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总溶解固体(TDS)测定仪校准规范 Calibration Specification for Total Dissolved Solid(TDS)Meters JJF(津) 142-2024 2024-12-03 发布 2025-03-03 实施 发 布 JJF(津) 142-2024 总溶解固体(TDS)测定仪校准 规范 Calibration Specification for Total Dissolved Solid(TDS) Meters 归 口 单 位:天津市市场监督管理委员会 主要起草单位:天津市计量监督检测科学研究院 本规范委托天津市计量监督检测科学研究院负责解释 142-2024 JJF(津) 142-2024 本规范主要起草人: 李 君(天津市计量监督检测科学研究院) 李红亮(天津市计量监督检测科学研究院) 刘广荔(天津市计量监督检测科学研究院) 参加起草人: 付 迪(天津市计量监督检测科学研究院) JJF(津) 142-2024 I 目 录 引言 ................................................................................................................................................. (II) 1 范围 ............................................................................................................................................ (1) 2 引用文件 .................................................................................................................................... (1) 3 术语和计量单位 ......................................................................................................................... (1) 4 概述 ............................................................................................................................................ (1) 5 计量特性 .................................................................................................................................... (1) 6 校准条件 .................................................................................................................................... (2) 7 校准项目和校准方法 ................................................................................................................. (2) 7.1 温度示值误差 .......................................................................................................................... (2) 7.2 仪器示值误差 .......................................................................................................................... (2) 7.3 仪器重复性 .............................................................................................................................. (3) 8 校准结果 .................................................................................................................................... (3) 9 复校时间间隔 ............................................................................................................................. (4) 附录A 标准溶液的配制方法 ....................................................................................................... (5) 附录B 校准记录推荐格式 ........................................................................................................... (6) 附录C 校准证书页推荐格式 ....................................................................................................... (8) 附录D 温度示值误差的不确定度评定示例 ............................................................................... (9) 附录E 仪器示值误差的不确定度评定示例 ............................................................................. (11) II JJF(津) 142-2024 引 言 JJF 1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规 则》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范制定的基础性系列规 范。 本规范为首次制定。 JJF(津) 142-2024 1 总溶解固体(TDS)测定仪校准规范 1 范围 本规范适用于总溶解固体(TDS)测定仪的校准。 2 引用文件 本规范引用了下列文件: GB/T 6682-2008 分析实验室用水规格和试验方法 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范。 3 术语和计量单位 3.1 总溶解固体 total dissolved solids 又称溶解性固体总量,表明1L 水中溶解性固体的质量,测量单位为毫克每升(mg/L)。 4 概述 总溶解固体(TDS)测定仪(以下简称“测定仪”)是用来检测水中溶解性固体总量 的一种电化学仪器,测定仪通过电极间施加电压使得带电荷离子移动形成电流,通过电信 号转换测得溶液中TDS 浓度。 测定仪主要由电计和传感器部分组成。电计通常包括测量单元及读数单元,部分测定 仪具有TDS 系数转换调节器、温度补偿系数调节器;传感器由TDS 测量电极和温度传感 器构成,从而实现电信号在溶液和电计单元之间的传输,并测量溶液温度。 5 计量特性 测定仪计量特性见表1。 JJF(津) 142-2024 2 表1 仪器计量特性 计量性能 技术要求 温度示值误差 ±1.0℃ 仪器示值误差 ±4%FS 仪器重复性 ≤2% 注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。 6 校准条件 6.1 环境条件 6.1.1 温度:(15~35)℃,相对湿度:≤80%。 6.1.2 电源电压:交流(220±22)V,频率(50±1)Hz。 6.1.3 无影响测定仪正常工作的电磁场干扰和震动,无腐蚀气体。 6.2 测量标准及其他设备 6.2.1 水中溶解性固体总量标准物质:国家有证标准物质,Urel≤1%,k=2。 6.2.2 恒温槽:(0~50)℃可调,温度均匀性不超过±0.2℃,温度波动度不大于0.2℃。 6.2.3 标准温度计:在(0~50)℃范围,示值误差不超过±0.1℃。 7 校准项目和校准方法 7.1 温度示值误差 将测定仪的温度传感器与标准温度计置于同一恒温槽,标准温度计应和温度传感器尽 量靠近。控制恒温槽温度为25℃,同时读取温度标准值和仪器测量值,相同条件下重复测 量3 次,按式(1)计算温度示值误差。 M S =1 1 ( ) n i i i T T T n (1) 式中: T ——温度示值误差,℃; Mi T ——第i 次温度测量值,℃; Si T ——第i 次温度标准值,℃; n ——测量次数。 7.2 仪器示值误差 按照测定仪说明书进行标定后,分别测量标准值为满量程20%、50%、80%的标准溶 JJF(津) 142-2024 3 液,重复上述操作,每点测量3 次,按式(2)计算各测量点的仪器示值误差。 S F 100% C C C C (2) 式中: C——仪器示值误差,%FS; C ——3 次测量算术平均值,mg/L; S C ——标准溶液标准值,mg/L; F C ——量程上限值,mg/L。 7.3 仪器重复性 按照测定仪说明书进行标定后,对标准值为满量程50%的标准溶液重复测量6 次,按 式(3)计算仪器重复性。 