價(jià)該類(lèi)儀器的計(jì)量性能，為此類(lèi)儀器的計(jì)量管理和量值溯源提供技術(shù)支持。

［1］ GB/T 6913-2008 鍋爐用水和冷卻水分析方法磷酸鹽的測(cè)定［S］.

［2］ 田華，沈麗萍，閆新琦，等.磷酸根分析儀檢測(cè)方法的探討［J］.工業(yè)計(jì)量，2013(5): 9-22.

［3］ 白旭.硅酸根分析儀校準(zhǔn)與測(cè)量中常見(jiàn)問(wèn)題分析［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2012(8): 31-32.

［4］ 黃皎，丁彥，陸曉春，等.電廠(chǎng)爐水磷酸根分析儀的研制［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2011(2): 1-3.

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［6］ 彭麗華.淺談硅酸根分析儀校準(zhǔn)方［J］.中國(guó)計(jì)量，2007(3): 67-69.

［7］ 李霞.鍋爐爐水中磷酸根分析方法研究［J］.新疆化工，2014(3): 21-25.

［8］ 鄧光南，曾文魁，付少華，等.硅酸根分析儀在火電廠(chǎng)水處理中的應(yīng)用［J］.工業(yè)水處理，2002(11): 41-43.

Calibration Method for Phosphate Analyzer

He Ning, Guo Yi, Wu Yongshun
(Shaanxi Institute of Metrology, Xi’an 710065, China)

In order to solve the problem that the amount uniform and traceability of phosphate phosphate analyzer, the measurement and calibration method of the phosphoric acid analyzer was discussed on the basis of analysis of the working principle. The calibration items and technical specifications were put forward such as indicating value error (±2.0%FS), measurement repeatability (≤3%)，zero drift (≤1.0%FS) and value stability (≤1.0%FS). The calibration method can be used for the accurate evaluation of the performance of phosphate analyzer.

phosphate analyzer; calibration; technical index

O653

：A

：1008-6145(2015)05-0092-02

10.3969/j.issn.1008-6145.2015.05.025

*國(guó)家質(zhì)檢總局項(xiàng)目[(2014)79]

聯(lián)系人：賀寧；E-mail: 626454319@qq.com

2015-04-12