JJF 1792-2020 海水pH测量仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1792-2020

海水pH测量仪校准规范

CalibrationSpecificationofSeawaterpHAnalyzers

2020-01-17发布

2020-04-17实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1792-2020

海水pH测量仪校准规范

!JJF1792-202~

CalibrationSpecificationof

－·－·－·－·－·－·－·－·－·－－－－~

SeawaterpHAnalyzers

归口单位：全国海洋专用计量器具计量技术委员会

起草单位：国家海洋标准计量中心

本规范委托全国海洋专用计量器具计量技术委员会负责解释

JJF1792-2020

本规范起草人：

石超英〈国家海洋标准计量中心〉

王聪（国家海洋标准计量中心〉

王爱军〈国家海洋标准计量中心〉

JJF1792-2020

目录

引言…········……11

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

日校准环境条件2

5.2测量标准及其他设备2

6校准项目和校准方法2

6.1校准项目2

6.2校准方法2

7校准结果表达3

7.1校准记录3

7.2校准结果处理4

8复校时间间隔4

附录A海水pH测量仪检测专用装置5

附录B海水pH测量仪校准记录表6

附录C海水pH测量仪校准证书内页格式8

附录D海水pH测量仪示值误差的测量不确定度评定示例………·…9

JJF1792-2020

言

H

号｜

本规范以JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定

与表示》和JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》为基础性系列规范进行制定。

本规范结合海水pH测量仪的发展和使用现状，参考了JJF1547-2015《在线pH计校

准规范》的部分内容进行制定。

本规范为首次制定。

II

JJF1792-2020

海水pH测量仪校准规范

1范围

本规范适用于海水pH测量仪的校准。

2号｜用文件

本规范引用以下文件：

JJF1547-2015在线pH计

HY厅098-2007海水pH测量仪检测方法

OIMLRecommendationR54(1980):pHScaleforAqueousSolutions

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，

其最新版本（包括所有的修改单〉适用于本规范。

3概述

海水pH测量仪是指用于测量海水pH值的仪器（以下简称“测量仪勺。该类仪器由

pH传感器、温度探头和主机组成，可直接置于海水中测量，一般集成在多参数水质仪或浮

标等海洋监测设备上，具有在线实时连续测量、不需取样等特点。以电化学为基础的测量

仪工作原理是通过感应元件将海水中的氢离子浓度转换为相应的电信号，通过模数转换和

数据处理后显示出pH值。

4计量特性

测量仪计量特性列于表1。

表1测量仪的计量特性

序号项目计量性能

应不超过土0.1

pH示值误差

2

应不超过士0.1

温度补偿引起的pH示值误差

3温度示值误差应不超过土0.5℃

4应不超过0.03

pH示值重复性

注：以上所有指标不是用于合格性判别，仅提供参考。

JJF1792-2020

5校准条件

5.1校准环境条件

环境温度：（23±10）。C;

相对湿度：（20～80)%;

其它：周围无影响测量仪正常工作的机械振动和电磁干扰等。

5.2测量标准及其他设备

5.2.1pH有证标准物质：应使用pH有证标准物质，不确定度小于等于0.03(k=纱，如

砌砂pH标准物质、混合磷酸盐pH标准物质、邻苯二饵酸氢钢pH标准物质。按照标准物

质证书配制得到相应的标准溶液。

5.2.2容量瓶：A级。

5.2.3恒温水槽：恒温槽内胆直径大于50cm，恒温范围（2～35）℃，温场均匀性不大于0.1℃，

温度波动度不大于0.1℃。

5.2.4标准温度计：测量范围（0--50）℃，温度测量最大允许误差不超过士0.1℃。

5.2.5校准专用容器：参见附录A

6校准项目和校；佳方法

6.1校准项目

校准项目包括pH示值误差、温度补偿引起的pH示值误差、温度示值误差、pH示值

重复性。

校准项目可根据被校测量仪的预期用途选择使用。对校准规范的偏离，应在校准证书

中注明。

6.2校准方法

首先检查测量仪各紧固件、接插件不应有松动现象，电极的玻璃球泡无裂纹、爆裂现

象，参比电极内部充满溶液，液接界无吸附杂质，电解质溶液能正常渗漏，确定没有影响

计量特性的因素后再进行校准。

6.2.1pH示值误差

用蒸馆水清洗pH传感器3次，用滤纸吸干。将pH传感器置于装有标准缓冲溶液的校

准专用容器中，和标准温度计、测量仪温度探头一起放进25℃恒温水槽，待恒温水槽温度

变化在0.1℃／5min内，开启测量仪，待测量仪读数稳定后每隔30s采集1个示值pHiy，共

采集6个，计算平均值。将另外两种标准溶液按pH从小到大的顺序依次按上述方法测得

2

JJF1792-2020

示值。按式(1）计算pH示值误差L\pHiy。

~pHiy=pHiy-pHis(1)

