比色法多参数水质分析仪的校准方法

随着水质分析技术的不断发展,比色法多参数水质分析仪被广泛应用于环境污染中的水质分析、工业生产中的废水水质分析。通过对比色法多参数水质分析仪的校准,可以很好地控制在使用比色法多参数水质分析仪进行实验分析过程中带来的分析误差。结合平时的工作积累,就比色法多参数水质分析仪计量特性校准方法进行讨论。

1.概述

比色法多参数水质分析仪是根据光电比色原理来测量液体中某种特定化学成分的仪器,被广泛应用于微量组分的测定,通常测定含量在10~ 10mg/L的痕量组分。近年来由于新的特效有机显色剂和络合掩蔽剂不断被采用,可以在未经分离条件下直接进行比色测定,使得其分析范围更加广泛, 分析效率更高。

目前,实验室使用的比色法多参数水质分析仪都是依据物质分子对可见光产生的特征吸收光谱及光吸收定律(朗伯- 比尔定律)的原理,用未知浓度样品与已知浓度标准物质比较的方法进行定量分析。

朗伯-比尔定律的表达式见公式(1):

A=lg(1/T)=Kbc

式中:A——物质的吸光度;

T——物质的透射比;

a——物质的吸收系数;

b——光路长度;

c——物质的量浓度。

2.计量特性

多参数水质分析仪各项技术指标见表1

表1多参数水质分析仪的主要技术指标

3.校准条件

3.1实验室环境

(1)仪器室内无强烈的机械振动和电磁电场干扰,无强光直射,不得存放与实验无关的易燃、易爆和强腐蚀性气体或试剂;

(2)实验室温度:15~35℃;

(3)实验室湿度:≤80%RH。

3.2标准物质和试剂

(1)重铬酸钾:纯度标准物质;

(2)氯化钴:标准溶液;

(3)硫酸铜:分析纯级。

3.3校准设备

(1)移液管:1m L ;

(2)容量瓶:100m L ;

(3)干燥箱:测量范围0~300℃;

(4)分析天平:测量范围0~200g;

(5)可见光透射比标准滤光片:测量范围透射比10%、 20%、30%。

4.校准项目和校准方法

4.1外观检查

仪器不能有外观缺陷,按键开关、调节旋钮等个部件工作正常。

4.2稳定度

4.2.1零点稳定度

仪器在不受光的条件下,调节仪器至零点,观察3min内透射比示值的最大变化,即为零点稳定度。

4.2.2光电流稳定度

仪器校正零点后,打开光门,使接收元件受光,将仪器透射比调至100% 或吸光度0.000Abs处,观察3min内透射比或吸光度示值的最大变化,即为光电流稳定度。如仪器仅有浓度显示,观察浓度变化值。

4.3透射比或吸光度的示值误差

当已知仪器的测量波长并有透射比或吸光度显示时,仪器调好光电流后,用可见透射比标准滤光片进行测量,测量3次,其平均值与标准值之差为其示值误差。如仪器仅有浓度显示,此步可省略。

4.4线性示值误差

根据测量不同物质,查相关资料确定其大概波长范围, 配制其相关对应有吸收的系列溶液,各浓度溶液重复测量3次, 取其平均值。按线性回归法求出工作曲线的截距和斜率,并列出工作曲线的直线方程(2),按公式(3)计算第i点按直线方程计算测得值,按公式(4)计算仪器的线性示值误差, 取误差最大值为仪器的线性示值误差。

直线方程:A_i=a+bx_i(2)

a——斜率;

b——截距;

x_i——第i点按直线方程计算测得值;

x_si——第i点标准浓度值;

△ x_i——第i点测得值的误差。

4.5线性相关系数

根据测量不同物质,查相关资料确定其大概波长范围, 配制其相关对应有吸收的的系列溶液,各浓度溶液重复测量3次,取其平均值。用最小二乘法对曲线进行处理,得到线性相关系数。

4.6测量重复性

用其中一个可见光区透射比滤光片连续测量6次,其最大值与最小值之差为吸光度重复性R_A或透射比重复性R_A。或用其波长下的中间浓度溶液连续测量6次,计算相对标准偏差(RSD)作为重复性。R_A按公式(5)或相对标准偏差(RSD) 按公式(6)计算:

式中:A_最大——吸光度或透射比最大值;

A_最小——吸光度或透射比最小值。

式中:RSD——相对标准偏差;

I__i——单次测量值;

I——测量平均值;

n——测量次数。

5.校准的意义和周期

通过对比色法多参数水质分析仪的校准可以很好地控制在使用比色法多参数水质分析仪进行实验分析过程中带来的分析误差,提高实验数据的真实性和准确性。

比色法多参数水质分析仪的校准一般委托有相应资质的第三方校准机构进行校准。一般校准周期不超过1a。仪器使用维护人员可根据实际使用情况对周期进行调整。在更换重要部件、维修或对仪器性能有怀疑时,应随时校准。