天津市地方计量技术规范
钴水质在线分析仪校准规范
Calibration Specification of Water Quality On-line
Analyzers of Cobalt
2025-01-01发布 2025-04-01实施
JJF(津)145-2025
发布
JJF(津) 145-2025
钴水质在线分析仪
校准规范
Calibration Specification of Water Quality
On-line Analyzers of Cobalt
归 口 单 位:天津市市场监督管理委员会
主要起草单位:天津市武清区计量检定所
天津国土资源和房屋职业学院
天津市计量监督检测科学研究院
参加起草单位:天津市东丽区计量检定所
本规范委托天津市武清区计量检定所负责解释
JJF(津)145-2025
JJF(津) 145-2025
本规范主要起草人:
胡顺杰(天津市武清区计量检定所)
陈泽津(天津国土资源和房屋职业学院)
付 迪(天津市计量监督检测科学研究院)
参加起草人:
徐 超(天津市武清区计量检定所)
刘晓菲(天津市东丽区计量检定所)
JJF(津) 145-2025
I
目 录
引言 ...................................................................... (Ⅱ)
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)
5.1 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 ...................................................... (3)
6.1 校准前准备 ............................................................ (3)
6.2 示值误差 .............................................................. (3)
6.3 重复性 ................................................................ (3)
6.4 稳定性 ................................................................ (4)
7 校准结果表达 ............................................................ (4)
8 复校时间间隔 ............................................................ (5)
附录A 标准溶液配制示例 ................................................... (6)
附录B 钴水质在线分析仪校准原始记录(推荐) ............................... (7)
附录C 钴水质在线分析仪校准证书内页格式(推荐) ........................... (8)
附录D 示值误差的测量不确定度评定示例 ..................................... (9)
JJF(津) 145-2025
II
引 言
JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》、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》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。
本规范计量特性和校准方法的编写参考了JJF 1977-2022《水中挥发酚在线监测仪校准规范》、JJF 1875-2020《高锰酸盐指数在线自动监测仪校准规范》、JJF 1565—2016《重金属水质在线分析仪》、HJ 550-2015《水质 钴的测定 5-氯-2-(吡啶偶氮)-1,3-二氨基苯分光光度法》、ISO 15839:2003《水质在线分析仪及传感器性能检验方法》(Water quality on-line sensors/analyzing equipment for water specifications and performance tests)等相关技术文件。
本规范为首次发布。
JJF(津) 145-2025
1
钴水质在线分析仪校准规范
1 范围
本规范适用于分光光度原理的钴水质在线分析仪的校准。
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;凡是不注日期的引用文件,
其最近版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 概述
钴水质在线分析仪(以下简称“分析仪”)用于自动测量水中钴浓度,被广泛应用于
环保、化工、污水处理等领域。仪器的原理主要是分光光度法,水样中的钴离子与显色剂
反应生成稳定化合物,根据朗伯-比尔定律,当一束平行单色光通过含有吸光物质的有色溶
液后,光的一部分被吸收,当吸收层厚度不变时,吸光度与吸光物质的浓度成正比,从而
得到水样中钴含量。朗伯比尔定律的数学表达式为:
0
lg lg
I
A T klc
I
式中:
A ——物质的吸光度;
I ——透射光强度;
0 I ——入射光强度;
T ——物质的透射比;
k ——物质的吸光度系数;
l ——被分析物质的光程;
c ——物质的浓度。
分析仪由进样系统、检测系统及数据处理与传输系统等组成,如图1 所示。
