ICS 71.040.10 N 53
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 20245.4-—2013/IEC 60746-4:1992
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
Expression of performance of electrochemical analyzers- Part 4:Dissolved oxygen in water measured by membrane covered
amperometric sensors
(IEC60746-4:1992,IDT)
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中国国家标准化管理委员会
发布 中华人民共和 国
国家标准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
GB/T20245.4——2013/IEC60746-4:1992
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中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号（100013) 北京市西城区三里河北街16号（100045)
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版权专有 侵权必究举报电话：（010)68510107 GB/T20245.4—2013/IEC60746-4:1992
前言
GB/T20245《电化学分析器性能表示》分为以下5个部分：
第1部分：总则；第2部分：pH值；一第3部分：电解质电导率；第4部分：采用覆膜电流式传感器测量水中溶解氧；第5部分：氧化还原电位。
本部分为GB/T20245的第4部分。 本部分按照GB/T1.1一2009和GB/T20000.2一2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用IEC60746-4：1992《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》。
本部分与IEC60746-4：1992的技术性差异及其原因如下： a）删除了国际标准3.4中浓度单位ppm、ppb; b）增加了6.3.1中工作误差部分内容；因为国际标准中引用IEC746-82中6.7.1内容，在
GB/T20245.1一2006（IEC60746-1：2003，IDT)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GB/T20245.4的标准文本中用"GB/T20245的本部分”代替"IEC60746的本部分”；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（SAC/TC124)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。
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GB/T20245.4—2013/IEC60746-4:1992
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
1范围
GB/T20245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。
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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，
GB/T20245.1一2006电化学分析器的性能表示第1部分：总则（IEC60746.1：2003，IDT）
3术语、定义和符号
GB/T20245.1一2006界定的以及下列术语、定义和符号适用于本文件。 3.1符号
po,气液平衡条件下气相中的氧分压。 Co,——溶液中溶解氧的浓度。
3.2
覆膜电流式传感器membranecoveredamperometricsensors 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temperature 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 GB/T20245.4—2013/IEC60746-4:1992
3.3.2
压力pressure 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po，与总气压成正比。 3.3.3
溶解电解质（酸、碱和盐等）dissolvedelectrolytesubstances（acids、alkalis、saltsetc.）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po,的单位为Pa。 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：
每百万分之几（10-）--—mg·kg-1 每十亿分之几（10-9）——uμg·kg-1 注1：本部分中使用单位为mg·kg-1，但最好使用单位为μg·L-"或mg·L-1。 注2：在许多实际应用中，水的密度接近于1000kg·m-3，因此mg·kg-1和mg·L-1可以互换使用。当试样的
密度大大偏离1000kg·m-3时，应该进行适当的校准。
3.4.4温度灵敏度的单位为μA/mg/℃。 3.4.5耗氧量的单位，溶解氧传感器为mg/h/mg/kg；气态氧传感器为mg/h/%（Oz）。 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μA数表示。对于成套分析器，用每小时或每天的仪器量
程的百分率表示。 3. 6
量程漂移 spandrift 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μA数表示。对于成套分析器，用每小时或每天的仪器量
程的百分率表示。 3.7
极化电压polarizationvoltage 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sensitivity 由单位氧浓度的变化引起的电极电流的变化。
2 GB/T20245.4—2013/IEC60746-4:1992
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GB/T20245.1-2006中的第5章及以下内容。 制造厂应根据4.1和4.2提供传感器和电子单元的说明。
4.1零点漂移和量程漂移
见GB/T20245.1一2006和以下部分。 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。 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1×10-6）的气体或使用零点校准溶液」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。 4.2.111 试样流速的要求。 4.2.121 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GB/T20245.1—2006中的第5章。
6数值的验证
见GB/T20245.1一2006中的第6章及以下内容。 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
比温度士0.2℃的范围内。
6.1校准溶液
见附录B和附录C。
3 GB/T20245.4—2013/IEC60746-4:1992
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
选用种合适的电子单元，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N次（N>6），时间间隔至少是仪器的90%响应时间的10倍。记录读数并转换成浓度单位。根据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GB/T20245.1-2006。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 N GB/T20245.4—2013/IEC60746-4:1992
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20倍的Tgo，调整数据使记录仪的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20倍的T90，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 GB/T20245.1一2006的6.2.5），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20倍的T90，调整数据使记录仪的读数大约为满刻度的5%，并记作-个“实时零点”，且连续记录5min。取最大峰-峰值，用满量程的百分率表示，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。
6.3.7滞后时间（T1。）、上升时间（T）、下降时间（T,）和90%响应时间（Tgo） 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6.3.7.2或6.3.7.3进行试验。 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人口，在人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、上升时间和下降时间。保持流速直到获得一个恒定的读数。滞后时间与上升时间或下降时间中的较大值相加，即可获得 90%响应时间。返回到接近零的试验溶液，直到获得一个稳定读数。 6.3.7.3装有浸入型传感器的分析器
试验条件相同，但两种试验溶液是存放在容积至少10L并装有适当搅拌器的开口容器中，传感器从一个容器转移到另一个容器中，当浸人时在记录曲线上做一个记号。应该注意补偿空气湿度的影响和环境空气的可能干扰。
注：应注意防止环境空气和试验溶液的相互交换。 6.3.8温度影响
根据仪器使用温度，选择至少两种不同温度的作为试验溶液的温度进行两次全面试验，应记录实际的试验温度。附录B概述了一个适用的试验方法，这个方法确定了总的平均温度影响。 6.3.8.1传感器电子单元补偿薄膜渗透性随温度变化而变化的能力是一个重要参数，应在准确的温度
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