溶解氧测定仪其校准和检定问题探讨

溶解氧测定仪其校准和检定问题探讨

王新豹 孟伟

新疆维吾尔自治区计量测试研究院 新疆乌鲁木齐 830011

摘要:覆膜式溶解氧测定仪测量溶解氧含量不是直接测量水中的氧浓度，而是间接测量水中的氧浓度，这个过程可以概括为三个特点。 特点1：溶解氧测定仪直接测量的物理量不是氧含量，而是氧分压。2：在一定温度下，当水流经饱和空气时，水的氧分压与空气的氧分压相同。3：Henry定律，溶液中氧分压和溶解氧浓度之间的关系是P=C·H。

关键词:测定仪，校准，检定，现状分析.

一、引言

溶解氧测定仪,是一个专门检测水体中溶解氧的设备，其原理为氧分子透过膜而被还原,并在正常氧含量下进行反应,形成正扩散的额定电流。而利用测定水流,即可估算排水管中的溶解氧含量。而溶解氧测定仪的科学原理为法拉第定理。由于溶解氧含量不同,有二种类型的膜电极。电池中采用正负极，放在氢氧化钾电解质电池中构成了电池,外面用覆层封闭。通过减少金属氧化物的产生,在阳极上形成了扩散电压。在极化膜电极上,以氯化银作为正电极,可以利用测量扩散电压来判断溶解氧的含量。在阴极内电解液主要是氯化钾,而阴极外层的聚四氟乙烯厚度约为25.50μM。另外,聚乙烯薄膜可以阻止了阴极内部的流体交换,从而使溶解氧供应给阴极的水中。因此必须适当调整二电极间的电流水中溶解氧的含量,可通过测定或通过调整外加电路中的扩散电流密度来判断。

二、溶解氧测定仪工艺的现状

2.1、溶解氧测定仪校准和检定的重要性

这一般被记为d0值,以mg/L氧表示，水体的溶解氧浓度是评价水体自洁能力的主要指标,是水珍生物存在的必要前提。当水体的溶解氧为五mg以上时,很多鱼类呼吸困难。如果没有有效补充溶解氧,水体的厌氧细菌就会快速增殖,而有机质则会迅速溶解黯化。因此溶解氧检测技术对于饮用水检验、医学检测、废水处理以及生态发酵等方面都有着重要性。也因此,在印染废水中,临界的氧气含量和给氧技术能力都是通过提高废水中的总氧气浓度,以及活性污泥对废水的持续分解来决定的。而通过测定细菌活力以及细胞增殖就能够确定发酵作用过程,并依据发酵作用过程中的需氧量以及供给总氧气量的变化规律,来指导给氧技术流程。因此，确认溶解氧测定仪已经过校准，以确保测量结果的准确性，并更好地使用溶解氧测定仪。

2.2、溶解氧测定仪的校准问题分析

校准前清洁探头，测试后用自来水冲洗，然后用蒸馏水。用25%的氨填充电池，浸泡15分钟，然后用清水冲洗电极，国内或进口溶解氧测定仪可广泛应用于工业生产，除了气体校正技术和化学气体校正技术之外,还可以按照要求采用气体饱和液校正技术和化学气体校正方法。溶解氧测定仪可以直接测定氧分压,而没有氧气含量，当溶解氧饱和后,在水中的氧分压就相当于水中的氧含量。也就是说,当在水中的上下氧分压平衡后,流入水中的氧气就相当于离开空气的氧。氧电极对氧分压和溶解氧的高敏感性，所以,它是一个非常适合现场校正的技术。在特定的水温和压强下,水下溶解氧的饱和水值是恒定的,因而也可使用水饱和度标定技术。向玻璃容器中加入适当的水,或使用气泵一小时以上,并把气泡中不断加入水。或在冒泡并放入高压电极的同时,使用机械设备与水搅拌。在该温度下用溶解氧测定温度,并用得到的溶解氧加以校正。若以这种方法校正仪器温度,则需要准备好相应的机械仪表设备。在某种温度下,将高压电极化学方法浸入水中,可以计算水中的溶解氧浓度。购买化学测量设备时，注意设备值，并在取样后立即进行分析。如果采样和分析期间测量值保持不变，则根据空气校准技术调整设备。如果测量值在取样设置和取样之间发生变化，则应根据读取取样装置的化学检测器确定的溶解氧仪器校正值来确定仪器的校准值。例如，通过化学方法读取校准装置为8.00，读取取样装置为8.25。如果溶解氧为7.50×7.27，则仪器的校准值为8.00×8.25。