JJF(津) 145-2025
2
图1 分析仪结构示意图
1—光源 2—光准直系统 3—样品池
4 计量特性
分析仪的计量特性技术指标见表1。
表1 分析仪的计量特性技术指标
序号
计量特性
技术指标
1
示值误差
不超过 ±10%
2
重复性
不大于3%
3
稳定性
不超过5%
注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度:(15~35)℃。
5.1.2 相对湿度:≤85%。
5.1.3 供电电源:交流(220±22)V,(50±1)Hz。
5.1.4 分析仪工作环境无明显机械振动,无电磁干扰,避免阳光直射被校准分析仪。
5.2 测量标准及其他设备
5.2.1 钴单元素溶液标准物质:经国家计量行政部门批准颁布的有证标准物质,相对扩展不确定度不大于1%(k=2)。标准溶液配制示例见附录A。
5.2.2 1mL单标线吸量管:A级。
5.2.3 5mL分度吸量管:A级。
数据处理与传输系统
进样系统
检测系统
JJF(津) 145-2025
3
5.2.4 100mL 容量瓶:A 级。
6 校准项目和校准方法
6.1 校准前准备
分析仪不应有影响校准结果的缺陷,分析仪各调节部件应能正常工作,各紧固件无松
动。分析仪通电后,应能正常工作,显示部分应清晰完整。
分析仪预热稳定后,按照使用说明书的要求对分析仪进行校正,按预期用途选择校准
量程。
6.2 示值误差
选用浓度约为校准量程20%、50%、80%的标准溶液,分别重复测量3 次,取算术平
均值作为分析仪的示值,按式(1)计算示值误差。
s
r
s
100%
c c
c
c
(1)
式中:
r c ——分析仪示值误差;
c ——3 次测量结果的算术平均值,mg/L;
s c ——标准溶液的浓度值,mg/L。
6.3 重复性
选用浓度约为校准量程50%的标准溶液,重复测量6 次,重复性以单次测量的相对标
准偏差表示,按式(2)计算分析仪重复性。
2
1
r
( )
1
100%
1
n
i
i
c c
s
c n
(2)
式中:
r s ——分析仪重复性;
c ——6 次测量结果的算术平均值,mg/L;
i c ——第i 次测量值,mg/L;
JJF(津) 145-2025
4
n——测量次数,n 6。
6.4 稳定性
选用浓度约为校准量程80%的标准溶液进行测量,记录初始测量值,每间隔1h 测量1
次,记录4 次测量值,按式(3)计算稳定性。
0 max
0
M 100% i c c
c
(3)
式中:
M——分析仪稳定性;
i c ——第i 次测量值,mg/L;
0 c ——初始测量值,mg/L。
7 校准结果表达
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)客户名称和地址;
f)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;
l)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)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
JJF(津) 145-2025
5
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
复校时间间隔的长短由分析仪的使用情况、使用者、分析仪本身质量等诸因素所决定,送校单位可根据使用情况自主决定复校时间间隔,建议不超过1年。如果对分析仪的测量数据有怀疑,或分析仪更换主要部件及维修后,应对分析仪重新校准。
JJF(津) 145-2025
6
附录A
标准溶液配制示例
A.1 实验用水
符合GB/T 6682 实验室二级以上用水。
A.2 标准物质
GBW(E)080120 钴单元素溶液标准物质,标称值100 mg/L,相对扩展不确定度0.8%
(k=2)。
A.3 标准溶液的配制
根据校准所需标准溶液的浓度、用量及所用标准物质的浓度,按式(A.1)配制标准溶
液。例如配制1 mg/L 的标准溶液:量取1 mL 浓度为100 mg/L 的标准物质,转移至100 mL
容量瓶中,用实验用水稀释至刻度。
1 1
s
2
c V
c
V
(A.1)
式中:
s c ——标准溶液浓度,mg/L;
1 c ——标准物质浓度,mg/L;
1 V ——分度吸量管取样体积,mL;
2 V ——容量瓶体积,mL。
标准溶液需现配现用。
JJF(津) 145-2025
7
附录B
钴水质在线分析仪校准原始记录 (推荐)
委托单位: 证书编号:
分析仪名称: 分析仪型号:
生产厂家: 出厂编号:
校准日期: 校准地点:
校准环境温度: 相对湿度:
校准依据:
校准用计量器具及配套设备:
名 称
出厂编号 出厂编号
测量范围 测量范围
不确定度 不确定度 /准确度等级 准确度等级 准确度等级 /最大允许误差 最大允许误差 最大允许误差 最大允许误差
有效期至 有效期至
B.1 校准前准备:符合要求 不符合要求
B.2 校准量程: mg/Lmg/L mg/L
B.3 示值误差
标准值
(mg/Lmg/L mg/L)
分析仪测量值( 分析仪测量值( 分析仪测量值( mg/Lmg/L mg/L)
平均值
(mg/Lmg/L mg/L)
示值误差 示值误差
校准结果的 校准结果的 不确定度 不确定度
1
2
3
B.4 重复性
标准值
(mg/Lmg/L mg/L)
分析仪测量值( 分析仪测量值( 分析仪测量值( mg/Lmg/L mg/L)
平均值 (mg/Lmg/L mg/L)
重复性
1
2
3
4
5
6
B.5 稳定性
测量次数 测量次数
1
2
3
4
测量值( 测量值( mg/Lmg/L mg/L)
稳定性
校准人员: 核验人员:
