董佳 王琳 洪滔

【摘要】 參考SL 94-1994《氧化還原電位的測(cè)定（電位測(cè)定法）》，對(duì)該類氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀的電位示值誤差、近似等效輸入阻抗、電子單元穩(wěn)定性、儀器示值誤差、儀器重復(fù)性主要校準(zhǔn)參數(shù)的校準(zhǔn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

【關(guān)鍵詞】 氧化還原電位測(cè)定儀;校準(zhǔn)方法

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.03.011

Calibration Method of Oxidation-reduction Potential Tester

DONG Jia，WANG Lin，HONG Tao

（Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

Abstract： Referring to SL 94-1994 Determination of oxidation-reduction potential（Electrometric method），this paper briefly introduces the calibration methods of the main calibration parameters of the potential indication error，approximate equivalent input impedance，electronic unit stability，instrument indication error and instrument repeatability of this kind of ORP tester.

Key words： ORP tester;calibration method

化還原電位（ORP）測(cè)定儀指的是一種測(cè)量水溶液中的金屬電極和參比電極間電動(dòng)勢(shì)的儀器，該儀器用來反映水體中所有物質(zhì)表現(xiàn)出來的宏觀氧化還原性，氧化還原電位越高，氧化性越強(qiáng)，氧化還原電位越低，還原性越強(qiáng)。氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀廣泛應(yīng)用于環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域。

1 計(jì)量特性

氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足表1的要求。

2 校準(zhǔn)方法

2.1 環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（23±10） ℃;相對(duì)濕度不大于85%;標(biāo)準(zhǔn)溶液和電極系統(tǒng)的溫度恒定性：±0.2 ℃;附近無明顯的機(jī)械振動(dòng)和強(qiáng)電磁干擾。

2.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

1）有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：應(yīng)使用經(jīng)政府計(jì)量行政部門批準(zhǔn)的pH有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度不大于0.01（k=3）。

2）pH檢定儀（以下簡(jiǎn)稱檢定儀）：0.0006級(jí)。

3）溫度計(jì)：測(cè)量范圍為5～60 ℃，測(cè)溫誤差不超過±0.1 ℃。

4）恒溫水槽：控溫范圍5～60 ℃，溫度均勻性不超過±0.2 ℃，溫度波動(dòng)度不大于0.2 ℃。

5）單標(biāo)線容量瓶：1 L容量瓶，A級(jí)。

6）天平：實(shí)際分度值不大于0.01 mg，I級(jí)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2.3.1 試劑

鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、磷酸氫二鈉（Na2HPO4）、醌氫醌、去離子水

2.3.2 配制方法

pH標(biāo)準(zhǔn)溶液（pH4.008，25 ℃）：稱取在110～130 ℃下干燥2～3 h的鄰苯二甲酸氫鉀10.12 g，溶于水并在容量瓶中定容至1 L。

pH標(biāo)準(zhǔn)溶液（pH6.865，25 ℃）：稱取在110～130 ℃下干燥2～3 h的磷酸二氫鉀3.388 g和磷酸氫二鈉3.533 g，溶于水并在單標(biāo)線容量瓶中定容至1 L。

pH為4.00及pH為6.86標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：稱取兩份10 g醌氫醌分別加入至1000 mL，pH為4.00及1000 mL，pH為6.86的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，混勻，應(yīng)有部分醌氫醌存在，以保證醌氫醌的飽和狀態(tài)。

所得兩種緩沖溶液在25 ℃下的標(biāo)準(zhǔn)電位見下表2。

2.3 校準(zhǔn)方法

氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀必須有儀器名稱、制造廠、型號(hào)、編號(hào)、測(cè)量范圍、計(jì)量單位等清晰的標(biāo)識(shí)。儀器應(yīng)能正常顯示，儀器上的按鍵、開關(guān)等能正常使用。儀器應(yīng)按照廠家使用說明書進(jìn)行校準(zhǔn)后再進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.3.1 電位示值誤差