式中：

丽马一一拥量仪在第i个校准点上测量值的算术平均值：

pHi「一第i个校准点上标准溶液在25℃时的标准值。

6.2.2pH示值重复性

6.2.l中测得的数据按式。〉分别计算各校准点的pH示值的实验标准差的。

对

Si=IL;=1φHiy一声；）2

..”-1(2)

）：＼中z

n一一测量次数，n=6。

6.2.3温度补偿引起的pH示值误差

将换好棚砂pH标准物质的pH传感器、标准温度计和测量仪温度探头同时放进恒温水

槽中，在pH传感器正常使用温度范围内选择三个温度点〈如5℃、15℃、30℃〉。待温度

平衡后，记录标准温度计温度ls和测量仪温度探头的温度h。在每一温度点采集海水pH测

量仪的三个示值pHjt，计算其平均值。按式(3）计算温度补偿引起的pH示值误差~p呵。

~pHjt=pHjt-pHjs(3)

式中：

可＇W!~量仪在第j个温度点上测量值的算术平均值：

pHj「一第j个温度点上标准溶液的标准值。

6.2.4温度示值误差

根据6.2.3的测量数据，按式（4）计算温度示值误差~t。

~t=It-ts(4)

式中：

ls标准温度计的温度示值：

t「一测量仪温度探头的温度示值。

7校准结果表达

7.1校准记录

校准记录格式参见附录B。

3

JJF1792-2020

7.2校准结果处理

校准证书由封面和内页组成。校准证书内页格式参见附录C。

校准证书至少包含以下内容：

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)客户的名称和地址：

。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；

1)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）校准证书签发人的签名、职务或等效标识、校准员和核验员的签名：

o）校准结果仅对被校对象有效的说明：

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

a)新购置或修理后的测量仪，建议及时校准：

b）在使用过程中，如对测量仪的技术指标产生怀疑，建议重新校准：

c)为确保测量仪准确可靠，通常情况下建议测量仪出海前后校准。

d)复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定，建议为1年。

4

JJF1792-2020

附录A

海水pH测量仪校准专用容器

为了隔离标准缓冲溶液与周围水体的接触，海水pH测量仪校准专用容器是采用聚乙

烯或玻璃材质的容器，直径约4cm，深度约8cm，保证其密封性，如图Al所示。

图Al海水pH测量仪校准专用容器

5

JJF1792-2020

附录B

海水pH测量仪校准记录表

计量器具名称证书编号

主机型号／规格出厂编号

传感器编号

传感器型号／规格

测量仪测量范围

｜最大允许误差

｜分辨力｜

送校单位

制造单位

校准依据

校准所使用的主要计量器具

不确定度或准确度等

称

名测量范围证书编号有效期至

级或最大允许误差

校准时间、地点及其环境条件

时

地点间日

年月

环境温度。C%

相对湿度

校准结果

温度补偿引起的pH示值误差及温度示值误差

测量仪温

测量仪pH示值

pH标准

标准温度温度示值

度示值8pHjt

计示值／℃误差／℃值23平均值

／℃

6

JJF1792-2020

海水pH测量仪校准记录表

pH示值误差及重复性

标准缓冲溶液

。C

温度

序列123

pH标准值

测量仪pH示值

平均值四百

pH示值误差

重复性

pH示值误差的

扩展不确定度

(k=2)

备注

核验日期

校准员核验员

7

JJF1792-2020

附录C

海水pH测量仪校准证书内页格式

校准中使用的主要计量器具

最大允许误差／不确定度／

测量范围有效期至

名称证书编号

准确度等级

校准日期，地点及环境条件

地点：日期：

℃

环境温度：相对湿度：

(pH)校准结果

pH示值误差及重复性

温度〈℃〉重复性

pH标准值测量仪pH示值pH示值误差

温度补偿引起的pH示值误差及温度示值误差

测量仪

测量仪恒温水浴示值温度示值误差

pH标准值

~pHjt

〈℃〉

温度示值（℃）（℃）pH示值

pH示值误差校准结果的扩展不确定度为：U='k=2。

8

JJF1792-2020

附录D

pH示值误差校准结果的测量不确定度评定示例

D.1测量模型

~PHiy=pHiy-pHisCD.1)