JJF(津) 145-2025
8
附录C
钴水质在线分析仪校准证书内页格式(推荐)
证书编号×××× 证书编号×××× 证书编号×××× 证书编号×××× —×××× ××××
校准结果 校准结果
1. 示值误差
标准值( 标准值( mg/Lmg/L mg/L)
测量值( 测量值( mg/Lmg/L mg/L)
示值误差 示值误差
校准结果的不确定度 校准结果的不确定度 校准结果的不确定度 校准结果的不确定度
2. 重复性:
3. 稳定性:
以下空白
第×页 共×页 共×页
JJF(津) 145-2025
9
附录D
示值误差的测量不确定度评定示例
D.1 概述
标准物质:GBW(E)080120 钴单元素溶液标准物质,标称值100 mg/L,相对扩展不确
定度0.8%(k=2)。
被测对象:钴水质在线分析仪,校准量程(0~5)mg/L。
测量方法:分析仪预热稳定后,调整至正常工作状态。分别对浓度为1.0mg/L、2.5 mg/L、
4.0 mg/L 的标准溶液进行测量。
D.2 测量模型
s
r
s
100%
c c
c
c (D.1)
式中:
cr——分析仪示值误差,%;
c ——3 次测量结果的算术平均值,mg/L;
s c ——标准溶液的浓度值,mg/L。
根据测量模型,合成标准不确定度的计算公式为:
1
2 2 2 2
c r 2 s u (c ) m u (c) m u (c )
(D.2)
式中,灵敏系数: r
1
s
c 1
m
c c
r
2 2
s s
c c
m
c c
D.3 标准不确定度
D.3.1 输入量c的标准不确定度u(c)的评定
选用浓度为1.0mg/L、2.5 mg/L、4.0 mg/L 的标准溶液进行测量,连续测量10 次,测
量结果见表D.1,由式(D.3)计算标准偏差。实际测量时,在重复条件下连续测量3 次,
以3 次测量的算术平均值作为测量结果,因此由式(D.4)计算重复性引入的标准不确定度
u(c)。计算结果见表D.2。
JJF(津) 145-2025
10
表D.1 测量结果 单位:mg/L
标准值 测量值
1.0 1.06 1.07 1.09 1.06 1.11 1.08 1.08 1.04 1.09 1.05
2.5 2.68 2.66 2.65 2.71 2.67 2.68 2.72 2.75 2.71 2.69
4.0 4.08 4.12 4.13 4.13 4.15 4.09 4.11 4.09 4.11 4.16
1
( )
1
2
n
c c
s
n
i
i
(D.3)
3
( )
s
u c (D.4)
式中:
s ——标准偏差,mg/L;
c ——测量结果的算术平均值,mg/L;
i c ——第i 次测量值,mg/L;
n ——测量次数, n =10。
表D.2 标准不确定度计算结果
D.3.2 输入量s c 的标准不确定度s u(c )的评定
标准物质引入的不确定度: 1
100mg/L 0.8%
( ) 0.4mg/L
2
u c
用1.0 mL 单标线吸量管吸取1.0mL 标准物质、用5mL分度吸量管分别吸取2.5 mL、4.0
mL 标准物质,分别转移到3 个100 mL 容量瓶中,并用纯水稀释至刻度,得到浓度为1.0
mg/L、2.5 mg/L、4.0 mg/L的标准溶液。溶液稀释过程数学模型:
标准值
s c /(mg/L) 测量平均值c /(mg/L) 标准偏差s /(mg/L) 不确定u(c) /(mg/L)
1.0 1.07 0.0211 0.0122
2.5 2.69 0.0305 0.0176
4.0 4.12 0.0263 0.0152
JJF(津) 145-2025
11
1 1
s
2
c V
c
V
(D.5)
式中:
s c ——标准溶液浓度,mg/L;
1 c ——标准物质浓度,mg/L;
1 V ——吸量管取样体积,mL;
2 V ——容量瓶体积,mL。
A 级1mL 单标线吸量管允许误差为±0.007 mL,A 级5 mL 流出式分度吸量管允许误差
为±0.025 mL,A 级100 mL 容量瓶的容量允许误差为±0.10 mL。假设其服从均匀分布,所
以A 级1mL 单标线吸量管取样体积标准不确定度分量: 1
0.007 mL
( ) 0.00404mL
3
u V ;A
级5 mL 流出式分度吸量管取样体积标准不确定度分量: 1
0.025 mL
( ) 0.0144mL
3
u V ;
A 级100 mL 容量瓶取样体积标准不确定度分量: 2
0.1mL
( ) 0.0577mL
3
u V 。
在标准溶液的配制过程中,实验室温度波动较小,因此,由溶液体积变化引入的不确
定度可忽略。根据稀释过程的数学模型,由式(D.6)计算标准溶液浓度值的不确定度,计
算结果见表D.3。
2 2 2
1 2 1 2 1 1 2
s 1 1 2 2
2 2 2
( ) ( ) ( ) ( )
V c c V
u c u c u V u V
V V V
(D.6)
表D.3 标准溶液浓度值不确定度
标准值s c /(mg/L) 不确定度( ) s u c /(mg/L)
1.0 0.006
2.5 0.018
4.0 0.022
JJF(津) 145-2025
12
D.4 合成标准不确定度及扩展不确定度
合成标准不确定度及扩展不确定度计算结果见表D.4。
表D.4 合成标准不确定度及扩展不确定度
标准值
s c /(mg/L) 1.0 2.5 4.0
灵敏系数
1 m /(L/mg) 1.0 0.4 0.25
灵敏系数2 m /(L/mg) -1.07 -0.4304 -0.2575
示值误差合成标准不确定度uc (cr ) 1.4% 1.1% 0.7%
示值误差扩展不确定度U(k 2) 2.8% 2.2% 1.4%
JJF(津) 145-2025