在線溶解氧測定儀的示值誤差測量結(jié)果不確定度評定

【摘要】在線溶解氧測定儀在環(huán)境監(jiān)測及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本文依據(jù)JJG（冀）183—2021《在線溶解氧測定儀》檢定規(guī)程建立了測量模型，闡述了在線溶解氧測定儀示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定方法。

【關(guān)鍵詞】在線溶解氧測定儀；示值誤差；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.071

Uncertainty Analysis for the Indication Error of On-line Dissolved Oxygen Meters

WEI Jin

（Institute of Metrology of Heibei Province， Shijiazhuang 050000， China）

Abstract： The on-line dissolved oxygen meters have a wide range of applications in environmental monitoring and aquaculture industry. This article establishes a measurement model based on the verification regulation of JJG （Ji） 183—2021 On-line dissolved oxygen meters， and elaborates on the uncertainty evaluation method for the measurement results of the indication error of on-line dissolved oxygen meters.

Keywords： on-line dissolved oxygen meters； indication error； uncertainty

從國內(nèi)外環(huán)保監(jiān)測的發(fā)展趨勢和國際先進經(jīng)驗看，水質(zhì)在線自動監(jiān)測已經(jīng)成為有關(guān)部門及時獲得連續(xù)性的監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效手段[1-4]。溶解氧是衡量水質(zhì)優(yōu)劣程度的重要指標之一。水體溶解氧含量的測量，對于環(huán)境監(jiān)測、污水處理以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義[5]。目前，在線溶解氧測定儀還沒有相關(guān)國家校準規(guī)范，其校準依據(jù)是JJG（冀）183—2021《在線溶解氧測定儀》檢定規(guī)程。

1.1測量方法

儀器開機預(yù)熱穩(wěn)定后，首先按說明書中規(guī)定的操作方法對儀器進行校正，然后分別用摩爾分數(shù)為5.0%、10.0%、25.0%的氮中氧氣氣體標準物質(zhì)制備標準溶解氧水。將儀器電極由空氣中放入標準溶解氧水中，穩(wěn)定后讀取示值，重復(fù)測量3次，取算術(shù)平均值作為儀器的測量值，與水中飽和溶解氧標準值進行比較即為儀器的示值誤差[6]。

1.2數(shù)學(xué)模型

1.4輸入量的標準不確定度評定

1.4.1輸入量cˉ的標準不確定度u （ cˉ）的評定

輸入量cˉ的標準不確定度來源于在線溶解氧測定儀的測量重復(fù)性，可以通過連續(xù)測量得到測量列進行評定。以標準大氣壓下水溫20℃為例，在相同測量條件下，對摩爾分數(shù)為5.0%、10.0%、25.0%的氮中氧標準氣體制備的飽和氧水分別進行10次重復(fù)測量，所得數(shù)據(jù)及單次實驗標準差如表1所示。實際測量時，取3次測量的平均值，然后計算測量列平均值的實驗標準差。

氮中氧標準氣體摩爾分數(shù)為5.0%時：

1.4.2輸入量cs的標準不確定度u （ cs）的評定

輸入量cs的標準不確定度主要有溫度計測量誤差引入的不確定度cs1、氣壓表測量引入的不確定度cs2、標準氣體引入的不確定度cs3和水槽溫度波動度引入的不確定度cs4。

1.4.2.1溫度計測量誤差引入的標準不確定度的評定

以摩爾分數(shù)為5.0%、10.0%、25.0%的氮中氧標準氣體制備飽和氧水。從氧飽和含量表[7]中可以計算出飽和溶解氧濃度隨溫度變化平均分別為0.044 mg/L/℃、0.089 mg/L/℃、0.221 mg/L/℃。以標準大氣壓下的水溫20℃為例，以摩爾分數(shù)為5.0%、10.0%、25.0%的氮中氧標準氣體制備的飽和氧水理論值分別為2.18 mg/L、4.34 mg/L、10.85 mg/L，其飽和水溫度系數(shù)分別約為2.02%/℃、2.05%/℃、2.04%/℃。溫度計的最大允許誤差為±0.15℃，則：

氮中氧標準氣體摩爾分數(shù)為5.0%時：

本文通過對在線溶解氧測定儀示值誤差測量結(jié)果進行不確定度評定與分析，為開展相關(guān)校準工作進行不確定度評定提供了參考。

【參考文獻】

[1]黃明柱，姚靈，王欣欣.光譜法水質(zhì)在線監(jiān)測技術(shù)研究進展[J].工業(yè)計量，2023，33（2）：21-24，27.

[2]何飛飛，丁斌，陳子望，等.一種新型在線水質(zhì)TOC監(jiān)測儀自動校準裝置及其校準方法研究[J].計量學(xué)報，2022，43（12）：1669-1676.

[3]唐曙暇.水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2022（7）：12-15.

[4]李孟威，陳秀生，黃元鳳，等.水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].化工自動化及儀表，2021，48（3）：203-205，211.

[5]許誠，張誠春，吳桂鋒，等.水中溶解氧的檢測技術(shù)[J].上海計量測試，2022，49（3）：25-28.

[6]在線溶解氧測定儀檢定規(guī)程：JJG（冀）183—2021[S].

[7]Waterquality-DeterminationofdissolvedoxygenElectrochemical probe method：ISO 5814：2012[S].

【作者簡介】

魏津，男，1991年出生，工程師，一級注冊計量師，碩士，研究方向為環(huán)保儀器計量檢定。

（本稿審讀：劉廣）