式中：~pHi厂一海水pH测量仪在第i个校准点上.pH示值误差：

pHiy-一一海水pH测量仪在第i个校准点上pH算术平均值：

pHis一一海水pH测量仪在第i个校准点上pH标准值。

D.2测量不确定度来源分析

根据公式D.1，可知海水pH测量仪校准结果的不确定度u(ApH；）主要由以下两个分量

组成：

1)pH标准物质引入的不确定度分量u(pHis);

2）测量仪测量引入的不确定度分量u(pHiy）。

在不同温度下，pH标准物质的pH值是不同的，本报告以在几种常用标准物质中温度

系数最大的棚砂pH标准物质CGBW(E)130072）为例，进行25℃校准点上pH示值误差校

准结果的不确定度评定（棚砂pH标准物质配制的棚砂缓冲溶液在25℃时pH标准值为

9.18）。

D.3不确定度评定

D.3.1标准物质引入的不确定度分量u(pHis)

其不确定度来源主要是pH标准物质、标准缓冲溶液的温度偏差。

D.3.1.1pH标准物质引入的不确定度Ul(pHis)

根据校准规范的规定，测量仪校准时使用二级pH标准物质。从标准物质证书得知pH

不确定度为U=0.01(k=3），则标准物质的标准不确定度为：

ui{pHts)=0.01/3=3.4×10·3(D.2)

D.3.1.2标准缓冲溶液的温度偏差引入的不确定度的(pHis)

在25℃棚砂缓冲溶液pH值的温度系数约是0.009／℃。恒温水槽的均匀性为土0.1℃，

应为矩形分布，包含因子k=、辰。恒温水槽的稳定性为0.1℃，应为均匀分布，0.1℃为2

倍半宽，包含因子k=2、{j。温度探头测温的最大允许误差为土0.1℃，应为矩形分布，包含

因子k=品。则温度对标准缓冲溶液pH值影响的不确定度为：

9

JJF1792-2020

内同s)=J(0.009)2×｜（去y＋（革）2+（去)2]=7.8×104CD.

D.3.2测量仪测量引入的不确定度分量u(pHiy)

D.3.2.1重复性引入的不确定度Ut(pHiy}

恒温水槽温度稳定在25℃，换上棚砂缓冲溶液，开启海水pH测量仪稳定5min后，连

续记录6个数据，取测量仪连续测量的平均值作为最佳估计值，表Dl给出了测量仪的重

复性测量数据，以贝塞尔公式计算得出的实验标准差即为s，重复性引入的不确定度为：

Ul(pHiy）二元＝等斗3x10-3CD.4)

表Dl海水pH测量仪的重复性测量数据

次数I1I2I3I4IsI6

测量值I9.19I9.11I9.1sI9.11I9.16I9.11

D.3.2.2分辨力引入的不确定度的(pHiy)

分辨力也会对测量仪测量有影响，测量仪的读数分辨力为0.01，则不确定度区间半宽

为0.005，应为均匀分布，分辨力引入的不确定度为：

的(pHiy)=o.oosI-Y'3=2.9×10-3CD.5)

D.4合成标准不确定度

各不确定度分量汇总见表D2。

表D2不确定度分量－览表

不确定度来源标准不确定度

符号

3.4×10-3

标准物质配制U1(pHis)

标准缓冲溶液的温度偏差U2(pHis)7.8×10-4

测量重复性u1(pHiy)4.3×10-3

分辨力u2(pHiy)2.9×10-3

以上分量互不相关（或近似认为互不相关，按互不相关处理），pH示值误差校准结果

的合成标准不确定度按下式计算：

Uc（勾H)=~u~｛pHis)＋吨（pHis)＋叶（p同归吨（pH庐6如10-3(D.6)

D.5扩展不确定度

校准试验中，包含因子取k=2，则pH示值误差校准结果的扩展不确定度为：

U（~pH)=k×uc=2×6.3×1σ3=0.02(D.7)

D.6评定结果报告

10

JJF1792-2020

海水pH测量仪在pH值为9.18这个校准点上pH示值误差校准结果的扩展不确定度列

于表D3o

表DJpH示值误差校准结果的扩展不确定度

扩展不确定度叹ApH)包含因子k

0.022

11