GB/T 20245.4-2013 电化学分析器性能表示 第4部分：采用覆膜电流式传感器测量水中溶解氧

ICS71.040.10

N53

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

电化学分析器性能表示

:

第部分采用覆膜电流式传感器测量

4

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

水中溶解氧

—

Exressionoferformanceofelectrochemicalanalzers

ppy

:

Part4Dissolvedoxeninwatermeasuredbmembranecovered

ygy

amerometricsensors

p

(:,)

IEC60746-41992IDT

2013-07-19发布2013-12-15实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

前言

/《》:

电化学分析器性能表示分为以下个部分

GBT202455

———:;

第部分总则

1

———第部分:值;

2pH

———:;

第部分电解质电导率

3

———:;

第部分采用覆膜电流式传感器测量水中溶解氧

4

———:。

第部分氧化还原电位

5

本部分为/的第部分。

GBT202454

本部分按照/—和/—给出的规则起草。

GBT1.12009GBT20000.22009

:《:

本部分使用翻译法等同采用电化学分析器性能表示第部分采用覆膜电流

IEC60746-419924

式传感器测量水中溶解氧》。

本部分与:的技术性差异及其原因如下:

IEC60746-41992

)删除了国际标准中浓度单位、;

a3.4mb

pppp

);,

增加了中工作误差部分内容因为国际标准中引用中内容在

b6.3.1IEC746-826.7.1

/—(:,),。

GBT20245.12006IEC60746-12003IDT中没有涉及故按旧版将内容补充

为,:

了方便使用本部分做了下列编辑性修改

———在/的标准文本中用“/”“”;

GBT20245.4GBT20245的本部分代替IEC60746的本部分

———“”“,”;国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

小数点符号用代替

.

———删除了国际标准前言。

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

本部分由中国机械工业联合会提出。

(/)。

本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会SACTC124归口

:、、

本部分起草单位中国仪器仪表行业协会杭州聚光环保科技有限公司上海仪电科学仪器股份有

、、、、

限公司重庆川仪分析仪器有限公司中国计量科学研究院上海雷磁传感器科技有限公司上海市计量

、、。

测试技术研究院北京市计量检测科学研究院北京分析仪器研究所

:、、、、、、、、。

本部分主要起草人马雅娟项光宏王巧梅李鑫修宏宇吴建忠叶弘沈正生娄兴军

Ⅰ

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

电化学分析器性能表示

:

第部分采用覆膜电流式传感器测量

4

水中溶解氧

1范围

/、

GBT20245的本部分规定了用于测定水溶液溶解氧含量的传感器分析器和电子单元的性能试

、。

验以及制造厂提出的要求术语和定义

,

本部分适用于采用覆膜电流式传感器连续监测溶解氧的分压或含量的分析器也适用于测量饮用

、、、(、、)。

水工业流程中水工业废水生活废水和贮水池如湖水河水港湾水中溶解氧的分析器

,,

对于采用覆膜电流式传感器的分析器讨论并不完全适用非覆膜电化学传感器但可作为一般参考

文献。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/—国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页:(:,)

电化学分析器的性能表示第部分总则

GBT20245.120061IEC60746.12003IDT

、

3术语定义和符号

/—、。

GBT20245.12006界定的以及下列术语定义和符号适用于本文件

3.1符号

O———气液平衡条件下气相中的氧分压。

p

2

CO———溶液中溶解氧的浓度。

2

3.2

覆膜电流式传感器membranecoveredamerometricsensors

p

(、)(),

传感器通常包括一个阴极典型制造材料为金银或铂和一个阳极典型制造材料为银或铅氧分

,;;

子在阴极上被还原在阳极上发生可逆的氧化反应一种适用的电解液一种适用的用于隔离传感器和

,

试验介质的限制扩散的聚合物薄膜其另一功能是使传感器的电极和电解液与许多通常存在于水样中

。,。

的污染物隔离覆膜电流式氧传感器可以是电解池也可以是原电池

3.3影响量

3.3.1

温度temerature

p

,,

温度会改变限制扩散膜的氧渗透性从而影响覆膜电流式溶解氧传感器的性能这是一个可逆过

。,,,,

程当试样温度发生变化时在试样中溶解氧的溶解度将改变因此对于直接输出浓度读数的仪器通

,。

常采取一些补偿措施以补偿氧溶解度随温度的变化

1

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

3.3.2

压力ressure

p

,,

当在气相或气体饱和的水中校准溶解氧传感器时压力的影响很重要因为覆膜电流式氧传感器测

量的氧分压O与总气压成正比。

p

2

3.3.3

(、)(、、)

