实验室酸度（pH）检定装置建标复查常见问题及解决方法

引言

计量工具建标复查指对已建立最高计量标准或次级计量标准的计量工具，在考核证书有效期届满前，依据法定程序及技术规范要求，进行的全面复核与确认[1]。国家层面高度重视计量工具建标复查，2022 年出台的《中华人民共和国计量法实施细则》设有“ 计量检定” 专章，要求相关单位“ 制定具体的检定管理办法和规章制度” [2]。实验室酸度（pH）检定装置由 pH 计检定仪、标准物质组成，在工业、农业、医药、食品、环保等多个领域有着广泛的应用。当前，酸度（pH）检定装置建标复查中面临着不少的问题。应采取有效措施，解决建标复查问题，保障酸度（pH）检定装置的有效性、可靠性。

1 验室酸度（pH）检定装置建标复查常见问题

1.1 量值溯源问题

量值溯源是确保检定装置准确性的基础，量值溯源层面的问题，也是影响检定结果可靠性的首要问题。对酸度（pH）检定装置而言，pH 标准缓冲溶液为酸度检定的基准，其溯源不合规，会导致整个量值传递链条断裂。复查显示，部分实验室使用的pH 标准缓冲溶液检定证书已过有效期，或根本未通过法定计量技术机构溯源。

1.2 设备性能问题

计量工具作为精密仪器，对设备性能有很高的要求，设备性能问题，也是酸度（pH）检定装置建标复查中的常见问题。以pH 电极为例，作为pH 计检定仪的关键部件，其性能直接关系到检定结果的准确性。复查发现，部分实验室 pH 电极存在电极老化、响应时间过长、斜率偏低等问题，其中，电极老化会加大测量结果误差，响应时间过长则会降低检定效率。

1.3 操作管理问题

复查显示，部分实验室在酸度（pH）检定装置的操作、管理中存在着不规范、不到位的问题。操作层面，一些操作人员未严格按照规程，开展检定装置操作，如测量前未对电极进行充分清洗和浸泡，致使测量结果误差较大。管理层面，期间核查是确保酸度（pH）检定装置性能稳定的关键。部分实验室对期间核查缺乏足够的重视，存在核查方法不科学、数据记录不完整等问题。

1.4 不确定度评定问题

不确定度评定是计量工具建标复查的重点，也是建标复查中问题高发环节，而不确定度评定不规范，则会严重降低检定结果的可靠性和可比性。酸度测量的不确定度来源较为广泛，涵盖标准缓冲溶液的不确定度、pH 计的示值误差、温度波动的影响、电极的重复性误差等。一些实验室，在不确定度评定时，考虑因素较为简单，致使评定的不确定度远小于实际情况。

1.5 环境控制问题

温度、湿度等环境层面的因素，也是影响酸度（pH）检定装置测量结果准确性的重要因素。举例而言，标准缓冲溶液的 pH 值随温度变化而变化，一些实验室，在环境控制中存在很大的不足，未配置温控设备，导致不同季节测量结果偏差较大。此外，防尘不到位，也会使检定装置表面沾染灰尘，影响测量精度。

2 实验室酸度（pH）检定装置建标复查常见问题的解决办法

2.1 量值溯源问题解决办法

针对量值溯源问题，应从采购、管理两个方面采取好措施。采购方面，严格供应商的选择，优先选择通过 CNAS 认可或具备计量器具型式批准证书（CPA）的供应商，要求提供缓冲溶液的不确定度报告。对于进口缓冲溶液，需额外核查报关单、中文标签及国内法定机构的校准证书，避免因标准物质不符合我国计量要求导致溯源失效，从源头防范pH 标准缓冲溶液不合格的问题。管理方面，对新购入的pH 标准缓冲溶液，要细致核查其标签、证书，确保与实际溶液一致，并建立pH 标准缓冲溶液台账，精准记录不同批次溶液的采购日期、证书编号、有效期等信息。存储管理需实施 “ 分区存放 + 动态监控” 模式。根据缓冲溶液特性，设置专用冷藏柜，并配备温湿度记录仪，每日记录存储环境参数。建立三色标签管理台账：绿色标签标注在有效期内的溶液，黄色标签预警即将过期的溶液，红色标签标识已过期或疑似污染的溶液。新购入的缓冲溶液需用经上级机构校准的标准 pH 计进行验证，测量值与证书标称值的偏差应 ≤0.02pH 。每季度选取典型浓度的缓冲溶液，与同批次留存样品进行比对，若偏差超过 0.01pH ，需立即追溯原因并更换。

