1、電導率 電導率儀 測量原理及影響因素 使用、校正、保養(yǎng)和儲存 電導電極 注意事項 技術(shù)參數(shù) 中國的電導率基準,報告提綱,以數(shù)字表示溶液傳導電流的能力。單位以每米毫西門子(mS/m)表示。 電阻率的倒數(shù)為電導率，用希臘字母表示，=1/ 。除非特別指明，電導率的測量溫度是標準溫度（ 25 C ）,電導率,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。另外：電導是電阻的倒數(shù)，電導率是電阻率的倒數(shù) 電導率是以數(shù)字表示溶液傳導電流的能力。水的電導率與其所含無機酸、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

2、鹽量。,電導率,在國際單位制中，電導率的單位稱為西門子/米（S/m），其它單位有：mS/m，S/cm，S/cm。 1S/m=1000mS/m =1000000S/m =10mS/cm =10000S/cm,單 位,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； 半導體-生產(chǎn)過程/廢水處理/高純水生產(chǎn)。,應(yīng)用領(lǐng)域,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。然后通過電導儀測量極板間電導。

3、 電導率的測量需要兩方面信息。一個是溶液的電導G，另一個是溶液的幾何參數(shù)S。電導可以通過電流、電壓的測量得到。根據(jù)關(guān)系式S=KG可以等到電導率的數(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值G=1000s，則被測溶液的電導率=1000s/ 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

4、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(wěn)定、準確。0.1mol/l的KCl溶液在25時電導率為12.856ms/cm。,測量原理,電導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。,電導率儀,電導率儀,E為振蕩器產(chǎn)生的交流電壓，Rx為電導池的等效電阻，

5、Rm為分壓電阻，Em為Rm上的交流分壓。由歐姆定律可知： Kcell為電導池常數(shù)，當E、Rm和Kcell均為常數(shù)時，由電導率的變化必將引起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，表頭直讀電導率。,電導率儀,電導率儀由振蕩器、放大器和指示器等部分組成。電導率儀的工作原理如圖所示。,1.振蕩器；2.電導池； 3.放大器；4.指示器。,電導（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

6、極的截面積A（cm2）反比，即R =（L/A）；其中為電阻率,是長1cm，截面積為1cm2導體的電阻，其大小決定于物質(zhì)的本性。 據(jù)上式，導體的電導（G）可表示成下式：G =1/R=（1/）（A/L）=（1/J） ；其中，=1/稱為電導率，J =L/A稱為電極常數(shù)；電解質(zhì)溶液電導率指相距1cm的兩平行電極間充以1cm3溶液時所具有的電導。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（G）時，即可求出電導率。,電導率儀工作原理,溫度：電導率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。半導體的電導率隨著溫度的增高而增高。在一段溫度值域內(nèi)，電導率可以被近似為與溫度成正比。為

7、了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導率，必須設(shè)定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關(guān)性，時常可以表達為，電導率對上溫度線圖的斜率。,影響因素,摻雜程度：固態(tài)半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。水溶液的電導率高低相依于其內(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，電導率越低（電阻率越高）。水的電導率時常以電導系數(shù)來紀錄；電導系數(shù)是水在 25C 溫度的電導率。,影響因素,各向異性：有些物質(zhì)會有異向性(anisotropic) 的電導率，必需用 3 3 矩陣來表達（使用數(shù)學術(shù)語，第二

8、階張量，通常是對稱的）。,影響因素,電導率測量是與溫度相關(guān)的。溫度對電導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 = Gtcal1 + (T-Tcal) 其中： Gt = 某一溫度（C）下的電導率 Gtcal = 標準溫度（C）下的電導率 Tcal = 溫度修正值 = 標準溫度（C）下溶液的溫度系數(shù)。 下表列出了常用溶液的值。要得到其他溶液的值，只要測量某個溫度范圍內(nèi)的電導率，并以溫度為縱軸繪出相應(yīng)的電導率的變化曲線，與標準溫度相對應(yīng)的曲線點為該溶液的值。,電導率的溫度補償,電導率的溫度補償,市場上所銷售的所有電導儀都可以參照標準溫度（通常為25C）進行調(diào)節(jié)的或自動溫度補償

9、。大多數(shù)固定溫度補償?shù)碾妼x的調(diào)節(jié)為2%/C（近似25C時氯化鈉溶液的）。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x可以把調(diào)節(jié)到更加接近所測溶液的。,電導率的溫度補償,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率值超出量程

10、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,電極常數(shù)選擇,電導率范圍及對應(yīng)電極常數(shù)推薦表,根據(jù)公式K=S/G，電極常數(shù)K可以通過測量電導電極在一定濃度的KCL溶液中的電導G來求得，此時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，以及測量儀器的精度和頻率也不同，電導電極常數(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，新購的電導電極，以及使用一段時間后的電導電極，電極常數(shù)應(yīng)重新測量標定，電導電極常數(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率儀，不要采用其它型

11、號的電導率儀。 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。,電導電極常數(shù),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250.1。 按下式計算常數(shù)J：J=K/K測式中K為溶液標準電導率（查下表可得） 測量標準液電導率、計算并修改常數(shù)數(shù)值。 測量標準液電導率用以驗證。,校正方法,電導電極的種類,電導電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。 二電極式電導電極是目前國內(nèi)使用最多的電導電極類型，實驗式二電極式電導電極的結(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)值的電導電極。通常有K=1.K=5.K

12、=10等類型。而在線電導率儀上使用的二電極式電導電極常制成圓柱形對稱的電極。 當K=1時， 常采用石墨， 當K=0.1.0.01時，材料可以是不銹鋼或鈦合金。 多電極式電導電極，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)的電導電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。,電導電極還有四電極類型和電磁式類型。 四電極電導電極的優(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率儀上較多使用。 電磁式電導電極的特點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。,電

13、導電極的種類,電導電極的種類,電導電極的種類,上海精科雷磁DDS-307電導率儀 鉑黑電極 銀亮電極,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，正確選擇電導電極常數(shù)并最好采用密封、流動的測量方式（否則電導率增加很快，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,

14、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時的電導率值。 為保證測量精度，電極使用前應(yīng)用于小0.5S/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,1，測量低電導值的溶液時，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

15、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,電導電極的貯存： 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

16、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。,電導電極的清洗與貯存,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

17、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S/cm甚至0.1S/cm的溶液都可以，而在高電導率溶液中的測試，鉑黑電極就更穩(wěn)定和準確了。因此常數(shù)大于1的電導電極。都應(yīng)該使用鉑黑電極。而不鍍鉑黑的光亮電導電極，因為它只能在較小電導率的溶液中使用，所以常數(shù)1的電導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，而鉑黑電極表面則絕對不能擦拭，只能在水中晃動清洗。,關(guān)于鉑黑,技術(shù)參數(shù),技術(shù)參數(shù),中國和不少國家的電導率基準是以相對測量法建立的，是一種國家副基準。 將一種純度優(yōu)于99.99%的高純度氯化鉀作為符合國際推薦的電導率基準物質(zhì)，由它所配制的基準溶液應(yīng)具有國際推薦電導率值。以25的溶液電導率為超始點，相應(yīng)地測出各個電導率常數(shù)，然后按下式求出其他溫度的電導率常數(shù)K K=K0(1-at) 式中，K0為0下電導池常數(shù)；a為制作電導池所用玻璃線性膨脹系數(shù)；t為溶液溫