溶解电解质酸碱和盐等dissolvedelectroltesubstancesacidsalkalissaltsetc.

y

,,

任一种电解质溶解在水中都将降低氧的溶解度但对采用分压校准或百分饱和度单位的分析器溶

解度的减少不显著。

3.3.4

其他溶解物质otherdissolvedsubstances

其他溶解在水样中的物质通过改变氧的溶解度或透过传感器薄膜导致传感器化学性能降低而造成

干扰。

3.4

单位units

水中溶解氧的含量可以用几种方法和单位表示。

3.4.1氧分压O的单位为Pa。

p

2

()、,

3.4.2百分饱和度%是指实际大气压温度和试样组成条件下试样中实际氧浓度占氧溶解度的百

分率。

3.4.3溶解氧浓度CO的单位是溶解氧的质量与水的质量的比率:

2

-6-1

每百万分之几()———·

10mk

gg

-9-1

每十亿分之几()———·

10k

μgg

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

-1-1-1

:·,··。

注1本部分中使用单位为mk但最好使用单位为L或mL

ggμgg

-3-1-1

:,·,··。

注2在许多实际应用中水的密度接近于1000km因此mk和mL可以互换使用当试样的

gggg

-3

·,。

密度大大偏离1000km时应该进行适当的校准

g

温度灵敏度的单位为//。

3.4.4Am℃

μg

,///;//()。

3.4.5耗氧量的单位溶解氧传感器为mhmk气态氧传感器为mh%O

gggg2

3.5

零点漂移zerodrift

,。

规定的时间间隔内在零点校准混合物中读数的漂移

,。,

对于传感器零点漂移用每小时或每天的数表示对于成套分析器用每小时或每天的仪器量

μA

程的百分率表示。

3.6

量程漂移sandrift

p

,。

规定的时间间隔内在量程校准混合物中读数的漂移

对,。,

于传感器量程漂移用每小时或每天的数表示对于成套分析器用每小时或每天的仪器量

μA

程的百分率表示。

3.7

极化电压olarizationvoltae

pg

。

由外接电源提供的电流测量池上的电压选择的极化电压应能使传感器电流和氧浓度之间存在线

性关系。

3.8

灵敏度sensitivit

y

由单位氧浓度的变化引起的电极电流的变化。

2

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

3.9

稳定时间stabilizationtime

,,。

在传感器更换新膜或电解液或重新安装传感器后获得稳定的测量所需要的时间

4说明程序

见/—中的第章及以下内容。

GBT20245.120065

制造厂应根据和提供传感器和电子单元的说明。

4.14.2

4.1零点漂移和量程漂移

见/—和以下部分。

GBT20245.12006

,。

应规定零点漂移和量程漂移用于表示稳定性

4.2传感器的补充说明

4.2.1传感器内的电极组成。

4.2.2内充溶液。

4.2.3极化电压。

4.2.4传感器选用的薄膜材料的类型。

:[(-6)的气体或

4.2.5残余信号当传感器置于无干扰物质的零校准物已定值的氧量足够低如1×10

]。

使用零点校准溶液中的输出信号

,

4.2.6传感器的耗氧量应表示为在规定的温度和溶解氧浓度下每小时每千克溶液中所消耗氧的毫

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

克数。

4.2.7灵敏度。

4.2.8温度相关性。

4.2.9传感器中设置的温度敏感元件的型号。

。,。

4.2.10稳定时间如果没有规定时间应向制造厂咨询

4.2.11试样流速的要求。

()。

4.2.12传感器的压力补偿方法如果需要

,。

4.2.13传感器是否可以再生方法和范围

4.2.14传感器的容积及溶液接触的结构材料的说明。

5影响电子单元性能的影响量的推荐值及其范围

见/—中的第章。

GBT20245.120065

6数值的验证

见/—中的第章及以下内容。

GBT20245.120066

:,。,

注在整个试验期间应对试样压力的变化进行适当的校准除非另有规定本章所做的试验要求试样温度在参

比温度±0.2℃的范围内。

6.1校准溶液

见附录和附录。

BC

3

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

6.2电子单元试验用模拟装置

、、(、

6.2.1电子单元的线性零点和量程调节温度补偿和影响量的影响如供电电压及频率室温等的影

