電導(dǎo)率儀的使用及保養(yǎng)

電導(dǎo)率儀的使用及保養(yǎng)第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以每米毫西門子(mS/m)表示。電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率，用希臘字母κ表示，κ=1/ρ。除非特別指明，電導(dǎo)率的測量溫度是標準溫度（25°C）電導(dǎo)率第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強，反之越小。另外：電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。水的電導(dǎo)率與其所含無機酸、堿、鹽的量有一定的關(guān)系，當它們的濃度較低時，電導(dǎo)率隨著濃度的增大而增加，因此，該指標常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。電導(dǎo)率第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日在國際單位制中，電導(dǎo)率的單位稱為西門子/米（S/m），其它單位有：mS/m，S/cm，μS/cm。1S/m=1000mS/m=1000000S/m=10mS/cm=10000μS/cm單位第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日電廠-水處理；水廠和污水廠-廢水處理；造紙-生產(chǎn)過程/廢水處理；化工煉油-生產(chǎn)過程/廢水處理；冶金和采礦-生產(chǎn)過程/廢水處理；食品和飲料-生產(chǎn)過程/廢水處理；醫(yī)藥行業(yè)-生物反應(yīng)和發(fā)酵/廢水處理；半導(dǎo)體-生產(chǎn)過程/廢水處理/高純水生產(chǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板（或圓柱電極），放到被測溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢。然后通過電導(dǎo)儀測量極板間電導(dǎo)。電導(dǎo)率的測量需要兩方面信息。一個是溶液的電導(dǎo)G，另一個是溶液的幾何參數(shù)S。電導(dǎo)可以通過電流、電壓的測量得到。根據(jù)關(guān)系式S=K×G可以等到電導(dǎo)率的數(shù)值。這一測量原理在直接顯示測量儀表中得到廣泛應(yīng)用。而K=L/A

A--測量電極的有效極板L--兩極板的距離這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場的情況下，電極常數(shù)可以通過幾何尺寸算出。當兩個面積為1cm2的方形極板，之間相隔1cm組成電極時，此電極的常數(shù)K=1。如果用此對電極測得電導(dǎo)值G=1000μs，則被測溶液的電導(dǎo)率κ=1000μs/cm。一般情況下，電極常形成部分非均勻電場。此時，電極常數(shù)必須用標準溶液進行確定。標準溶液一般都使用KCl溶液這是因為KCl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定、準確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時電導(dǎo)率為12.856ms/cm。測量原理第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)率測定儀是一款多量程儀器，能夠滿足從去離子水到海水等多種應(yīng)用檢測要求。這款儀器能夠提供自動溫度補償，并能設(shè)置溫度系數(shù)，因此能夠用于測量溫度系數(shù)與水不同的液體樣品。它能夠提供三個量程并具有量程自動選擇功能，能夠在檢測時自動選擇最為合適的量程。隨儀器提供一支雙插頭不銹鋼電導(dǎo)率電極且內(nèi)置溫度傳感器（用于自動溫度補償），一個橡膠防滑套，4節(jié)堿性AAA電池，儀器操作手冊和一個便攜軟包。電導(dǎo)率儀第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)率儀第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日

E為振蕩器產(chǎn)生的交流電壓，Rx為電導(dǎo)池的等效電阻，Rm為分壓電阻，Em為Rm上的交流分壓。由歐姆定律可知：

Kcell為電導(dǎo)池常數(shù)，當E、Rm和Kcell均為常數(shù)時，由電導(dǎo)率κ的變化必將引起Em作相應(yīng)變化，所以測量Em的大小，也就測得溶液電導(dǎo)率的數(shù)值。。將Em送至交流放大器放大，再經(jīng)過訊號整流，以獲得推動表頭的直流訊號輸出，表頭直讀電導(dǎo)率。電導(dǎo)率儀電導(dǎo)率儀由振蕩器、放大器和指示器等部分組成。電導(dǎo)率儀的工作原理如圖所示。1.振蕩器；2.電導(dǎo)池；3.放大器；4.指示器。第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)（G）是電阻（R）的倒數(shù)。因此當兩個電極（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時，這個電阻值與電極間距L（cm）正比，與電極的截面積A（cm2）反比，即R=ρ×（L/A）；其中ρ為電阻率,是長1cm，截面積為1cm2導(dǎo)體的電阻，其大小決定于物質(zhì)的本性。據(jù)上式，導(dǎo)體的電導(dǎo)（G）可表示成下式：G=1/R=（1/ρ）×（A/L）=κ×（1/J）；其中，κ=1/ρ稱為電導(dǎo)率，J=L/A稱為電極常數(shù)；電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率指相距1cm的兩平行電極間充以1cm3溶液時所具有的電導(dǎo)。由上式可見，當已知電極常數(shù)（J），并測出溶液電阻（R）或電導(dǎo)（G）時，即可求出電導(dǎo)率。電導(dǎo)率儀工作原理第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日溫度：電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，必須設(shè)定一個共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時?？梢员磉_為，電導(dǎo)率對上溫度線圖的斜率。