三、溶解氧测定仪校准分析

3.1、溶解氧测定仪的校准过程

目前,对国内外溶解氧测定仪的常规校正方式为将溶解氧测定仪的高压电极放在相应环境温度的饱和空气环境中,平衡后再根据环境温度作为参考值校正饱和溶解氧值。以二十℃为例,在标准大气压下,水中的饱和溶解氧含量约为9.08mg/l,校准的参考值为9.08 mg l（一些溶解氧测定仪校正基于完全调整，也表示为基于该参考值的百分比）。

目前，由于溶解氧测定仪测量基准的两个特性，很难解释溶解氧测定仪的校准过程，在一定温度下，饱和空气中的氧分压与饱和水中的氧分压相同（亨利系数保持不变）。由于溶解氧测定仪电极直接测量的物理量是氧分压（特征1），因此转换显示的储存氧浓度也相同（特征2）。在20℃时，空气中的氧浓度为273mg，饱和溶解氧浓度为9.08mg/l，空气中的氧浓度是溶液中氧浓度的30倍。当用溶解氧计测量时，溶解氧浓度几乎为9.08mg/l。

3.2、溶解氧测定仪的检定

作为水质分析的重要仪器，也需要定时校正,以保证检测结果的精确度与安全性。因此,jjg291-2008中详细描述了溶液溶解氧测定仪的主要测定参数。在全面掌握了溶解氧测定仪的测定基本原理和主要影响因素的基础上,通过深入理解上述测定指标就可以识别国家标准中的某些问题，验证错误

在JJG1192008中，10℃、20℃和30℃的饱和氧测定溶解氧测定仪的显示误差。但是,正如上所述,高溶解氧的测定受环境温度的巨大影响。所以,在jjg2991-2008中的显示误差测试仪实际是仪表指示误差、温度指示误差和温度补偿误差的累积成果。这主要是因为储氧水在特定的环境温度下很难制备到相应的浓度,而且还有很多仪器或设备并不具有自动温度补偿功能。另外,由于受到电极结构的影响,原液氧计阴极层的热扩散系数未知,因此现有氧计的温度补偿误差也无法证实。

Jjg291-2008标准给出了校正含氧度的主要检验方式,并且并列出了氧溶剂的第一个检验项。但目前,中国国内外很多氧气表均没有水氧校准功能。通过对JJG2991-2008的校正检验,根据上述分析结果,在不同水浓度下测到的饱和溶解氧含量,和游离于水中的饱和溶解氧含量一致,所以该步骤并没有意义。所以,本条目的也包含于jj2991-2008第5.3.9项所规定,仅应用于具备水校正功能的溶解氧测定仪。第二,由于正面处理仅通过公式，修正检测的结果,所以项目评估并不需要电极测量准确度及一般的机械性能。还指出,当测定支路的正误差时,就只能通过从主机上输入浓度并与理论的估计值n'进行比较,才能读取仪器的显示值n'。

3.3、溶解氧测定仪的检定问题探讨

溶解氧测定仪应定期校准，以确保测量结果的可靠性和准确性，，氧含量系数不仅受水温的影响，还受水质的影响。鉴于国内外的很多溶解氧测定仪都不具有盐水补偿功能,"本条款仅适用于具有盐补偿功能的溶解氧测定仪"的规定也受到了社会普遍重视,其在盐水校正步骤中,仅对测量结果进行了校正。并检验了电极以外的元件测量结果的准确性。检查到了显示错误等。在规定区域内,则利用测量结果在不同温度下产生的完全饱和溶解氧来进行指示误差技术。这也是综合了温度补偿、室温指示误差和仪表指示误差技术后的主要结果。这主要是受到了阴极结构对电极层扩散系数的影响。但这个影响的具体结果,目前尚不清楚。因为单侧温度补偿式溶解氧测定仪的误差也无法证实。同时,没有手动温度补偿。此外,也很难制造含有一定溶解氧浓度的盐水。

四、小结

溶解氧测定仪也以其使用的方便而获得广泛应用，在应用过程中应定时进行校正和测量,以保证测量数据和结论良好地指导整个工作,并保证检测结论的可信度和精确度。

参考文献：

[1]覆膜电极溶解氧测定仪检定规程，国家质量监督检验检疫总局，2019.06.23.

[2]张宝珠、张国城，从溶解氧测定仪原理解读其校准和检定[]].化学计量与分析技术，2018（14）.

[3]朱亚明、丁为民，一种在线检测溶解氧的方法[]].电子测量技术，2019（07）.

[4]张国城，溶解氧测定仪温度补偿原理及其检定方法[]].中国计量，2018（11）.

作者简介：王新豹（1980.4-）男，汉族，宁夏青铜峡市人，助理工程师，本科，研究方向：理化分析。