一种海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法

摘要

本发明提供了一种海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法，包括以下步骤：S1、实验前准备工作；对牺牲阳极、电导率传感器、相关仪器进行清理，调整实验环境，用以保证实验结果的准确性；S2、通过改变温度，测试在不同温度下电导率传感器测量的电导率值；S3、将所有海水样品与实验室盐度计放置在盐度测量实验室内，恒温放置一段之间后，测量海水样品的标准盐度，计算标准盐度值，并根据标准温度值计算标准电导率值；S4、根据电导率传感器测量的电导率值和标准电导率值，进行电导率传感器电导率稳定性的计算。本评估方法能够合理、真实、有效地评价海洋电极式电导率传感器的稳定性指标，填补了该方法的行业空白。

说明书

技术领域

本发明属于海洋电极式电导率传感器稳定性评估技术领域，尤其是涉及一种海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法。

背景技术

在海洋研究领域，海水密度是基本的海洋水文要素，是海洋调查和海洋环境污染监测中最重要的观测项目之一。海水密度测量是通过海水相对盐度测量来计算出的，而海水相对盐度则是由电导率测量计算，因此电导率传感器要有准确度高、稳定性好、响应时间短等优点。现阶段实行的《JJG763-2019 温盐深测量仪检定规程》中，对海洋电极式电导率传感器的准确度有明确的评估方法，但稳定性的评估方法尚无有效的评估方法，导致对各种仪器电导率稳定性无法做出正确评价，影响实际应用，因此急需对此设计有效的评估方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法，以解决目前缺少对海洋电极式电导率传感器的稳定性进行有效评估的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法，包括以下步骤：

S1、实验前准备工作；对牺牲阳极、电导率传感器、相关仪器进行清理，调整实验环境，用以保证实验结果的准确性；

S2、实验过程如下；S201、打开测温电桥，连接标准铂电阻温度计，经预热后，将铂电阻感温区插入至水下35-45cm；S202、通过控制恒温箱改变海水温度，进而改变测试点的温度，其中选择的温度点为多个；S203、测试点温度稳定后，且温度点与标准温度值相同，再记录实验数据；S204、电导率与温度测试同时在海水恒温槽中进行，测试点上的温度稳定后，电导率传感器测量设计不少于3min，测量不少于10组读数，同时装取海水样品待用；S205、按照降温的顺序进行下一个温度点，直到完成全部温度点的测试；

S3、将所有海水样品与实验室盐度计放置在盐度测量实验室内，恒温放置一段之间后，测量海水样品的标准盐度，计算标准盐度值，并根据标准温度值计算标准电导率值；

S4、根据电导率传感器测量的电导率值和标准电导率值，进行电导率传感器电导率稳定性的计算。

进一步的，所述步骤S1中，实验前的准备工作具体如下：

拆卸牺牲阳极，清洗仪器，保证仪器表面清洁，无油污、锈迹；

利用海水过滤装置过滤海水，目测水面无油污、水中无悬浮物视为合格；

无泵仪器需外接抽水泵，保证温度较高时无气泡影响；

电导率传感器进水口处加装滤网，避免意外性杂质进入电导率传感器引起污染；

根据室温情况，将恒温水槽温度升至38～40℃，保证实验时水槽温度在 35℃以上，升温后启动搅拌不小于3小时以充分搅散水体中的气泡；

将仪器放入高精度恒温水槽中，保证所有仪器电导池为垂直方向，水深 40～50cm，实验前浸润不少于12小时。

进一步的，所述步骤S201中，将铂电阻感温区插入至水下38-42cm。

进一步的，所述步骤S202中，从35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10 ℃、5℃、0℃温度点中选择不少于5个温度点，其中35℃与0℃为必选温度点。

进一步的，所述步骤S203中，标准温度值的计算方法为：利用测温电桥同时测量3min，读取不少于10组读数，取对应温度读数的算术平均值分别作为该测试点上的标准温度值。

