Измерение концентрации. Измерения в химическом анализе. Концентрация. Правильность результатов химического анализа, страница 10

6.2.3. Воспроизведение единиц концентрации

Во всем комплексе задач, связанных с обеспечением единства измерений в любой области, следует выделить две главные:

1) воспроизведение единицы;

2) передача размера единицы.

Для измерений концентрации ключевой проблемой явля­ется воспроизведение единиц этой физической величины. Од­ним из следствий специфики концентрации является невоз­можность создания эталона ни для одной из ее многочислен­ных единиц. Поэтому обеспечение единства измерений кон­центрации не может быть достигнуто в рамках централизован­ного воспроизведения единиц, исходным звеном которого является эталон.

Децентрализованное воспроизведение единиц концентрации. Принцип децентрализован­ного воспроизведения единиц концентрации представлен на рис. 148. Характерным для него является следующее:

1. Основу воспроизведения единиц концентрации состав­ляют абсолютные методы анализа.

2. Гарантией обеспечения единства измерений является непосредственная связь с эталонами основных единиц СИ.

3. Исходными образцовыми мерами служат высокочистые вещества.

4. Исходные образцовые меры аттестуются по степени чис­тоты (концентрации основного компонента).

Абсолютный метод анализа — метод измерения концентра­ции, основанный на измерениях основных физических вели­чин, связанных с концентрацией известной теоретической зависимостью.

Из определения абсолютного метода анализа следует, что при этом обеспечивается связь с эталонами единиц основных физических величин. Отсюда становится понятной необосно­ванность отнесения абсолютных методов анализа к безэталон­ным методам, с чем нередко приходится встречаться.

Отличие воспроизведения единиц при децентрализованном способе обеспечения единства измерений заключается прежде всего в том, что в зависимости от свойств высокочистого вещества аттестация его степени чистоты может производить­ся одним из абсолютных методов анализа. При этом совер­шенно не обязательно, чтобы она осуществлялась в одной из метрологических организаций. Ключевым звеном при реали­зации данного способа являются исходные высокочистые ве­щества, аттестованные абсолютными методами. Они служат в дальнейшем для приготовления на их основе градуировоч­ных смесей с известной концентрацией заданного компо­нента, рассчитываемой по методу приготовления.

Известные локальные поверочные схемы можно рассмат­ривать как ещё один вариант децентрализованного способа обеспечения единства измерений. Сравнивая эти оба подхода, необходимо подчеркнуть, что на самом верхнем метрологи­ческом уровне они в равной мере основаны на применении абсолютных методов измерения для воспроизведения еди­ниц производных величин. Отличие между ними в том, что в первом случае передача размера единицы основана на ис­пользовании образцовых мер, в то время как в локальных поверочных схемах таким образцовым средством измере­ний являются образцовые приборы. Преимуществом вариан­та с образцовыми мерами является возможность реализации самостоятельной поверки непосредственно на рабочих мес­тах. При использовании локальных поверочных схем повер­ка рабочих средств измерений на стороне, как правило, сохра­няется. Однако она осуществляется в основном не террито­риальными органами Госстандарта СССР, а ведомственной метрологической службой.

Безусловно, с позиций практики оправдано создание ло­кальных поверочных схем для обеспечения единства изме­рений концентрации компонента в какой-либо продукции массового производства или при контроле окружающей сре­ды, когда строго нормированы диапазон концентрации и состав матрицы. Однако при этом нельзя упускать из вида уз­кую ограниченность такой локальной схемы, В качестве при­мера последних отметим:

1. Комплекс газоаналитической исходной образцовой аппаратуры "Аэроника — NO2" и "Аэроника — SO2", пред­назначенной для воспроизведения единиц концентрации NO, NO2, SO2 в воздухе в диапазоне атмосферных загряз­нений.

2. Локальную поверочную схему аттестации химических реактивов, возглавляемую кулонометрической установкой высшей точности.

Следует обратить внимание на те преимущества, которые дает децентрализованный способ обеспечения единства из­мерений:

1. Передача компетенции проведения точных измерений непосредственно на рабочие места. Это способствует повыше­нию квалификации со всеми вытекающими отсюда последст­виями.

2. Освобождение метрологических организаций и терри­ториальных органов Госстандарта СССР от проведения зна­чительного объема поверок.

3. Экономия времени и средств на проведение поверок.

4. Устранение возможности потери точностных характе­ристик приборов при их перевозке после поверки.

Принцип самостоятельной поверки означает, что при ре­шении задачи обеспечения единства измерений центр тяжести переносится с точности образцовых средств, используемых при передаче размера единицы, на сам процесс.

Указанные преимущества приобретают особое значение, если принять во внимание такие тенденции развития, как:

рост числа измерительных приборов;

повышение требований к точности измерения;

создание сложных измерительных комплексов, не подле­жащих транспортировке.

Однако, наряду с преимуществами, децентрализованное обеспечение единства измерений имеет один существенный недостаток — увеличение вероятности появления отклонений от установленных размеров единиц при их воспроизведении. Поэтому решающее значение приобретает обеспечение необ­ходимой достоверности самих метрологических характерис­тик образцовых мер.

        В метрологической практике используются три подхода к аттестации образцовых мер концентрации. По приоритету они располагаются в следующей последовательности:

1. Аттестация абсолютным методом.

2. Аттестация двумя или тремя высоконадежными неза­висимыми, так называемыми образцовыми  методами .

     3. Межлабораторные сличения на основе абсолютных или образцовых методов.