数显硅酸根分析仪是一种专用仪器，该仪器主要用于火力发电厂、石化、制药、冶金、半导体、工业水处理等工作中硅酸根含量的监测。由于新版中华人民共和国《国家计量技术法规目录》并没有收录专门的硅酸根分析仪检定规程，笔者在结合这类仪器的使用说明书和个人理解的基础上，设计了一套对数显式硅酸根分析仪的校准方法，下面以北京某公司生产的ND-2106型数显式硅酸根分析仪为例，介绍笔者的构想和校准方法，以求共勉。
一、仪器的技术参数与日常校准
ND-2106数显式硅酸根分析仪采用光电比色的原理进行测量，其理论依据符合朗伯-比耳定律。主要技术参数如下:
1.仪器为数显式直读，测量范围:0～200μg/L SiO2
2.基本误差:±2.5%(全量程)(当测量范围为0～50μg/L SiO2时，基本误差为±4%，即±2μg/L SiO2)
3.重复性:变异系数RSD<0.5%
4.稳定性:每小时漂移≤0.5%(全量程)
根据仪器使用说明书，仪器在实验室使用前，必须配制一系列标准溶液(10μg/L、20μg/L、30μg/L、50μg/L、100μg/L、150μg/L)进行上标及下标的确定(依据A=K×L×C，根据已知溶液浓度确定上标、下标，即确定仪器的吸光系数K)和仪器刻度的校对(即仪器线性的校准)。另外，由于用户与厂家使用的化学试剂不一致，或由于用户使用的每批化学试剂不一致，所以仪器使用前和每变更一批化学试剂时需要重新确定仪器的上、下标(即重新确定仪器的吸光系数K)。
专门从事仪器检定、校准的实验室直接参照仪器使用说明书的方法对仪器进行校准，但通常存在以下困难:
1.仪器说明书所介绍的校准方法涉及多个配制溶液和显色的步骤，给客观评价仪器的计量性能引入了过多的干扰因素。
2.仪器说明书所要求的无硅水、化学试剂，在实际的仪器校准过程中难以同时满足。
为了简化校准过程，消除校准过程中存在的困难和干扰因素，笔者采用分析纯的CuSO4·5H2O配制了一系列溶液作为校准数显式硅酸根分析仪的标准溶液，对仪器进行校准。从理论上说，硫酸铜溶液作为校准仪器的标准溶液具有以下特点:
1.硫酸铜溶液在酸性环境中颜色均一、稳定，可以作为标准溶液。
2.稳定的硫酸铜溶液具有与硅酸根显色后较为接近的颜色，因此在作为校准仪器的标准时不需进行或经过显色过程，能实现简化校准步骤，消除多步骤引入的干扰因素。
二、数显式硅酸根分析仪的校准方法
1.准备过程
(1)0.05mol/L的硫酸溶液:移取2.8mL浓硫酸于事先加入了约1000mL蒸馏水的磨口瓶中，搅拌均匀加盖。
(2)配制标准溶液:准确称取4.000克分析纯的CuSO4·5H2O，溶解后于250mL容量瓶进行定容摇匀得储备溶液。
(3)分别移取0.0mL、1.0mL、3.0mL、5.0mL、15.0mL储备液于1、2、3、4、6号250mL容量瓶中进行定容并摇匀备用(溶解和定容均采用0.05mol/L的硫酸溶液,以便获得稳定的硫酸铜溶液)。移取20.0mL储备液于500mL容量瓶中，用0.05mol/L硫酸溶液定容并摇匀得5号溶液。
2.测试过程
(1)仪器开机预热10min后，用1号溶液(即蒸馏水)反复冲洗仪器比色池后进行测量；若仪器偏离零点，用零点旋钮调节至零点；零点调节后用6号溶液冲洗比色池1～2次后进行测量，并采用终点校准旋钮调节仪器示值至150.0μg/L。
(2)依次测量1～6号参考标准溶液，测试结果如表1所示。
(3)于表2中记录仪器校准状态时显示的上、下标。
(4)按仪器使用说明书，用蒸馏水调节仪器至实际工作的上、下标后再测量1～6号参考标准溶液，测试结果如表2所示。
(5)用蒸馏水冲洗比色池后入比色池测量，记录初始数据，1小时后记录终态数据，两者之差为仪器漂移。
3.结果分析
结合表1、表3可以看出:
<CTSM>表1仪器基本误差和测量重复性(单位:μg/L)</CTSM>
<CTSM>表3仪器漂移(单位:μg/L)</CTSM>
(1)被校准的仪器基本误差(+1.15%)、测量重复性(0.07%)和稳定性(0.15%)均满足仪器说明书的技术参数。
(2)新的校准方法的确达到了预期简化步骤、消除干扰因素并直观反映仪器性能的目的。
由表2可以看出:
<CTSM>表2仪器的上、下标及相应的测量结果(单位:μg/L)</CTSM>
(1)仪器在校准状态时的上、下标(下标:0.0μg/L；上标:49.6μg/L)与实际工作状态时的上、下标(下标:-2.1μg/L；上标:48.2μg/L)基本接近，也就是说，仪器在校准状态时具有与实际工作状态时相近的灵敏度系数或吸光系数。
(2)比较不同上、下标时参考标准样品的测量结果可以看出:仪器不仅测得的两组测量结果极为接近(最大相差2.3μg/L)；而且刻度均匀性也相当(64mg/L CuSO4·5H2O大约相当于10μg/L SiO2显色)。
以上分析结果进一步表明，笔者使用的校准方法不仅简化了校准步骤，直观地反映了仪器的计量性能，而且校准结果所反映出的仪器计量性能与实际工作状态时的仪器的计量性能是一致的。
三、与传统校准方法的比较分析与应用
将同一被检对象采用说明书介绍的方法和采用笔者介绍的数显式硅酸根分析仪的校准方法分别进行校准，所得校准结果如表4所示。将笔者介绍的校准方法运用于校准北京某公司生产的型号为PGF-Ⅱ型数显式硅酸根分析仪，所得校准结果如表5所示。
结合表4、表5可以看出:
<CTSM>表4不同校准方法对应的校准结果(单位:μg/L)</CTSM>
<CTSM>表5硫酸铜标准溶液用于校准PGF-Ⅱ型数显式硅酸根分析仪</CTSM>
(1)与传统校准方法比较，硫酸铜标准溶液由于其特有的均一、稳定性，在校准同一被检对象时，表现出良好的测量重复性，因而是理想的标准溶液。
(2)采用传统方法校准被检对象时，由于标准溶液要经过多步化学反应进行显色，引入的干扰因素多，表现出仪器的测量重复性偏高且低刻度时的基本误差偏大。
(3)数显式硅酸根分析仪的校准方法可以应用于原理相同的不同型号或厂家的硅酸根分析仪的校准。
四、结论
综上所述，与传统的校准方法相比，采用稳定、均一的硫酸铜标准溶液校准数显式硅酸根分析仪，不仅能简化校准过程本身，还能真实、准确地反映出仪器实际工作状态时的计量性能，并且可以在原理相同的不同型号或厂家的硅酸根分析仪中推广运用。但笔者考虑到不同厂家的仪器在光源、比色池等的设计上可能存在差异，从而导致仪器的灵敏系数有所不同，因而认为在校准其他类型硅酸根分析仪时，硫酸铜参考标准溶液的定量配制方法还有待于在实验中摸索总结。
