混凝土氯离子含量测定仪校准方法
【专利摘要】本发明公开了一种混凝土氯离子含量测定仪校准方法，包括建立氯离子选择性电极的校正曲线；根据所述校正曲线分别测定多份不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的氯离子含量值；根据测得的含量值与所述待测氯化钠标准溶液样品的浓度值计算测定仪的相对示值误差，并利用所述相对示值误差判断测定仪是否符合计量标准。该方法解决了现有技术中无法对混凝土氯离子含量测定仪进行校准的问题，操作简便，准确度高，有利于提高混凝土氯离子含量测定仪的测量的有效性。
【专利说明】
混凝土氯离子含量测定仪校准方法
技术领域
[0001] 本发明属于仪器仪表计量领域，尤其涉及一种混凝土氯离子含量测定仪校准方 法。
【背景技术】
[0002] 混凝土氯离子含量测定仪是测定混凝土中氯离子浓度的实验室电化学分析仪器， 用来控制及防止钢筋发生过早腐蚀，快速检测混凝土、砂石子、水泥等无机材料的水溶性氯 离子含量，结合混凝土中氯离子扩散系数，可对混凝土结构寿命、钢筋锈蚀寿命进行预测。
[0003] 现有技术中利用氯离子含量测定仪如图1所示，其中，图la为测定仪的接口示意 图，图lb为测定仪的氯离子选择性电极，使用时将氯离子选择性电极与测定仪的接口A相连 接对样品溶液进行测量。目前这种测定仪在使用时只能从外部的工作环境来保证测定仪处 于正确以及正常的使用中，但并不能保证测定仪的示值与实际测量的样品的真实值一致， 即输出与显示相符合。也就是说现有技术不能够调整测定仪的基准，进而导致测量结果不 准确。
[0004] 综上，亟需一种能够对氯离子含量测定仪进行校准的方法以解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够对氯离子含量测定仪进行 校准的方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种混凝土氯离子含量测定仪校 准方法，建立氯离子选择性电极的校正曲线;根据所述校正曲线分别测定多份不同浓度的 待测氯化钠标准溶液样品的氯离子含量值;根据测得的含量值与所述待测氯化钠标准溶液 样品的浓度值计算测定仪的相对示值误差，并利用所述相对示值误差判断测定仪是否符合 计量标准。
[0007] 优选地，在建立氯离子选择性电极的校正曲线之前还包括，检测测定仪的电压分 辨力，以保证测定仪在符合计量标准的条件下正常工作。
[0008] 优选地，所述检测测定仪的电压分辨力，包括:选择与测定仪相匹配的标准信号发 生器，将所述标准信号发生器与测定仪的氯离子选择性电极的输入接口相连接;利用标准 信号发生器输出电压值％，并记录测定仪的示值V/ ;调整标准信号发生器输出的电压值使 得测定仪的示值显示SvZ+O.lmV或VZ-O.lmV，并记录标准信号发生器的电压值V 2;根据电 压值VjPV2判断测定仪是否符合计量标准。
[0009] 优选地，所述根据电压值VdPV：^lj断测定仪是否符合计量标准，包括：当电压值 V2-V11大于0. lmV时，判断测定仪符合计量标准；当电压值| V2-V11小于等于0. lmV时，判断测 定仪不符合计量标准。
[0010] 优选地，在利用标准信号发生器输mV:的电压值时，还包括调整标准信号发生器 的输出内阻，使所述输出内阻不大于0.002ΜΩ。
[0011]优选地，配制的不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品不少于三种，所述待测氯化 钠标准溶液样品的浓度范围为0.1 OOmo 1 /L-0.00 lmo 1/L，且配制的浓度在所述浓度范围内 平均分布。
[0012]优选地，所述建立氯离子选择性电极的校正曲线，包括:配制至少三种不同浓度的 校正用氯化钠标准溶液样品，且每种浓度的校正用氯化钠标准溶液样品不少于三份;利用 测定仪的氯离子选择性电极分别测定每种浓度的校正用氯化钠标准溶液的各份样品的电 压值;根据所述校正用氯化钠标准溶液样品的浓度值及测得的电压值建立校正曲线。
[0013] 优选地，所述根据所述校正用氯化钠标准溶液样品的浓度值及测得的电压值建立 校正曲线，包括:根据测得的各份样品的电压值分别计算每种浓度的校正氯化钠标准溶液 的电压值的平均值；以校正用氯化钠标准溶液的浓度值的对数值为横坐标，以电压值的平 均值为纵坐标建立校正曲线。
[0014] 优选地，所述根据测得的含量值与所述待测氯化钠标准溶液样品的浓度值计算测 定仪的相对示值误差，包括:分别计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平 均值;根据所述含量值的平均值分别计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值 误差;将不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值误差的最大值确定为测定仪的相 对示值误差。
[0015] 优选地，根据以下表达式计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值误 差Δ。：
[0017] 其中，每为不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平均值，ClQ为不同浓 度的待测氯化钠标准溶液样品的浓度值。
[0018] 与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效 果：
