jjg(粤)052-2017《水分活度仪检定规程》解读
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何欣等：ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》解读
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ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》解读
何 欣１ 唐敏然２ 戴 红１ 王伟东１
（１广州计量检测技术研究院，广东 广州 ５１００３０；２中山大学，广东 广州 ５１０２７５）
摘 要：本文对 ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》的适用范围、计量特性、检定项目和检定方法进行解读。介绍氯化锂、氯化镁、氯化 钠、氯化钾、溴化钠、碳酸钾、硫酸钾等饱和盐溶液和氯化钠非饱和溶液的配置方法。探讨水分活度仪计量的测量不确定度和溯源性问题。 关键词：水分活度；相对湿度；饱和盐溶液；检定规程；解读 中图分类号：ＴＢ９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４１０５５ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．３．０２９
基于对水分活度测量的重视，各厂家推出不同 原理的水分活度仪，但目前其量值传递与质控管理 相对滞后，因此有必要制定相应的检定规程或校准 规范，为此类仪器进行科学、合理、规范的检定 ／校准 工作提供技术依据。我院在 ２０１６年申请立项建立 该类仪器的检定规程，于 ２０１７年发布 ＪＪＧ（粤）０５２ －２０１７《水分活度仪检定规程》，并于 ２０１８年 ２月 １
ＩｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆＪＪＧ （Ｙｕｅ）０５２－２０１７ＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆＷａｔｅｒＡｃｔｉｖｉｔｙＭｅｔｅｒｓ
ＨＥＸｉｎ ＴＡＮＧＭｉｎｒａｎ ＤＡＩＨｏｎｇ ＷＡＮＧＷｅｉｄｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ＪＪＧ（Ｙｕｅ）０５２－２０１７＂ＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＡｃｔｉｖｉｔｙＭｅｔｅｒｓ＂ｉｓｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｄ ｉｎｔｅｒｍｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｔｅｍｓａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓＴｈｉｓｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｓａｌｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓＬｉＣｌ，ＭｇＣｌ２，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＮａＢｒ，Ｋ２ＣＯ３， Ｋ２ＳＯ４ ａｎｄｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＮａＣｌＴｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎｄｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇｗａｔｅｒ ａｃｔｉｖｉｔｙｍｅｔｅｒ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ；ｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙ；ｓａｔｕｒａｔｅｄｓａｌｔｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ
０ 引言 水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分
与食品结合程度（游离程度）。在食品领域里，水分 活度反映食品中水分能够被微生物利用的程度，能 直接 影 响 食 品 的 “保 质 期、色 泽、香 味、风 味 和 质 感”，对食品 安 全、食 品 研 究、设 计、开 发、品 质 控 制 非常重要。在国内外，水分活度是食品质量控制中 的一个重要指标。［１－２］
现行国家标准对水分活度仪有明确的技术要 求。ＧＢ５００９２３８－２０１６《食品安全国家标准 食品水 分活度的测定》中“第二法 水分活度仪扩散法”规定