影響因素第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日摻雜程度：固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導(dǎo)率。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度，或其它會分解為電解質(zhì)的化學雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標。水越純凈，電導(dǎo)率越低（電阻率越高）。水的電導(dǎo)率時常以電導(dǎo)系數(shù)來紀錄；電導(dǎo)系數(shù)是水在25°C溫度的電導(dǎo)率。

影響因素第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日各向異性：有些物質(zhì)會有異向性(anisotropic)的電導(dǎo)率，必需用3×3矩陣來表達（使用數(shù)學術(shù)語，第二階張量，通常是對稱的）。影響因素第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日

電導(dǎo)率測量是與溫度相關(guān)的。溫度對電導(dǎo)率的影響程度依溶液的不同而不同，可以用下面的公式求得：

Gt=Gtcal{1+α(T-Tcal)}

其中：Gt=

某一溫度（°C）下的電導(dǎo)率

Gtcal=

標準溫度（°C）下的電導(dǎo)率

Tcal=溫度修正值

α=標準溫度（°C）下溶液的溫度系數(shù)。下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值，只要測量某個溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)率，并以溫度為縱軸繪出相應(yīng)的電導(dǎo)率的變化曲線，與標準溫度相對應(yīng)的曲線點為該溶液的α值。電導(dǎo)率的溫度補償?shù)谑屙摚踩捻摚?022年，8月28日電導(dǎo)率的溫度補償?shù)谑?，共三十四頁?022年，8月28日

市場上所銷售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標準溫度（通常為25°C）進行調(diào)節(jié)的或自動溫度補償。大多數(shù)固定溫度補償?shù)碾妼?dǎo)儀的α調(diào)節(jié)為2%/°C（近似25°C時氯化鈉溶液的α）。DDS-11C型對被測液能作標準溫度系數(shù)百分之二，DDS-307型作百分之一至百分之四補償?？烧{(diào)節(jié)溫度補償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測溶液的α。電導(dǎo)率的溫度補償?shù)谑唔?，共三十四頁?022年，8月28日開機：按下電源開關(guān)，預(yù)熱30min。測量：（1）調(diào)節(jié)“常數(shù)”補償旋鈕使顯示值與電極上所標常數(shù)值一致。（2）調(diào)節(jié)“溫度”補償旋鈕至待測溶液實際溫度值。（3）先用蒸餾水清洗電極，濾紙吸干，再用被測溶液清洗一次，把電極浸入被測溶液中，用玻璃棒攪拌溶液，使溶液均勻，讀出溶液的電導(dǎo)率值。在測量過程中，若顯示屏首位為1（溢出），這表示被測溶液的電導(dǎo)率值超出量程范圍，此時應(yīng)將【RANGE】旋鈕旋到高一檔進行測量，或者將樣品稀釋一定倍數(shù)進行測量。結(jié)束：用蒸餾水清洗電極；關(guān)機。使用方法第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日電極常數(shù)選擇電導(dǎo)率范圍及對應(yīng)電極常數(shù)推薦表第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日

根據(jù)公式K=S/G，電極常數(shù)K可以通過測量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCL溶液中的電導(dǎo)G來求得，此時KCL溶液的電導(dǎo)率S是已知的。由于測量溶液的濃度和溫度不同，以及測量儀器的精度和頻率也不同，電導(dǎo)電極常數(shù)K有時會出現(xiàn)較大的誤差，使用一段時間后，電極常數(shù)也可能會有變化，因此，新購的電導(dǎo)電極，以及使用一段時間后的電導(dǎo)電極，電極常數(shù)應(yīng)重新測量標定，電導(dǎo)電極常數(shù)測量時應(yīng)注意以下幾點：1．測量時應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀，不要采用其它型號的電導(dǎo)率儀。2．測量電極常數(shù)的KCL溶液的溫度，以接近實際被測溶液的溫度為好。電導(dǎo)電極常數(shù)第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日精確配置標準溶液；調(diào)節(jié)標準溶液溫度至參照標準溫度（一般為25℃），即25±0.1℃。按下式計算常數(shù)J：J=K/K測式中K為溶液標準電導(dǎo)率（查下表可得）測量標準液電導(dǎo)率、計算并修改常數(shù)數(shù)值。測量標準液電導(dǎo)率用以驗證。校正方法第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)電極的種類

電導(dǎo)電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。二電極式電導(dǎo)電極是目前國內(nèi)使用最多的電導(dǎo)電極類型，實驗式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鉑片燒結(jié)在二平行玻璃片上，或圓形玻璃管的內(nèi)壁上，調(diào)節(jié)鉑片的面積和距離，就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有K=1.K=5.K=10等類型。而在線電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對稱的電極。當K=1時，常采用石墨，當時，材料可以是不銹鋼或鈦合金。多電極式電導(dǎo)電極，一般在支持體上有幾個環(huán)狀的電極，通過環(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(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日

