在線(xiàn)電導率檢測儀的測量原理及使用方法

　　電導率（conductivity），也稱(chēng)為導電率：是用來(lái)描述物質(zhì)中電荷流動(dòng)難、易程度的參數，水的導電性即水的電阻的倒數，通常用它來(lái)表示水的純凈度。電導率是物體傳導電流的能力。

　　一、電導率儀的單位

　　電導的基本單位是西門(mén)子（S），原來(lái)被稱(chēng)為姆歐，取電阻單位歐姆倒數之意。因為電導池的幾何形狀影響電導率值，所以標準的測量中用單位S/cm來(lái)表示電導率，以補償各種電極尺寸造成的差別。

　　單位電導率（C）簡(jiǎn)單的說(shuō)，是所測電導（G）與電導池常數(L/A)的乘積。這里的L為兩塊極板之間的液柱長(cháng)度，A為極板的面積。=ρl=l/σ

　　1、定義：

　　電阻率的倒數為電導率。

　　σ=1/ρ

　　2、單位:

　　在國際單位制中，電導率的單位是西門(mén)子/米，其它單位有：s/cm，us/cm。1S/m=0.01s/cm=10000us/cm；

　　3、電導率的物理意義：

　　是表示物質(zhì)導電的性能。電導率越大則導電性能越強，反之越小。

　　二、電導率的測量原理

　　將兩塊平行的極板，放到被測溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢（通常為正弦波電壓），然后測量極板間流過(guò)的電流。根據歐姆定律，電導率(G)--電阻(R)的倒數，是由電壓和電流決定的。

　　引起離子在被測溶液中運動(dòng)的電場(chǎng)，是由與溶液直接接觸的二個(gè)電極產(chǎn)生的。此對測量電極必須由抗化學(xué)腐蝕的材料制成。實(shí)際中經(jīng)常用到的材料有鈦等。由二個(gè)電極組成的測量電極被稱(chēng)為科爾勞施（Kohlrausch）電極。

　　電導率的測量需兩個(gè)參數：一個(gè)是溶液的電導，另一個(gè)是溶液中L/A的幾何關(guān)系，電導可以通過(guò)電流、電壓的測量得到。

　　電導率常數K=L/A

　　其中：A-測量電極的有效極板，L-兩極板的距離。

　　這一值則被稱(chēng)為電極常數。在電極間存在均勻電場(chǎng)的情況下,電極常數可以通過(guò)幾何尺寸算出。當兩個(gè)面積為1cm2的方形極板，之間相隔1cm組成電極時(shí)，此電極的常數K=1cm-1。如果用此對電極測得電導值G=1000μS，則被測溶液的電導率K=1000μS/cm。

　　一般情況下，電極常形成部分非均勻電場(chǎng)。此時(shí)，電極常數必須用標準溶液進(jìn)行確定。標準溶液一般都使用KCl溶液，這是因為KCl的電導率的不同的溫度和濃度情況下非常穩定，準確。0.1 mol/l的KCl溶液在25℃時(shí)電導率為12.88mS/CM。

　　所謂不均勻電場(chǎng)（也稱(chēng)作雜散場(chǎng)，漏泄場(chǎng)）沒(méi)有常數，而是與離子的種類(lèi)和濃度有關(guān)。因此，一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是最復雜的電極，它通過(guò)一次校準，不能滿(mǎn)足寬的測量范圍的需要。（不均勻電場(chǎng)：是電場(chǎng)區域內電場(chǎng)強度的大小和方向，隨空間坐標而變的電場(chǎng)。反之，電場(chǎng)強度的大小和方向與坐標無(wú)關(guān)的電場(chǎng)，被稱(chēng)為均勻電場(chǎng)。）

　　三、電導率儀的電導電極的種類(lèi)、用途

　　電導電極一般分為二電極式、多電極式兩種類(lèi)型。

　　1、二電極式電導電極

　　是目前使用最多的電導電極類(lèi)型，實(shí)驗式二電極式電導電極的結構，是將二片鉑片燒結在二平行玻璃片上，或圓形玻璃管的內壁上，調節鉑片的面積和距離，就可以制成不同常數值的電導電極。通常有K=1、K=5、K=10等類(lèi)型。

　　而在線(xiàn)電導率儀上使用的二電極式電導電極，常制成圓柱形對稱(chēng)的電極。當K=1時(shí)，常采用石墨，當K=0.1、0.01時(shí)，材料可以是不銹鋼或鈦合金。

　　2、多電極式電導電極

　　一般在支持體上有幾個(gè)環(huán)狀的電極，通過(guò)環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合，可以制成不同常數的電導電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。

　　3、電導電極還有四電極類(lèi)型和電磁式類(lèi)型

　　四電極電導電極的優(yōu)點(diǎn)，是可以避免電極極化帶來(lái)的測量誤差，在國外的實(shí)驗式和在線(xiàn)式電導率儀上較多使用。

　　電磁式電導電極的特點(diǎn)，是適宜于測量高電導率的溶液，一般用于工業(yè)電導率儀中，或利用其測量原理制成單組分的濃度計，如鹽酸濃度計、硝酸濃度計等。

　　四、電導率電極常數的測定、校準

　　根據公式K=S/G，電極常數K可以通過(guò)測量電導電極，在一定濃度的KCL溶液中的電導G來(lái)求得，此時(shí)KCL溶液的電導率S是已知的。

　　由于測量溶液的濃度和溫度不同，以及測量?jì)x器的精度和頻率也不同，電導電極常數K有時(shí)會(huì )出現較大的誤差，使用一段時(shí)間后，電極常數也可能會(huì )有變化，因此，新購的電導率電極，以及使用一段時(shí)間后的電導率電極，電極常數應重新測量標定。電導電極常數測量時(shí)，應注意以下幾點(diǎn)：

　　1、測量時(shí)應采用配套使用的電導率儀，不要采用其它型號的電導率儀。

　　2、測量電極常數的KCL溶液的溫度，以接近實(shí)際被測溶液的溫度為好。

　　3、測量電極常數的KCL溶液的濃度，以接近實(shí)際被測溶液的濃度為好。

　　五、電導率儀使用時(shí)的注意事項

　　1、在測量純水或超純水時(shí)，為了避免測量值的漂移現象，建議采用密封槽，在密封狀態(tài)下的進(jìn)行流動(dòng)測量，如采用燒杯取樣測量，則會(huì )產(chǎn)生較大的誤差。

　　2、因溫度補償是采用固定的2%的溫度系數，所以，超、高純水的測量，盡量采用溫度不補償方式進(jìn)行，測量后查表。

　　3、電極插頭座應絕對防止受潮，儀表應安置于干燥環(huán)境，避免因為水滴濺射或受潮，引起儀表的漏電或測量誤差。

　　4、測量電極是精密部件，不可以分解，不可以改變電極形狀和尺寸，且不可以用強酸、堿清洗，以免改變電極常數，而影響儀表測量的準確性。

　　5、為確保測量的精度，電極使用前，應用小于0.5uS/cm的蒸餾水(或去離子水)沖洗二次(鉑黑電極干放一段時(shí)間后，在使用前，必須在蒸餾水中浸泡)，然后用被測試樣水沖洗三次后，方可測量。