[0019] 本申请实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准方法解决了现有技术中无法对混 凝土氯离子含量测定仪进行校准的问题，该方法操作简便，准确度高，有利于提高混凝土氯 离子含量测定仪的测量的有效性。
[0020] 本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要 求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0021] 附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的 一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方 案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
[0022] 图1为混凝土氯离子含量测定仪的示意图；
[0023]图2为根据本申请实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准方法的流程示意图；
[0024] 图3为根据本申请实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准装置的结构示意图；
[0025] 图4为根据本申请实施例的检测测定仪的电压分辨力的流程示意图；
[0026] 图5为根据本申请实施例的建立氯离子选择性电极的校正曲线的流程示意图； [0027]图6为根据本申请一示例所建立的校正曲线的示意图；
[0028] 图7为根据本申请实施例的根据含量值与浓度值计算测定仪的相对示值误差的流 程不意图。
【具体实施方式】
[0029] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申 请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案 均在本发明的保护范围之内。
[0030] 图2为根据本申请实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准方法的流程示意图，如 图所示，该方法包括以下步骤：
[0031] 步骤S210、检测测定仪的电压分辨力，以保证测定仪在符合计量标准的条件下正 常工作。
[0032]步骤S220、建立氯离子选择性电极的校正曲线。
[0033] 步骤S230、根据校正曲线分别测定多份不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的氯 离子含量值。
[0034] 步骤S240、根据测得的含量值与待测氯化钠标准溶液样品的浓度值计算测定仪的 相对示值误差，并利用相对示值误差判断测定仪是否符合计量标准。
[0035] 图3为根据本申请实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准装置的结构示意图，如 图所示，该装置包括分辨力检测模块31、校正模块32、测量模块33、比较模块34以及显示模 块35。其中，分辨力检测模块31与校正模块32相连接，校正模块32与测量模块33相连接，测 量模块33与比较模块34相连接，校正模块32、测量模块33与比较模块34均与显示模块35相 连接。下面结合图2和图3详细说明本实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准方法。
[0036]分辨力检测模块31，用于检测测定仪的电压分辨力。测定仪具有足够的电压分辨 力是测定仪能够正确检测定混凝土中的氯离子含量的前提条件，因此在本申请的实施例 中，设置分辨力检测模块31来检测测定仪的电压分辨力。在行业标准中要求，混凝土氯离子 含量测定仪的电位分辨力不大于〇. lmV。
[0037]在检测测定仪的电压分辨力时，包括如下步骤，如图4所示：
[0038]步骤S410、选择与测定仪相匹配的标准信号发生器，将标准信号发生器与测定仪 的氯离子选择性电极的输入接口相连接。
[0039]步骤S420、利用标准信号发生器输出电压值W，并记录测定仪的示值乂/。
[0040]步骤S430、调整标准信号发生器输出的电压值使得测定仪的示值显示为V/ + 0. lmVSV/ -0. lmV，并记录标准信号发生器的电压值V2。
[0041]步骤S440、根据电压值VjPV2判断测定仪是否符合计量标准。
[0042]上述过程包括，利用标准信号发生器所产生的标准电压值信号模拟利用氯离子选 择性电极测量待测溶液时的产生的电压信号，电压值信号通过氯离子选择性电极的输入接 口被测定仪接收。
[0043] 需要注意的是，在利用标准信号发生器输mV:的电压值时，需要调整标准信号发 生器的输出内阻，使标准信号发生器的输出内阻不大于0.002ΜΩ。另外，为了保证检测有 效，标准信号发生器的电压输出范围应大于等于所述测定仪的电压输入范围，这样可以实 现对测定仪的量程范围进行全面的测量。
[0044] 举例而言，所采用的标准信号发生器的电压输出的范围为(-2000.0~2000.0)mV， 分辨力为O.lmV。其输出阻抗的范围（90~105) Ω，分辨力为0.001 Ω或输出阻抗的范围(900 ~1050) Ω，分辨力为〇.〇1 Ω。
[0045] 标准信号发生器输出电压值信号Vi也必须位于测定仪的测量范围内。例如将％取 为OmV
