淺析有關(guān)水質(zhì)檢測(cè)與電子天平的準(zhǔn)確性

高靖波，王曉波，林晨，王亞欣，武鑫

（北京市豐臺(tái)區(qū)計(jì)量檢測(cè)所，北京 100071）

水質(zhì)檢測(cè)在衛(wèi)生安全方面有著至關(guān)重要的意義，其準(zhǔn)確性對(duì)飲用水的要求制定有著極其關(guān)鍵的指導(dǎo)作用，為此在進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)的工作過(guò)程中，必須嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，并嚴(yán)格遵從操作規(guī)范及流程。而在水質(zhì)檢測(cè)的過(guò)程中，電子天平起著非常重要的作用，因此水質(zhì)檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性與電子天平的使用有著至關(guān)重要的聯(lián)系。文中主要從電子天平的常見(jiàn)問(wèn)題入手，并提出了相應(yīng)的保障措施，以保證水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 正確使用電子天平的問(wèn)題

1.1 預(yù)熱天平

在水質(zhì)檢測(cè)的過(guò)程中，使用電子天平前必須對(duì)其進(jìn)行充分的預(yù)熱。由于電子天平的工作原理是物質(zhì)的平衡，如果出現(xiàn)了失衡的情況，就需要通過(guò)電磁力的作用重新找回天平的平衡。而這種電磁力，是由線(xiàn)圈中流經(jīng)的電流所產(chǎn)生的。唯有充分的預(yù)熱時(shí)間，電子天平才會(huì)到達(dá)正常的平衡狀態(tài)。繼而通過(guò)歸零或去皮的功能，對(duì)設(shè)備的顯示進(jìn)行矯正，這時(shí)電子天平才真正處于正常的使用狀態(tài)。為了降低額外電子元器件的使用，比如變壓器等元器件的干擾，新型的電子天平早已將相關(guān)的干擾元器件設(shè)計(jì)在了天平的外部。只要將電子天平的電源接通，即使顯示屏上沒(méi)有任何指示，天平也早就進(jìn)入了預(yù)熱狀態(tài)。

而在使用計(jì)量檢定或分度值為0.01mg的電子天平，其理論預(yù)熱時(shí)間必須高于5個(gè)小時(shí)；而在使用分度值為0.001mg的高精度電子天平或新采購(gòu)的分析天平，則必須預(yù)熱1天以上。

1.2 運(yùn)動(dòng)天平

在檢測(cè)電子天平預(yù)熱完成后，不可立刻進(jìn)行稱(chēng)量工作，而是要進(jìn)行短暫的加載、卸載工作以運(yùn)動(dòng)天平。這套操作步驟常常會(huì)被忽略。由于電子天平的傳感器一般是由9～11片簧片共同組成，而傳感器便是通過(guò)簧片實(shí)現(xiàn)力的傳導(dǎo)，從而使天平在平衡—失衡—再平衡的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)計(jì)量工作。然而，在電子天平處在預(yù)熱或者長(zhǎng)期不用的階段時(shí)，電子天平的傳感器是處于休眠狀態(tài)的，與此同時(shí)，簧片也處于休眠狀態(tài)。如果這時(shí)進(jìn)行稱(chēng)量操作，必定會(huì)導(dǎo)致電子天平加載后歸零情況不佳，數(shù)值顯示穩(wěn)定性較差。因此，在水質(zhì)檢測(cè)的過(guò)程中，對(duì)于電子天平的運(yùn)動(dòng)方法是使用砝碼或物體放到秤盤(pán)上，再移除，這時(shí)不必關(guān)心顯示的數(shù)值是不是歸零，這樣重復(fù)10余次以上，使傳感器的簧片進(jìn)入工作狀態(tài)，進(jìn)而使天平可以進(jìn)行穩(wěn)定的計(jì)量。在電子天平的使用過(guò)程中，這個(gè)步驟是不可或缺的，否則會(huì)嚴(yán)重影響樣品的稱(chēng)量結(jié)果，進(jìn)而影響水質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

1.3 校準(zhǔn)天平

這是正確操作電子天平中不可或缺的關(guān)鍵步驟，如果在使用電子天平的過(guò)程中不對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，就無(wú)法獲得精準(zhǔn)的計(jì)量結(jié)果。在水質(zhì)檢測(cè)的部門(mén)當(dāng)中，很多工作人員在使用過(guò)程中認(rèn)為只要天平檢驗(yàn)合格，就不需要再進(jìn)行校準(zhǔn)工作了。其實(shí)對(duì)于天平的計(jì)量性能檢驗(yàn)，必須包含對(duì)于天平的偏載誤差（即四角誤差），以及稱(chēng)量點(diǎn)的精準(zhǔn)度以及重復(fù)性檢驗(yàn)。當(dāng)然在進(jìn)行稱(chēng)量作業(yè)前要對(duì)天平進(jìn)行校準(zhǔn)，要不然依舊無(wú)法得到正確的計(jì)量結(jié)果。在每次進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)工作前，都需要校準(zhǔn)天平，原因如下：