2 1 ( ) 1 100% 1 n i i X X s X n (3) 式中: s ——仪器重复性; i X ——第i 次仪器测量值,mg/L; X ——6 次测量算术平均值,mg/L; n ——测量次数。 8 校准结果 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: a) 标题:“校准证书”; b) 实验室名称和地址; c) 进行校准的地点(如果不在实验室内进行); d) 校准证书编号、页码及总页数的标识; e) 客户单位名称和地址; f) 被校仪器的制造单位、名称、型号及编号; g) 校准单位校准专用章; JJF(津) 142-2024 4 h) 进行校准的日期; i) 校准所依据的技术规范的标识,包括名称和代号; j) 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) 校准结果及测量不确定度的说明; m) 对校准规范偏离的说明(如果有); n) “校准证书”的签发人员的签名或等效标识; o) 校准结果仅对被校仪器有效的声明; p) 未经实验室书面批准,不得部分复制校准证书的声明。 9 复校时间间隔 建议校准时间间隔不超过12 个月,维修或者更换电极等重要部件后应及时校准,此 外,使用单位可以根据仪器的使用状况自主决定校准时间间隔。 JJF(津) 142-2024 5 附录A 标准溶液的配制方法 A.1 配制标准溶液所需的试剂及器具 A.1.1 配制用水:使用GB/T 6682 规定的一级水,电导率(25℃)≤0.01 mS/m; A.1.2 移液管、容量瓶:经计量检定为A 级。 A.2 标准溶液的配制 选取适当规格的移液管、容量瓶,使用移液管吸取一定量的标准物质,转移至容量瓶 中,加入超纯水稀释至刻度并充分混匀,计算稀释后的标准溶液浓度,用时应现配。 JJF(津) 142-2024 6 附录B 总溶解固体(TDS)测定仪校准原始记录参考格式 记录编号: 证书编号: 委托单位 地址/联系电话 仪器名称 测量范围 型号/规格 出厂编号 仪器接收时间 制造厂/商 校准依据 环境条件 校准日期 环境温度 ℃ 湿度 RH% 校准地点 使用的计量标准信息 名称 出厂编号 测量范围 不确定度/准确度等级 /准确度等级 证书编号 有效期至 溯源机构 校准人员: 核验人员: JJF(津) 142-2024 7 1.温度示值误差: 设定值/℃ 标准温度计示值/℃ 仪器温度示值/℃ 温度示值误差/℃ 扩展不确定度U (k=2) 2.仪器示值误差: 量程上限值 /mg・L-1 标准值 /mg・L-1 实测值/mg・L-1 测量平均值 /mg・L-1 示值误差 /%FS 扩展不确定 1 2 3 度U(k=2) 3.仪器重复性: 实测值/mg・L-1 仪器重复性 /% 1 2 3 4 5 6 JJF(津) 142-2024 8 附录C 校准结果内页推荐格式 校准项目 校准结果 1 温度示值误差/℃ 2 仪器示值误差/%FS 3 仪器重复性/% 温度示值误差校准结果的扩展不确定度: ; 仪器示值误差校准结果的扩展不确定度: 。 以下空白 JJF(津) 142-2024 9 附录D 温度示值误差的不确定度评定示例 D.1 概述 D.1.1 测量标准:数字温度计,最大允许误差为±0.05℃ D.1.2 被测对象:总溶解固体(TDS)测定仪 D.1.3 温度:(15~35)℃,相对湿度:≤80% D.1.4 测量方法:控制恒温槽温度为25℃,同时读取测定仪的温度测量值和温度计示值, 相同条件下重复测量3 次并记录数据。 D.2 建立数据模型 D.2.1 温度示值误差 温度示值误差按公式D.1 计算 M S T T T (D.1) 式中: T ——温度示值误差,℃; M T ——3 次测得温度示值平均值,℃; S T ——3 次测得标准温度平均值,℃。 根据求导公式得出灵敏系数c1 和c2: 1 M 1 T c T , 2 S 1 T c T 。 两个输入量独立不相关,标准不确定度c u (T)按公式D.2合成: 2 2 2 2 c 1 M 2 S u (T ) c u (T )+c u (T ) (D.2) D.2.2 不确定度分量评定 温度示值误差不确定度来源主要有:测量重复性引入的不确定度M u(T );标准温度计引 入的不确定度S u(T )。 D.2.2.1 测量重复性引入的不确定度M u(T ) 电极传感器放入25℃恒温槽,重复测量10 次,测量结果为(单位:℃):24.9、24.9、 24.9、24.9、25.0、25.1、25.1、25.1、25.2、25.2。 计算得到算术平均值: M T 25.03℃ JJF(津) 142-2024 10 标准偏差: 2 ( - ) ( -1) 0 13 n i i s T T / n . ℃ 按照实际测量次数3 次计算, 1 M u (T )=s / 3 0.075℃ D.2.2.2 标准温度计引入的不确定度S u(T ) 数字温度计的最大允许误差为±0.05℃,考虑其为均匀分布,包含因子k= 3 ,则标准 温度计引入的不确定度S u(T )=0.05/ 3 0.029℃。 