[0046] 记测定仪的电压分辨力为Δ V，则根据表达式(1)计算Δ V的值：
[0047] AV= |V2-Vi (1)
[0048] 如果AV的计算结果小于O.lmV，则将根据表达式(2)计算得到的结果作为测定仪 的电压分辨力的值：
[0049] AV = 0.2-|V2-Vi (2)
[0050] 根据电压值VjPV2判断测定仪是否符合计量标准具体包括，当电压值| Vs-Vi |大于 0. lmV时，判断测定仪符合计量标准。当电压值IV2-V11小于等于0. lmV时，判断测定仪不符合 计量标准。根据上述的调整过程可知，IV2-V」表示的是测定仪的示值变化O.lmV时，实际输 入测定仪的电位值的变化量。为保证有效测量测定仪的电压分辨力，需保证标准信号发生 器的电压分辨力小于等于测定仪的电压分辨力。当测定仪的电压分辨力符合计量标准时启 动下面的检测步骤，否则，需要对测定仪进行调整使其符合计量标准后再进行示值的校准。
[0051] 接下来，校正模块32建立氯离子选择性电极的校正曲线，具体包括以下步骤，如图 5所示：
[0052]步骤S510、配制至少三种不同浓度的校正用氯化钠标准溶液样品，且每种浓度的 校正用氯化钠标准溶液样品不少于三份。
[0053]步骤S520、利用测定仪的氯离子选择性电极分别测定每种浓度的校正用氯化钠标 准溶液的各份样品的电压值。
[0054]步骤S530、根据校正用氯化钠标准溶液样品的浓度值及测得的电压值建立校正曲 线。
[0055]具体的，首先利用有证标准氯化钠溶液配制至少三种不同浓度的校正用氯化钠标 准溶液样品。有证标准物质是指带有国家标准物质定级证书的标准品或标准品溶液。在本 申请的一个实施例中，采用浓度为〇 . 1 〇 〇 m ο 1 / L的氯化钠标准溶液分别配制浓度分别为 lmol/L，10mol/L以及100mol/L，且每种浓度的样品制备三份。并利用测定仪的氯离子选择 性电极分别测定每份样品的电压值。
[0056]在根据校正用氯化钠标准溶液样品的浓度值及测得的电压值建立校正曲线时，首 先根据测得的各份样品的电压值分别计算每种浓度的校正氯化钠标准溶液的电压值的平 均值。然后以校正用氯化钠标准溶液的浓度值的对数值为横坐标，以电压值的平均值为纵 坐标建立校正曲线。
[0057]在本申请的一个实施例中，对校正用氯化钠标准溶液的浓度值取Log值，得到的标 准溶液的浓度值、对数值(Log值)以及与浓度对应的电位值的对应关系如表1所示：
[0058]表1校正用氯化钠标准溶液的浓度值与电位值的对应关系
[0060]根据表1进行曲线拟合，建立的校正曲线如图6所示，拟合得到一条直线，直线的方 程为 y = -54.6x+213.17。
[0061] 接下来，测量模块33根据校正曲线分别测定多份不同浓度的待测氯化钠标准溶液 样品的氯离子含量值。具体为，利用测定仪的氯离子选择性电极测量待测氯化钠标准溶液 样品，将测量得到的电位值代入模型，计算出对应的氯离子含量的对数值，再进一步获取氯 尚子的含量值。
[0062] 最后，利用比较模块34判断测定仪是否符合计量标准。主要包括以下步骤，如图7 所示：
[0063] 步骤S710、分别计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平均值。
[0064] 步骤S720、根据含量值的平均值分别计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的 相对示值误差。
[0065] 步骤S730、将不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值误差的最大值确定 为测定仪的相对示值误差。
[0066] 根据如下表达式计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平均值亏.，
[0068] 式中，Cl为利用测定仪对待测氯化钠标准溶液样品进行测量得到的浓度示值，单 位为mol/L〇
[0069] 根据如下表达式计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值误差Δ c，
[0071] 式中，每为不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平均值，ClQ为不同浓 度的待测氯化钠标准溶液样品的浓度值。
[0072] 将不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值误差的最大值确定为测定仪 的相对示值误差。根据行业标准中的要求，判断测定仪的相对示值误差是否符合计量标准。 在行业标准中规定，测定仪的相对示值误差不大于5%。
[0073] 需要注意的是，配制的不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品不少于三种，待测氯 化钠标准溶液样品的浓度范围为0. lOOmol/L-0.001m〇l/L，且配制的浓度在上述浓度范围 内平均分布。且标准溶液要求现配现用。
[0074] 举例而言，用有证标准物质0.100m〇l/L氯化钠标准溶液，配制成0.100m〇l/L、 0.010mo 1 /L、0.00 lmo 1 /L的三种不同浓度的标准溶液。
[0075] 将氯离子选择性电极浸入0.1 OOmo 1 /L氯化钠标准溶液进行活化2小时以上。
[0076] 在测定仪正常工作的条件下，分别各取以上3种不同浓度的标准溶液，每种3份，每 份20mL，由浓度低向浓度高的标准溶液依次试验。