“在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差 值不得超过算术平均值的 ５％”。ＧＢ／Ｔ２３４９０－２００９ 《食品水分活度的测量》（已作废，被 ＧＢ５００９２３８－ ２０１６代替）规定“水分活度测量仪：精度 ±００２ａｗ”。
电解池法也称库仑湿度计法，利用电解池敏感 元件，被测气体穿过电解池时水汽被全部连续吸收 并连续电解，瞬时的电解电流可以看作是气体含水 量瞬时值的体现，从而得到样品水分活度。 １１４ 可调谐二极管激光吸收光谱法［５］
可调激光传感器用特定波长的激光来测量样品 上方空气的相对湿度。水蒸汽在该波长上有很强的 吸收，传感器能够精确的测量样品上方的水蒸汽，转 换成水分活度值。 １２ 计量特性及检定项目和检定方法
目前商品化水分活度仪主要有美国 Ｄｅｃａｇｏｎ公 司、瑞士 ＮＯＶＡＳＩＮＡ公司、瑞士 Ｒｏｔｒｏｎｉｃ公司、德国 ｔｅｓｔｏ公司、中国深圳冠亚、中国无锡华科等制造厂。 根据水分活度仪的工作原理，其计量特性主要有：水 分活度示值误差、水分活度测量重复性、温度示值误 差，各计量特性参考技术要求见表 １。有文章指出
基金项目：广东省质量技术监督局科技计划项目（２０１７ＣＪ０２） 作者简介：何欣，男，高级工程师，主要从事化学计量工作，ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》第一起草人。
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《计量与测试技术》２０２０年第 ４７卷第 ３期
日正式实施。 １ 检定规程解读 １１ 范围
水分活度仪 （以 下 简 称 仪 器 ）通 常 采 用 平 衡 相 对湿度法测量原理，水分活度在数值上等于密闭环 境的相对湿度，通过测量密闭环境中的相对湿度值 得到食品的水分活度值。仪器测量范围为（０００～ １００）ａｗ，仪器工作原理常见以下几种。 １１１ 冷镜露点法
响应时间也是一项重要计量特性参数，［６］实验结果 表明，响应时间长短与测量准确性无必然关系，故没 有对响应时间进行规定。
表 １ 水分活度仪的主要计量特性
序号 计量特性
技术要求
参考依据
１ 水分活度示值误差
±００２０
用镜面冷凝露点传感器测量样品缝隙间的平衡 水蒸汽压即露点值，同时用温度计测量样品的温度， 然后计算平衡相对湿度和水分活度。该方法由于测 量准确迅速是目前许多国家推荐使用的水活度测量 方法。［３］ １１２ 电子湿度计法（电容传感器或电阻传感器法）
电子湿度计法水分活度仪是利用电阻或电容传 感器来测量相对湿度。传感器通过电容或电阻的变 化，仪器将电信号和湿度信号进行转换，得出一个平 衡相对湿度值，平衡相对湿度数值上等于样品水分 活度。 １１３ 电解池法（电阻 －电解法）［４］
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ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》解读
何 欣１ 唐敏然２ 戴 红１ 王伟东１
（１广州计量检测技术研究院，广东 广州 ５１００３０；２中山大学，广东 广州 ５１０２７５）
摘 要：本文对 ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》的适用范围、计量特性、检定项目和检定方法进行解读。介绍氯化锂、氯化镁、氯化 钠、氯化钾、溴化钠、碳酸钾、硫酸钾等饱和盐溶液和氯化钠非饱和溶液的配置方法。探讨水分活度仪计量的测量不确定度和溯源性问题。 关键词：水分活度；相对湿度；饱和盐溶液；检定规程；解读 中图分类号：ＴＢ９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４１０５５ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．３．０２９
基于对水分活度测量的重视，各厂家推出不同 原理的水分活度仪，但目前其量值传递与质控管理 相对滞后，因此有必要制定相应的检定规程或校准 规范，为此类仪器进行科学、合理、规范的检定 ／校准 工作提供技术依据。我院在 ２０１６年申请立项建立 该类仪器的检定规程，于 ２０１７年发布 ＪＪＧ（粤）０５２ －２０１７《水分活度仪检定规程》，并于 ２０１８年 ２月 １
ＩｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆＪＪＧ （Ｙｕｅ）０５２－２０１７ＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆＷａｔｅｒＡｃｔｉｖｉｔｙＭｅｔｅｒｓ
