1.實驗部分

在酸性條件下，溶液中的Fe3+和Al3+與試鐵靈試劑發(fā)生顯色反應(yīng)，生成不同的金屬絡(luò)合物，用試液在同一比色皿中作為參比，分別測定其在不同波長處的吸光度值。其中，于波長425nm處測得代表鋁含量的吸光度值；于波長610nm處測得代表鐵含量的吸光度值。

1.1主要儀器和試劑

（1）紫外可見光光度計（上海美析儀器有限公司），波長范圍：200~1000nm。

（2）顯色劑：試鐵靈溶液；將0.5000g試鐵靈試劑充分溶解于約200mL蒸餾水中，過濾后得濾液，濾液轉(zhuǎn)移至500mL棕色瓶中，再加入10mL濃鹽酸溶液和10mL濃硝酸溶液，定容搖勻，避光保存[1]。

（3）乙酸—乙酸銨緩沖溶液配制：將400g乙酸銨充分溶解于約400mL蒸餾水中，再加入150mL乙酸溶液，轉(zhuǎn)移至1000mL，容量瓶中定容搖勻。

（4）1%的氫氧化鈉溶液配置：將1g氫氧化鈉充分溶解于約50mL蒸餾水中，轉(zhuǎn)移至100mL，容量瓶中定容搖勻。

（5）混酸溶液配制：將10mL濃硝酸和5mL濃鹽酸混合，轉(zhuǎn)移至250mL棕色容量瓶中定容搖勻。

（6）鐵標準溶液（Fe3+）100μg/mL。

（7）鋁標準溶液（Al3+）100μg/mL。

1.2標準曲線的繪制

按以下方法繪制3條標準工作曲線，分別為：

（1）在波長為425nm處，以鐵標準溶液質(zhì)量濃度（μg/100mL）其對應(yīng)的吸光度繪制的標準曲線。吸取25mL100μg/mL的鐵標準溶液于500mL容量瓶中，稀釋至500mL，混勻。得5μg/mL的鐵標準溶液。分別準確量取0.00、2.50、5.00、10.00、15.00、20.00mL5μg/mL的鐵標準溶液于100mL容量瓶中，加入蒸餾水稀釋至50mL左右。依次加入1%的氫氧化鈉溶液（4）4mL和混酸溶液（5）2mL，再加入25mL乙酸—乙酸銨緩沖溶液，混勻。充分混勻。用移液管準確吸取10mL試鐵靈溶液加入試液，定容搖勻，靜置等待25min后開始比色[2]。用752型紫外可見光光度計，設(shè)置測試波長為425nm，用2cm厚的比色皿，以試液為參比，測定標準系列的吸光度，測得第一條標準曲線。

（2）設(shè)置測試波長為610nm，鐵標準溶液質(zhì)量濃度(μg/mL)以其對應(yīng)的吸光度繪制的標準工作曲線（圖1）。按第一條標準曲線的步驟測定，只需在比色時將波長從425nm調(diào)到610nm處即可。

（3）設(shè)置測試波長為425nm，鋁標準溶液質(zhì)量濃度（μg/mL）以其對應(yīng)的吸光度繪制的標準曲線（圖2）。吸取25mL100μg/mL的鋁標準溶液于500mL容量瓶中，稀釋至500mL，混勻，得5μg/mL的鋁標準溶液。以下按第一條標準曲線的相同步驟操作。

1.3樣品處理

準確稱取約0.1g樣品于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少許蒸餾水將樣品潤濕，再加入10mL濃鹽酸、5mL濃硝酸和2mL氫氟酸，然后緩緩滴入10mL濃硫酸，緩慢搖動燒杯使溶液充分混勻。在電熱板上加熱至有高氯酸白色煙霧冒出，繼續(xù)加熱15min左右，取下燒杯靜止于耐火板上冷卻。加入（1+1）鹽酸溶液20mL和約250mL的蒸餾水，加熱煮沸30min后冷卻，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，定容搖勻。如溶液中依然存在沉淀物則需干過濾，準確吸取50mL濾液于250mL容量瓶中，定容搖勻[3]。