D.2.3 标准不确定度的合成 将以上参数结果带入公式D.2 中得到合成标准不确定度: 2 2 2 2 c 1 M 2 S u (T)= c u (T )+c u (T ) 0.08℃。 D.2.4 扩展不确定度的评定 取包含因子k=2,则校准结果的扩展不确定度为:U=k c u (T) =0.16℃。 JJF(津) 142-2024 11 附录E 仪器示值误差的不确定度评定示例 E.1 概述 E.1.1 测量标准:水中溶解性固体总量标准物质,Urel≤1%,k=2 E.1.2 被测对象:总溶解固体(TDS)测定仪 E.1.3 环境条件:温度:(15~35)℃,相对湿度:≤80% E.1.4 测量方法:按照仪器说明书对测定仪进行标定后,分别测量标准值为仪器满量程20%、 50%、80%的标准溶液,每点重复测量3 次并记录数据。 E.2 建立数学模型 E.2.1 仪器示值误差 仪器示值误差C按公式E.1计算 S F 100 C C C % C (E.1) 式中: C——仪器示值误差,%FS; C ——3 次测量算术平均值,mg/L; S C ——标准溶液标准值,mg/L; F C ——量程上限值,mg/L。 根据求导公式得出灵敏系数c1 和c2: 1 F C 1 c C C , 2 S F C 1 c C C 。 两个输入量独立不相关,标准不确定度c u (C)按公式E.2合成: 2 2 2 2 c 1 S 2 u (C) c u (C )+c u (C) (E.2) E.2.2 不确定度分量评定 仪器示值误差不确定度来源主要有:测量重复性引入的不确定度u(C);标准溶液引入 的不确定度S u(C )。 E.2.2.1测量重复性引入的不确定度u(C) 对标准值为500mg/L 的标准溶液重复测量10 次,测量结果为(单位:mg/L):503、 JJF(津) 142-2024 12 505、506、508、510、505、503、505、508、501。 计算得到算数平均值:C 505.4mg/L。 标准偏差: 2 ( - ) ( -1) 2 72mg/L n i i s C C / n . 。 按照实际测量次数3次计算,u(C)=s / 3 1.6mg/L。 E.2.2.2 标准溶液引入的不确定度S u(C ) 以500mg/L 标准溶液的配制过程为例。需使用5mL 分度吸量管先移取2.5mL 浓度为 20g/L 的标准物质,转移至100mL 容量瓶中定容。因此标准溶液引入的不确定度S u(C )主 要由稀释前标准物质引入的不确定度u1、稀释过程中转移引入的不确定度u2 和定容引入的 不确定度u3 组成。 E.2.2.2.1 稀释前标准物质引入的不确定度u1 由标准物质证书可知,标准物质的标称值为20g/L,相对扩展不确定度为1%, k=2, 则稀释前标准物质引入的不确定度1rel u =1%/2=0.5%。 E.2.2.2.2 稀释过程中转移引入的不确定度u2 用一支5mL A 级分度吸量管移取待稀释的标准物质,忽略分度吸量管刻度读数的不确 定度,主要考虑以下两个分量: (1)分度吸量管引入的不确定度分量:A 级分度吸量管允许误差为±0.025 mL,考虑 其为三角分布,包含因子k= 6,则u 0.025 / 6 0.010mL。 (2)温度变化引入的不确定度分量:转移时溶液的温度变化范围为±4℃,近似于均 匀分布,包含因子k= 3 ,取20℃水的膨胀系数为2.1×10-4/℃,则: u 2.1104 2.54 / 3 0.0012mL。 因此,标准物质转移过程中引入的不确定度: 2 2 2 u 0.010 0.0012 0.010mL 2rel u 0.010 / 2.5100% 0.4% E.2.2.2.3 稀释过程中定容引入的不确定度u3 使用100mL A 级容量瓶定容,容量瓶刻度读数引入的不确定度影响较小,忽略不计, 主要考虑以下两个分量: (1)容量瓶引入的不确定度分量:A 级容量瓶允许误差为±0.10 mL,考虑其为三角分 JJF(津) 142-2024 13 布,包含因子k= 6,则u 0.10 / 6 0.041mL; (2)温度变化引入的不确定度分量:定容时水的温度变化范围为±4℃,近似于均匀 分布,包含因子k= 3 ,20℃水的膨胀系数为2.1×10-4/℃,则: 因此,定容过程引入的不确定度: 2 2 3 u 0.041 0.048 0.063mL 3rel u 0.063 / 100100% 0.063% 综上,标准溶液引入的不确定度: 2 2 2 2 2 rel S 1 2 3 u (C )= u u u = 0.5% 0.4% 0.063% 0.64% S rel S S u(C )=u (C ) C 3.2mg/L E.2.3 标准不确定度的合成 将以上参数结果带入公式E.2 中得到合成标准不确定度: 2 2 2 2 c 1 2 S u (C)= c u (C)+c u (C ) 0.36%FS E.2.4 扩展不确定度 取包含因子k=2,则校准结果的扩展不确定度为:U=k c u (C) =0.7%FS。 u 2.1104 100 4 / 3 0.048mL 142-2024
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