電導(dǎo)電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點是可以避免電極極化帶來的測量誤差，在國外的實驗式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點是適宜于測量高電導(dǎo)率的溶液，一般用于工業(yè)電導(dǎo)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。電導(dǎo)電極的種類第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)電極的種類第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)電極的種類

上海精科雷磁DDS-307電導(dǎo)率儀

鉑黑電極

銀亮電極第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日電極使用前必須放入在蒸餾水中浸泡數(shù)小時，經(jīng)常使用的電極應(yīng)放入（貯存）在蒸餾水中。量程正確設(shè)置方法：置與溢出檔的高一檔量程進行測量，能在低一檔量程內(nèi)測量的，不放在高一檔量程內(nèi)測量。為保證儀器的測量精度，必要時在儀器的使用前，用該儀器對電極常數(shù)進行重新標定。同時應(yīng)定期進行電導(dǎo)電極常數(shù)標定。盛被測溶液的容器必須清潔，無離子玷污。在測量高純水時應(yīng)避免污染，正確選擇電導(dǎo)電極常數(shù)并最好采用密封、流動的測量方式（否則電導(dǎo)率增加很快，因為空氣中的CO2溶入水里變成碳酸根離子）。維護保養(yǎng)及注意事項第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日儀器內(nèi)置的溫度系數(shù)為2%/℃，與此溫度系數(shù)不符的溶液使用溫度補償將會有誤差。因此，進行高精度測量或檢測高純水時，應(yīng)采用無溫度補償方式進行，然后查表，或者將被測溶液恒溫在25℃，求其在25℃時的電導(dǎo)率值。為保證測量精度，電極使用前應(yīng)用于小0.5μS/cm的去離子水（或蒸餾水）沖洗二次，然后用被測試樣沖洗后方可測量。出現(xiàn)異常情況，聯(lián)系管理員。測量時應(yīng)采用配套使用的，不要采用其它型號的。維護保養(yǎng)及注意事項第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日1，測量低電導(dǎo)值的溶液時，請先在超純水中清晰并浸泡2個小時以上。2，測量過程中，從甲溶液轉(zhuǎn)到乙溶液時，先用蒸餾水清洗后，在用乙溶液清洗，不能用濾紙擦拭。3，電極使用完畢后應(yīng)該清洗干凈，甩干后妥善保存（可浸泡在純水中保存），避免碰撞損壞。4，防止電極的插頭和引線潮濕，否則將會出現(xiàn)測量誤差。5，電極長期使用，電極常數(shù)會發(fā)生變化，影響測量準確性，此時應(yīng)重新標定電極常數(shù)。維護保養(yǎng)及注意事項第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日電導(dǎo)電極的貯存：電極（長期不用）應(yīng)貯存在干燥的地方。電極使用前必須放入（貯存）在蒸餾水中數(shù)小時，經(jīng)常使用的電極可以放入（貯存）在蒸餾水中。電導(dǎo)電極的清洗

1.可以用含有洗滌劑的溫水清洗電極上有機成分污垢，也可以用酒精清洗。

2.鈣、鎂沉淀物最好用10℅檸檬酸。

3.鍍鉑黑的電極，只能用化學方法清洗，用軟刷子機械清洗時會破壞鍍在電極表面的鍍層（鉑黑）。注意：某些化學方法清洗可能在生活破壞被輕度污染的鉑黑層。

4.光亮的鉑電極，可以用軟刷子機械清洗。但在電極表面不可以產(chǎn)生裂痕，絕對不可以使用螺絲起子之類硬物清理電極表面，甚至在用軟刷子清洗時也要特別注意。電導(dǎo)電極的清洗與貯存第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日在鉑電極應(yīng)用中，鉑表面往往先作電鍍處理，生成一種黑色“鉑絨”，以增加活性和表面積，故稱鉑黑電極。鉑黑可增加電極反應(yīng)速率，加速達到平衡；多孔的鉑黑增加了電極的表面積，使電流密度減小，使極化效應(yīng)變小，電容干擾也降低了。不鍍鉑黑或鍍得不好的鉑黑電極，會產(chǎn)生很大的測量誤差。鉑黑電極存放期間要泡在蒸餾水中不宜干放。如果發(fā)現(xiàn)鉑黑電極污染或失效，可浸入10%硝酸或鹽酸溶液中二分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈再測量，鉑黑電極也可以重新電鍍，但鍍鉑黑需要一定的要求和經(jīng)驗，鍍黑層鍍得好與壞對電極性能有很大影響。鉑黑電極測試幾個μS/cm甚至0.1μS/cm的溶液都可以，而在高電導(dǎo)率溶液中的測試，鉑黑電極就更穩(wěn)定和準確了。因此常數(shù)大于1的電導(dǎo)電極。都應(yīng)該使用鉑黑電極。而不鍍鉑黑的光亮電導(dǎo)電極，因為它只能在較小電導(dǎo)率的溶液中使用，所以常數(shù)<1的電導(dǎo)電極可以使用光亮電極。光亮電極的另一個優(yōu)點是鉑片表面可以擦拭，而