用移液管準確吸取10mL試液于100mL容量瓶中，加入約30mL蒸餾水、1%的氫氧化鈉溶液（4）4mL和混酸溶液（5）2mL，充分振蕩、混勻，再加入乙酸—乙酸銨緩沖溶液25mL，準確加入10mL試鐵靈溶液，定容搖勻，靜置等待25min后開始比色。用752型紫外可見光光度計，在測試設(shè)定波長為610nm處，用2cm厚的比色皿，以試液作參比，測定其吸光度，得鐵的含量。再于波長為425nm處，用同一比色皿，同一參比，測定其吸光度，得鐵、鋁的合量。

1.4結(jié)果計算

2.結(jié)果與討論

2.1方法對比實驗

用本方法和EDTA容量法進行對比實驗結(jié)果詳見表1。對比顯示，較低含量的1#樣品與標值的最大相對偏差4.78%，其他測試值都不超過3%，此方法比對數(shù)據(jù)偏差在合理區(qū)間。

2.2加標回收率實驗

在2.1方法對比實驗顯色的樣品中，在定容100mL顯色時分別加入2μg/mL、5μg/mL的鋁和鐵標液，按此測得數(shù)據(jù)應(yīng)比原結(jié)果高5%和12.5%。實際測試結(jié)果詳見表2。由表2顯示，除2#樣加入2μg/mL后鋁回收率為104.4%稍微偏高些，其他樣品的回收率偏差都小于3%。由表3顯示，加入5μg/mL后鋁和鐵回收率都控制在±3%以內(nèi)，相對偏差在可控范圍內(nèi)。

2.3方法精密度實驗

在2.1方法對比實驗顯色樣品中，對3#樣品偏差等，通過監(jiān)控預(yù)警模型，監(jiān)控這些健康指標，使其在合理的范圍內(nèi)。如果這些健康指標超出了擬合曲線的限值，則會提出警告以及報警。系統(tǒng)還會對色譜進行精度評估，提供運行信息報警提示，并根據(jù)標準給出毛熱值的不確定度以及標準密度的不確定度。

系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)建的預(yù)診斷模型，結(jié)合計量設(shè)備的運行數(shù)據(jù)實現(xiàn)計量回路診斷。系統(tǒng)會判斷如探頭損壞、管道臟污、整流板堵塞等情況并提出報警，并給出相應(yīng)的建議。

圖2反映的是這臺流量計在標定回裝后，增益值的變化趨勢。當這臺表運行6個月后，增益值異常增大，預(yù)測探頭將存在著問題。

4.2聲速及流量核查功能

聲速核查是超聲波計量中的一項重要手段。聲速核查的意義在于如果聲速偏差超出了標準規(guī)定的范圍內(nèi)，則表明計量系統(tǒng)中存在著問題，這些問題可能來自于現(xiàn)場的溫度、壓力、色譜等。所以，對于實際使用，聲速核查越實時越好，響應(yīng)速度越快越好。越實時則可以越快發(fā)現(xiàn)問題。

診斷系統(tǒng)內(nèi)建AGA10[1]的聲速計算功能，并將所得的理論聲速與超聲波流量計實測聲速進行實時比對，以確保計量系統(tǒng)運行在正常的范圍內(nèi)。在安裝有在線色譜的場站診斷系統(tǒng)可以實時的采樣并根據(jù)AGA10標準計算理論聲速，計算聲速偏差，并記錄這些“足跡”，以便實時核查。

系統(tǒng)亦實現(xiàn)計量支路流量核查功能。系統(tǒng)會抓取某支路的實時參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)計算出實際的流量，并與流量計算機的實際流速進行比對。如果超出偏差，則給出報警。

5.結(jié)語

綜上所述，超聲流量計遠程診斷系統(tǒng)實現(xiàn)天然氣計量數(shù)據(jù)的遠程、在線、實時采集，對天然氣用超聲流量計進行遠程在線診斷和使用中檢驗，實現(xiàn)對天然氣使用情況動態(tài)實時監(jiān)測。系統(tǒng)實時監(jiān)測天然氣計量系統(tǒng)的運行狀況，并對故障和異常情況進行報警提示，保證計量系統(tǒng)的準確、穩(wěn)定運行，解決天然氣貿(mào)易計量管理中的難題。

方法來源: [1]丁馳.用比色法連續(xù)測定爐渣中鋁和鐵的含量[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2024,44(16):46-47+50.