),。,

响试验可以选用一个合适的电流源替代传感器来进行为慎重起见应确保温度补偿装置或替代装

,。

置仍是电子单元的一部分使该单元完全可操作并且确保与电子单元同时使用传感器的极化电压源

。,,

和传感器模拟电流源之间没有相互干扰另外对于使用极化电压源的传感器的电子单元可以用固定

()。

值电阻代替传感器用于模拟传感器输出电流对于温度补偿单元的使用可采取同样的预防措施

6.2.2电子单元补偿薄膜渗透性随温度变化的量和补偿氧溶解度随温度变化的能力的试验程序完全

,。

取决于不同电子仪器的设计特性因此无法设计通用的试验程序

6.3传感器和分析器的试验程序

6.3.1工作误差

,

不管是试验分析器还是传感器将传感器置于适当浓度的可产生接近额定输出范围的中间刻度值

的信号的溶解氧溶液中进行工作误差试验。

,。,、

记录所有影响量的参比值和测试单元的输出读数以及与其对应的测量单位然后将环境温度

、,。

相对湿度电源电压和频率转换到额定工作条件的极限条件下记录每种条件下的输出读数记录数值

的最大偏差应在额定工作误差范围内。

6.3.2线性误差

6.3.2.1传感器

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

,。

选用一种合适的电子单元按6.3.2.2进行试验

6.3.2.2分析器

、

将传感器分别置于已知溶解氧含量近似等于零点满刻度点和其他至少三种均匀分布的中间校准

,,,。

点的校准溶液中进行适当的搅拌记录分析器的最终输出读数重复一次以上步骤将所有校准点的

,,。

两组数据用最小二乘法进行曲线拟合用图表法或数学法找出最大偏差并用满量程的百分率表示

:,()。

注考虑到效率问题本试验可以结合重复性试验一起进行见6.3.3.2

:,。

注意不允许采用开口容器执行本试验否则将导致非线性线性试验时所用数据采用上行和下行

数据的平均值。

6.3.3重复性

6.3.3.1传感器

,。

选用一个合适的电子单元按6.3.3.2所述进行试验

6.3.3.2分析器

、,

将传感器分别置于尽可能接近等于最小最大和中间额定值的试验溶液中依次对每一种溶液重复

(),。。

试验次时间间隔至少是仪器的响应时间的倍记录读数并转换成浓度单位根据

NN>690%10

,。

每一种溶液的每一组记录值计算标准偏差以此作为重复性

6.3.4分析器的干扰误差

/—。,

见GBT20245.12006因为影响量与获得的结果之间关系复杂试验方法由制造厂和使用者

4

/—/:

GBT20245.42013IEC60746-41992

,。

共同商定该试验方法获得的值与校准条件下测量值之间的偏差即为分析器的干扰误差

6.3.5零点漂移和量程漂移

6.3.5.1传感器

,。

选用一个合适的电子单元按6.3.5.2进行试验

6.3.5.2分析器

,,

将传感器置于接近零点的校准溶液或试验溶液中持续时间为倍的T调整数据使记录仪的

2090

,“”。

读数大约为满刻度的5%并记作一个实时零点

,,

然后将传感器置于给出读数介于满刻度的75%~95%之间的校准溶液或试验溶液中持续时间

,,,(

为倍的T记录两个读数之间的差值在规定的时间间隔即用于稳定性测定的时间间隔之后见

2090

/—),,

的在没有外界调整的条件下重复试验零点漂移和量程漂移用满量程的

GBT20245.120066.2.5

百分率表示。

6.3.6分析器的输出波动

,,

将传感器置于接近零点的校准溶液或稳定的试验溶液中持续时间为倍的调整数据使记

20T90

,“”,。,

录仪的读数大约为满刻度的并记作一个实时零点且连续记录取最大峰峰值用满量

5%5min-

,。

程的百分率表示重复试验三次并取读数的平均值

:,。

注外界电磁波或主电源波动被认为是影响量因其造成的输出波动应剔除

()、()、()()

滞后时间上升时间下降时间和响应时间

6.3.7TTT90%T

10rf90

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

6.3.7.1传感器

,。

选用一个合适的电子单元根据传感器的种类按或进行试验

6.3.7.26.3.7.3

6.3.7.2装有流通池的分析器

,

用传送装置的额定流速将两种校准溶液或稳定的试验溶液导入分析器的入口在入口处用适当的

。,,

方式进行选择两种溶液的溶解氧浓度至少相差额定范围的50%将记录仪与分析器的输出端相连

,,

用接近零的试验溶液冲洗分析器直到获得一个恒定的读数然后导入偏高刻度端的试验溶液并在记录

。。、

曲线上作一个记号保持流速直到获得一个恒定的读数根据曲线确定滞后时间上升时间和下降时