进一步的，所述步骤S3中，海水样品与实验室盐度计恒温放置的时间不少于4小时。

进一步的，所述步骤S4的具体方法如下：

依据公式1计算示值误差：

Δc

式中：Δc

c

c

电导率稳定性评价采用月稳定性评价指标，其评价方法为：以一个月为电导率稳定性评价周期，在评价周期初始做电导率校准，间隔一个月做电导率复测，计算每一个控温点的电导率漂移，取Δc

Δc

c

式中：

c

Δc

Δc

c

n——控温点个数，n＝1、2、3、4、5、6、7、8。

按照上述电导率稳定性评价方法，同一台仪器的电导率稳定性指标：

(1)对于单次稳定性评价周期的结果，取最大值作为其稳定性评价结果；

(2)对于连续多次的电导率稳定性结果，取其中的最大值作为其稳定性评价结果。

进一步的，所述步骤S204中，通过取样管获取海水样品，取样时，进水口浸入水面以下40～45cm。

相对于现有技术，本发明所述的海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法具有以下优势：

本评估方法能够合理、真实、有效地评价海洋电极式电导率传感器的稳定性指标，填补了该方法的行业空白。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合实施例来详细说明本发明。

本发明所述的一种海洋电极式电导率传感器稳定性评估方法：包括电极式电导率传感器稳定性实验前准备工作、实验过程具体操作、实验结束仪器保存、数据处理、实验周期五个方面。

具体操作：

(一)实验前准备

1.拆卸牺牲阳极，清洗仪器，保证仪器表面清洁，无油污、锈迹。

2.利用海水过滤装置过滤海水，目测水面无油污、水中无悬浮物视为合格。

3.无泵仪器需外接抽水泵，保证高温时无气泡影响。

4.所有电导率传感器进水口处添加滤网，避免意外性杂质进入电导率传感器引起污染。

5.根据室温情况，将恒温水槽温度升至(38～40)℃，保证实验时水槽温度在35℃以上，升温后启动搅拌不小于3小时以充分搅散水体中的气泡。

6.将仪器全部放入高精度恒温水槽中，保证所有仪器电导池为垂直方向，水深(40～50)cm，实验前浸润不少于12小时。

7.安放取样管，进水口浸入水面以下(40～45)cm，盖好保温盖，取样管每3个月至少更换一次。

(二)实验过程

1.打开测温电桥，连接标准铂电阻温度计，预热至少半小时，将铂电阻感温区插入至水下约35-45cm,优选的选择(40±2)cm。

2.实验温度点选择35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃。

3.记录数据时确保该控温点温度稳定后，测温电桥同时测量3min，读取不少于10组读数，取对应温度读数的算术平均值分别作为该测试点上的标准温度值。

4.电导率与温度测试同时在海水恒温槽中进行，在实验点上的温度稳定后，电导率传感器测量3min，测量不少于10组读数，同时用取样管取海水样品1瓶，盖紧瓶塞并编号待用。

5.按照降温的顺序进行下一个测试点，直到完成全部温度点的测试。

(三)实验结束

1.取出标准铂电阻，进行清洗擦拭并安放好，依次取出仪器，进行清洗，保证电导池内部无海水残留。

2.将所有水样与实验室盐度计放置在盐度测量实验室内，恒温至少4小时。

3.测量采样海水的标准盐度，利用实验室盐度计，测量得出标准盐度值，并根据标准温度值计算标准电导率值。

(四)数据处理

依据公式1计算示值误差：

Δc

式中：Δc

c

c

电导率稳定性评价采用月稳定性评价指标，其评价方法为：以一个月为电导率稳定性评价周期，在评价周期初始做电导率校准，间隔一个月做电导率复测，计算每一个控温点的电导率漂移，取Δc

Δc

c

式中：

c

Δc

Δc

c

n——控温点个数，n＝1、2、3、4、5、6、7、8。

按照上述电导率稳定性评价方法，同一台仪器的电导率稳定性指标：

(1)对于单次稳定性评价周期的结果，取最大值作为其稳定性评价结果；

(2)对于连续多次的电导率稳定性结果，取其中的最大值作为其稳定性评价结果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。