連接氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀和檢定儀，檢定儀高阻斷開。調(diào)節(jié)檢定儀，使其輸入直流電壓信號(hào)，校準(zhǔn)點(diǎn)為：0 mV，10 mV，20 mV，30 mV，…100 mV，200 mV，…1000 mV，記錄示值。輸出電位正、負(fù)兩個(gè)方向各重復(fù)測(cè)量二次取平均值，按式（1）計(jì)算氧化還原電位示值誤差。

式中：[ΔEEf]——氧化還原電位示值準(zhǔn)確度，%FS;

[Em]——兩次測(cè)量平均值，mV;

[El]——輸入電位的標(biāo)稱值，mV;

[Ef]——氧化還原電位滿量程值，mV。

2.3.2 近似等效輸入阻抗

連接氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀和檢定儀，檢定儀高阻斷開，檢定儀輸入零電勢(shì)，調(diào)整氧化還原電位單元的示值于0 mV。然后，檢定儀輸入電勢(shì)1000 mV，記錄氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀示值[E0];檢定儀接入高阻（1GΩ）。，檢定儀輸入零電勢(shì)，調(diào)整氧化還原電位單元的示值于0 mV。然后，檢定儀輸入電勢(shì)1000 mV，記錄氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀示值[E]。各測(cè)量二次取平均值[E0]和[E]，按式（2）計(jì)算近似等效輸入阻抗。

式中：[R]——電子單元的輸入阻抗，Ω;

[R0]——串聯(lián)電阻，Ω。

2.3.3 電子單元穩(wěn)定性

新制造、修理后的自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器需要做穩(wěn)定性校準(zhǔn)。穩(wěn)定性校準(zhǔn)前，電子單元需開機(jī)預(yù)熱半小時(shí)。

按2.3.1款電位示值誤差的校準(zhǔn)方法。首先輸入1000 mV電勢(shì)，記錄[Eh]示值，然后每隔1 h按2.3.1款方法操作，記錄示值。連續(xù)測(cè)量24 h。以24 h內(nèi)偏離最大的一點(diǎn)示值與起始點(diǎn)相減的差值，按式（1）計(jì)算氧化還原電位示值穩(wěn)定性。

2.3.4 儀器示值誤差

選用2.3款中的標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于恒溫水槽中很穩(wěn)。在氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀正常工作條件下，用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)，之后測(cè)量另一種校準(zhǔn)時(shí)未使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液。重復(fù)上述操作6次。按式（3）計(jì)算儀器示值誤差。

式中：[mV]——待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測(cè)量平準(zhǔn)值，mV;

[mVss]——標(biāo)準(zhǔn)溶液電位，mV。

2.3.5 儀器示值重復(fù)性

取2.3.4中6次測(cè)量數(shù)據(jù)，按式（4）計(jì)算儀器測(cè)量重復(fù)性[s]。

式中：[mV]——待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)量值，mV;

[mV]——待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測(cè)量平準(zhǔn)值，mV;

[n]——測(cè)量次數(shù)，[n=6]。

3 結(jié)語

本文對(duì)氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀的電位示值誤差、近似等效輸入阻抗、電子單元穩(wěn)定性、儀器示值誤差、儀器重復(fù)性的校準(zhǔn)方法進(jìn)行了詳細(xì)論述，從而為氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀的校準(zhǔn)提供了可行、有效的方法，相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員可以加以借鑒和參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 水質(zhì)綜合分析儀檢定規(guī)程：JJG 715-1991[S].

[2] 傅家樂.氧化還原電位測(cè)試儀校準(zhǔn)方法的探討[J].計(jì)量技術(shù)，2015（9）：54-57.

【作者簡(jiǎn)介】

董佳（1987-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)計(jì)量。

王琳（1989-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)計(jì)量。

洪滔（1987-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)計(jì)量。