（1）天平所計(jì)量的是樣品的質(zhì)量，并非重量。換句話(huà)就是，不管是什么樣的電子天平，無(wú)論處在什么樣的地方，也不管天平處于怎樣的高度，在稱(chēng)量同一個(gè)樣品時(shí)，因?yàn)闃悠返馁|(zhì)量是恒定的，所以樣品的理論計(jì)量結(jié)果應(yīng)當(dāng)是基本一致的。但是因?yàn)榇嬖诘厍蛞Φ挠绊懀魏我粋€(gè)樣品其重量都會(huì)因重力加速度的存在而受到一定的影響。因此，工作人員使用電子天平進(jìn)行計(jì)量樣品時(shí)，就沒(méi)有辦法保證可以獲得一致的計(jì)量結(jié)果，此時(shí)就必須對(duì)天平進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)工作。

（2）當(dāng)電子天平處在同一位置，稱(chēng)量同一樣品時(shí)，因?yàn)椴淮嬖谥亓Φ母蓴_，好像就不必再進(jìn)行校準(zhǔn)工作了。然而實(shí)際情況并不是這樣，因?yàn)榄h(huán)境溫度會(huì)對(duì)傳感器產(chǎn)生直接的影響，從而使線(xiàn)圈中的電流與磁通量也會(huì)發(fā)生改變，從而使電磁力出現(xiàn)相應(yīng)的變化，進(jìn)而影響電力天平的稱(chēng)量準(zhǔn)確性。雖然電子天平都具備溫度調(diào)節(jié)的功能，然而這種功能的調(diào)節(jié)能力是有限的，當(dāng)溫度大于一定程度時(shí)，其將不能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。因此，還需要依靠相應(yīng)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，才能夠有效地保障樣品的計(jì)量準(zhǔn)確性。

2 檢測(cè)樣品自身物理特性和變化的影響問(wèn)題

2.1 樣品和容器的溫度

當(dāng)稱(chēng)量的樣品與容器的溫度與天平的溫度不存在溫度差時(shí)，會(huì)造成稱(chēng)量容器外所存在氣流朝著不同的方向流動(dòng)，這樣的氣流會(huì)帶來(lái)朝上或朝下的力，在這樣的力作用下會(huì)造成嚴(yán)重的稱(chēng)量誤差，從而影響水質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。為了有效地避免因樣品與容器的溫度差別所帶來(lái)的誤差影響，在進(jìn)行稱(chēng)量操作時(shí)，必須使稱(chēng)量樣品的溫度與天平所處的室內(nèi)溫度相一致才可進(jìn)行稱(chēng)量作業(yè)，不可以用直接從烘箱器或冰箱中取出的樣品進(jìn)行稱(chēng)量。此外，為了防止工作人員手溫對(duì)稱(chēng)量結(jié)果的影響，有時(shí)需要使用鑷子夾取樣品及容器。

2.2 樣品的吸濕性或揮發(fā)性

在進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)的過(guò)程中，常使用參照物進(jìn)行比對(duì)，而這些樣品常常具有一定的吸濕性，天平的顯示數(shù)值會(huì)不停地增長(zhǎng)，反之，一些存在揮發(fā)性的樣品，其稱(chēng)量過(guò)程中天平的顯示數(shù)值會(huì)不斷的減少。而對(duì)于這種情況，工作人員常常會(huì)認(rèn)為是電子天平自身的漂移所造成的，然而實(shí)際情況并非如此。

為了精準(zhǔn)地稱(chēng)量這些樣品，首要任務(wù)就是選取適合的容器大小與形狀，如在稱(chēng)量液體樣品時(shí)，可選取細(xì)頸瓶再加上塞頭，從而降低樣品的吸濕或揮發(fā)性所帶來(lái)的影響；在稱(chēng)量固體樣品時(shí)，需要在稱(chēng)量器皿上加蓋，從而避免樣品的吸收或揮發(fā)。因此，為了有效地避免樣品揮發(fā)性對(duì)于稱(chēng)量結(jié)果的干擾，應(yīng)盡可能縮減樣品的稱(chēng)量時(shí)間，當(dāng)稱(chēng)量工作完成后，也就是在稱(chēng)量的過(guò)程中，顯示的數(shù)值小圓圈消失時(shí)，就應(yīng)當(dāng)立刻記錄下電子天平的顯示數(shù)值。

2.3 樣品和容器的靜電現(xiàn)象

如果用于稱(chēng)量的容器存在靜電，就會(huì)造成天平的顯示數(shù)值存在長(zhǎng)期不穩(wěn)定的情況，因此就不能準(zhǔn)確地顯示稱(chēng)量數(shù)值。而這種靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是因?yàn)楣腆w樣品與容器摩擦所產(chǎn)生的，倘若缺乏良好的稱(chēng)量方式，這種靜電現(xiàn)象就無(wú)法得到有效的消除或者需要很長(zhǎng)時(shí)間才能消除。

為了有效避免樣品和容器的靜電現(xiàn)象，最有效的方式便是讓電源接頭有良好的接地接觸。此外，在水質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中特別要關(guān)注的是，需要使用一根專(zhuān)用的接地線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)靜電現(xiàn)象清除的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

總的說(shuō)來(lái)，在水質(zhì)檢測(cè)的工作當(dāng)中，對(duì)于電子天平的使用，必須嚴(yán)格依據(jù)天平的使用特點(diǎn)，按照程序進(jìn)行工作。此外，還需要關(guān)注環(huán)境和樣品對(duì)稱(chēng)量結(jié)果的影響，從而最大限度地保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。