[0077] 利用测定仪内的氯离子选择性电极校正功能对氯离子选择性电极进行测量，。每 个标准溶液测量结束后都需要用蒸馏水彻底冲洗电极。
[0078]显示模块35主要是用于显示各模块的测量和监测结果，包括电压分辨力的检测结 果、待测氯化钠标准溶液样品的氯离子含量值的测量结果以及测定仪是否符合计量标准的 判断结果。
[0079]本申请实施例的混凝土氯离子含量测定仪校准方法解决了现有技术中无法对混 凝土氯离子含量测定仪进行校准的问题，该方法操作简便，准确度高，有利于提高混凝土氯 离子含量测定仪的测量的有效性。
[0080]虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本 发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化， 但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种混凝土氯离子含量测定仪校准方法，包括： 建立氯离子选择性电极的校正曲线； 根据所述校正曲线分别测定多份不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的氯离子含量 值； 根据测得的含量值与所述待测氯化钠标准溶液样品的浓度值计算测定仪的相对示值 误差，并利用所述相对示值误差判断测定仪是否符合计量标准。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立氯离子选择性电极的校正曲线之前 还包括，检测测定仪的电压分辨力，以保证测定仪在符合计量标准的条件下正常工作。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测测定仪的电压分辨力，包括： 选择与测定仪相匹配的标准信号发生器，将所述标准信号发生器与测定仪的氯离子选 择性电极的输入接口相连接； 利用标准信号发生器输出电压值V1，并记录测定仪的示值疒i; 调整标准信号发生器输出的电压值使得测定仪的示值显示为r i+0.1 mV或r i-0.1 mV， 并记录标准信号发生器的电压值V2; 根据电压值VjPV2判断测定仪是否符合计量标准。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据电压值VjPV2判断测定仪是否符 合计量标准，包括： 当电压值IV2-V11大于0.1 mV时，判断测定仪符合计量标准； 当电压值IV2-V11小于等于0.1 mV时，判断测定仪不符合计量标准。5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在利用标准信号发生器输出％的电压值 时，还包括调整标准信号发生器的输出内阻，使所述输出内阻不大于0.002M Ω。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，配制的不同浓度的待测氯化钠标准溶液样 品不少于三种，所述待测氯化钠标准溶液样品的浓度范围为0.100m 〇l/L-0.001m〇l/L，且配 制的浓度在所述浓度范围内平均分布。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述建立氯离子选择性电极 的校正曲线，包括： 配制至少三种不同浓度的校正用氯化钠标准溶液样品，且每种浓度的校正用氯化钠标 准溶液样品不少于三份； 利用测定仪的氯离子选择性电极分别测定每种浓度的校正用氯化钠标准溶液的各份 样品的电压值； 根据所述校正用氯化钠标准溶液样品的浓度值及测得的电压值建立校正曲线。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述校正用氯化钠标准溶液样品 的浓度值及测得的电压值建立校正曲线，包括： 根据测得的各份样品的电压值分别计算每种浓度的校正氯化钠标准溶液的电压值的 平均值； 以校正用氯化钠标准溶液的浓度值的对数值为横坐标，以电压值的平均值为纵坐标建 立校正曲线。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据测得的含量值与所述待测氯化钠 标准溶液样品的浓度值计算测定仪的相对示值误差，包括： 分别计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平均值； 根据所述含量值的平均值分别计算不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值 误差； 将不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的相对示值误差的最大值确定为测定仪的相 对示值误差。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据以下表达式计算不同浓度的待测氯 化钠标准溶液样品的相对示值误差A c:其中，Q为不同浓度的待测氯化钠标准溶液样品的含量值的平均值，ClQ为不同浓度的待 测氯化钠标准溶液样品的浓度值。
【文档编号】G01N27/26GK106018505SQ201610304867
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】刘静, 刘璐, 耿雷, 杨忠刚, 祝玲玲, 龚雁
【申请人】交通运输部公路科学研究所