ＨＥＸｉｎ ＴＡＮＧＭｉｎｒａｎ ＤＡＩＨｏｎｇ ＷＡＮＧＷｅｉｄｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ＪＪＧ（Ｙｕｅ）０５２－２０１７＂ＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＡｃｔｉｖｉｔｙＭｅｔｅｒｓ＂ｉｓｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｄ ｉｎｔｅｒｍｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｔｅｍｓａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓＴｈｉｓｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｓａｌｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓＬｉＣｌ，ＭｇＣｌ２，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＮａＢｒ，Ｋ２ＣＯ３， Ｋ２ＳＯ４ ａｎｄｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＮａＣｌＴｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎｄｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇｗａｔｅｒ ａｃｔｉｖｉｔｙｍｅｔｅｒ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ；ｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙ；ｓａｔｕｒａｔｅｄｓａｌｔｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ
０ 引言 水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分
与食品结合程度（游离程度）。在食品领域里，水分 活度反映食品中水分能够被微生物利用的程度，能 直接 影 响 食 品 的 “保 质 期、色 泽、香 味、风 味 和 质 感”，对食品 安 全、食 品 研 究、设 计、开 发、品 质 控 制 非常重要。在国内外，水分活度是食品质量控制中 的一个重要指标。［１－２］
现行国家标准对水分活度仪有明确的技术要 求。ＧＢ５００９２３８－２０１６《食品安全国家标准 食品水 分活度的测定》中“第二法 水分活度仪扩散法”规定
“在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差 值不得超过算术平均值的 ５％”。ＧＢ／Ｔ２３４９０－２００９ 《食品水分活度的测量》（已作废，被 ＧＢ５００９２３８－ ２０１６代替）规定“水分活度测量仪：精度 ±００２ａｗ”。
电解池法也称库仑湿度计法，利用电解池敏感 元件，被测气体穿过电解池时水汽被全部连续吸收 并连续电解，瞬时的电解电流可以看作是气体含水 量瞬时值的体现，从而得到样品水分活度。 １１４ 可调谐二极管激光吸收光谱法［５］
可调激光传感器用特定波长的激光来测量样品 上方空气的相对湿度。水蒸汽在该波长上有很强的 吸收，传感器能够精确的测量样品上方的水蒸汽，转 换成水分活度值。 １２ 计量特性及检定项目和检定方法
目前商品化水分活度仪主要有美国 Ｄｅｃａｇｏｎ公 司、瑞士 ＮＯＶＡＳＩＮＡ公司、瑞士 Ｒｏｔｒｏｎｉｃ公司、德国 ｔｅｓｔｏ公司、中国深圳冠亚、中国无锡华科等制造厂。 根据水分活度仪的工作原理，其计量特性主要有：水 分活度示值误差、水分活度测量重复性、温度示值误 差，各计量特性参考技术要求见表 １。有文章指出
基金项目：广东省质量技术监督局科技计划项目（２０１７ＣＪ０２） 作者简介：何欣，男，高级工程师，主要从事化学计量工作，ＪＪＧ（粤）０５２－２０１７《水分活度仪检定规程》第一起草人。
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《计量与测试技术》２０２０年第 ４７卷第 ３期
日正式实施。 １ 检定规程解读 １１ 范围
水分活度仪 （以 下 简 称 仪 器 ）通 常 采 用 平 衡 相 对湿度法测量原理，水分活度在数值上等于密闭环 境的相对湿度，通过测量密闭环境中的相对湿度值 得到食品的水分活度值。仪器测量范围为（０００～ １００）ａｗ，仪器工作原理常见以下几种。 １１１ 冷镜露点法
响应时间也是一项重要计量特性参数，［６］实验结果 表明，响应时间长短与测量准确性无必然关系，故没 有对响应时间进行规定。
表 １ 水分活度仪的主要计量特性
序号 计量特性
技术要求
参考依据
１ 水分活度示值误差
±００２０
用镜面冷凝露点传感器测量样品缝隙间的平衡 水蒸汽压即露点值，同时用温度计测量样品的温度， 然后计算平衡相对湿度和水分活度。该方法由于测 量准确迅速是目前许多国家推荐使用的水活度测量 方法。［３］ １１２ 电子湿度计法（电容传感器或电阻传感器法）
电子湿度计法水分活度仪是利用电阻或电容传 感器来测量相对湿度。传感器通过电容或电阻的变 化，仪器将电信号和湿度信号进行转换，得出一个平 衡相对湿度值，平衡相对湿度数值上等于样品水分 活度。 １１３ 电解池法（电阻 －电解法）［４］