2.2 设备性能问题解决办法

针对设备性能问题，应建立健全设备使用及维护台账。检定装置日常使用中，要做好 pH 电极的维护，玻璃电极使用后应立即用纯化水冲洗 3-5 次，吸干水分后浸泡在 3mol/L KCl 保护液中，禁止浸泡在蒸馏水或酸性溶液中。参比电极需定期补充饱和 KCl 溶液，确保液接界畅通，避免结晶堵塞。每日使用前检查电极外观，若发现敏感膜破损、参比液渗漏等情况，立即启用备用电极。同时，围绕响应时间、斜率、重复性等关键性指标，做好pH 电极性能的周期性测试，并将测试结果录入台账，对测试中暴露出来的问题，采取针对性的措施，如电极性能指标超出允许范围时，应及时更换。建立设备故障“ 三级响应” 机制。一级故障，如仪器显示乱码，操作人员立即停机，联系设备管理员进行重启或参数重置。二级故障，如电极斜率持续偏低，由技术负责人组织核查，确认是否因电极老化或仪器电路故障导致，必要时送原厂维修。三级故障，如检定数据异常且无法溯源。立即启动应急方案，启用备用装置，并向上级计量机构报备。某高校实验室曾因电极导线接触不良导致测量值波动，通过二级响应及时更换导线，确保了建标复查的顺利进行。

2.3 操作管理问题解决办法

针对操作管理中的问题，实验室应从两个方面采取好措施：一是制定明确的操作规程。根据酸度（pH）检定装置的特点、工作原理、使用场景等，制定明确的操作规程，明确每一个步骤和注意事项，并做好操作人员的培训与考核，提升操作人员规范化操作的意识[3]。规程中应标注严禁在搅拌状态下读取数据、禁止用手触摸电极敏感膜等禁止项。人员培训需采用 “ 理论 + 实操 + 考核” 三维模式。理论培训涵盖 pH 测量原理、电极特性、不确定度来源等内容。实操培训选取典型案例进行现场演示，学员需独立完成从校准到数据记录的全流程操作。考核实行 “ 80 分合格制” ，不合格者需补考直至通过。二是推进期间核查。围绕核查对象、核查方法、核查周期、判定标准等方面，制定科学合理的期间核查计划，及时处理核查中暴露出来的问题。过程监控需依托 “ 记录追溯 + 视频复核” 手段。要求操作人员实时记录环境温度、电极编号、缓冲溶液批次、测量时间等信息，数据记录需采用 “ 双签名” 制度。关键操作环节安装视频监控，保存周期不少于 3 个月，便于复查时追溯。

2.4不确定度评定问题解决办法

针对不确定度评定中的问题，应结合酸度测量的要求以及检定装置的构成、工作原理、特点，全面识别不确定度来源，梳理出所有可能影响测量结果的因素，再通过数学模型的构建与数据分析，来精准评定不确定度。同时，对不确定度评定结果进行验证，确认评定结果的合理性。实施：“鱼骨图 + 矩阵分析”·识别法。从人员、设备、环境、标准物质四大类展开：人员因素包括读数估读误差、操作熟练度差异，设备因素涵盖电极重复性、仪器分辨率，环境因素包括温度波动、电磁干扰；标准物质因素包括缓冲溶液的不确定度、均匀性偏差。验证环节执行内部比对、外部验证双重机制。内部选取·3·组典型·pH·值由两名人员独立评定不确定度，结果相对偏差应 ⩽10% ；外部参加国家计量比对或能力验证，若评定结果在参考区间内，则确认评定方法有效。

2.5环境控制问题解决办法

应将环境控制作为酸度（pH）检定装置规范化使用的重要保障，在实验室内配备温控设备，确保实验室温度（ 25±5 ）℃范围内，同时，定期对温控设备进行校准与维护，确保其正常运行。实验区安装双制式空调，配备高精度温控仪，在检定区域设置多点温度传感器，实时监测温度分布。标准缓冲溶液和被测样品需在实验室内平衡至少·2小时，或使用恒温槽控制溶液温度，确保测量时温度波动≤±1℃。酸度检定中，要确保标准缓冲溶液和被测溶液的温度一致，防范温度差异带来的误差。此外，也要做好实验室的定期清洁，以免灰尘过多干扰测量结果。湿度与洁净度控制需制定阈值管理、定期维护制度。相对湿度控制在40%60% ，湿度过高时启用除湿机，过低时使用加湿器，避免电极受潮或产生静电干扰。每日用无尘布清洁工作台，每周用纯化水擦拭地面，每月对通风系统进行滤网更换，防止灰尘附着在电极表面影响响应速度。

3 结语

建标复查对计量标准的量值传递准确性、稳定性和可靠性有着重要的影响。当前，实验室酸度（pH）检定装置建标复查中面临着不少的问题，严重影响了酸度（pH）检定装置的使用。应根据问题的表现形式，多维采取好措施，提高建标复查效果。

参考文献

[1]邓川子，朱美娜，王锦华，等.计量检定制度多元化改革探索研究[J].中国市场监管研究，2024（05）：65-70.

[2]中华人民共和国计量法实施细则[EB/OL].https://flk.npc.gov.cn/detail2.html?ZmY4MDgxO DE4MGUwYTQ0MTAxODExZTQ1YzBlYzE0YmE.

[3]傅家乐.酸度计检定装置期间核查的实施方法[J].上海计量测试，2015（06）：41-43.