电子天平(电导率的测量方法)

一、电导率仪的使用方法

电导率仪的使用方法：1、未开电源开关前，观察表针是否指零，如不指零，可调整表头上的螺丝使表针指零。2、将校正、测量开关?扳在“校正”位置。3、插接电源线，打开电源开关，并预热数分钟（待指针完全稳定下来为止）调节“调正”器使电表满度指示。4、当使用（1）~（8）量程来测量电导率低于300?的液体时，选用“低周“，这时将?板向“低周“即可。当使用（9）~（12）量程来测量电导率在300?至?范围里的液体时，则将?扳向”高周“。5、将量程选择开关?扳到所需要的测量范围，如预先不知被测溶液电导率的大小，应先把其扳在最大电导率测量档，然后逐档下降，以防表针打弯。6、测量读数：一般的测量其“常数”的旋钮都打到1.0档，测量前调正（ADI）旋到最大值，然后再慢慢地调节，把测量开关打到校正档调好零点，选好量程，再把测量开关打到测量的位置然后再读数。7、电极的使用：使用时用电极夹夹紧电极的胶木帽，并通过电极夹把电极固定在电极杆上。（1）当被测溶液的电导率低于10?，使用DJS——1型光亮电极。这时应把R?调节在与所配套的电极的常数项对应的位置上。例如，若配套电极的常数为0.95。则应把R?调节在0.95处，有如若配套电极的常数为1.1，则应把R?调节在1.1的位置上。（2）当被测溶液的电导率在?~?范围，则使用DJS——1型铂黑电极。同（1）应把R?调节在与所配套电极的常数相对应的位置上。（3）当被测溶液的电导率大于?，以致用DJS——1型铂黑电极测不出时，则使用DJS——10型铂黑电极。这时应把R?调节在所配套的电极的常数的?位置上。例如：若电极的常数为9、8，则应使R?指在0.98位置上。再将测得的读数乘以10，即为被测溶液的电导率。8，将电极插头插入插口内，旋紧插口上的紧固螺丝，在将电极浸入待测溶液中。9、接着校正（当用（1）~（8）量程测量时，校正时?扳在低周。当用（9）~（12）量程测量时，则校正时?扳向高周），即将?扳到“校正“，调节?使指示针满度。注意：为了提高测量精度，当使用“×?”，?“×?”这两档时，校正必须在电导池接妥（电极插头插入插孔，电极浸入待测溶液中）的情况下进行。???

10、此后，将?扳向测量，这时指示数乘以量程开关?的倍率即为被测液的实际电导率。例如?扳在0~0.1?一档，指针指示为0.6，则被测液的电导率为0.06?(0.6×0.1?=0.06?)又如?扳在0~100?一档，电表指示为0.9，则被测液的电导率为90?(0.9×100?=90?),其余类推。11、当用0~0.1或0~0.3?这两档测量高纯水时，先把电极引线插入电极插孔，在电极未浸入溶液之前，调节使电表指示为最小值（此最小值即为电极铂片间的漏电阻，由于此漏电阻的存在，使得调?时电表指针不能达到零点）。然后开始测量。12、如果要了解在测量过程中电导的变化情况，把10mV输出接至自动电位差计即可。13、当量程开关?扳在“×0.1”，?扳在低周。但电导池插口未插接电极时，电表就有指示，这是正常现象，因电极插口及接线有电容存在。只要调节：“电容补偿”便可将此指示调为零，担不必这样做，只须待电极引线插入插口后，再将指示调为最小值即可。???14.用（1），（3），（5），（7），（9），（11）各档时，都看表面上面一条刻度（0~1.0）；而当用（2），（4），（6），（8），（10）各档时，都看表面下面一条刻度（0~3）

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二、电导率测定仪的技术参数

标准： JB/T 6855-93《工业电导率仪》；测量范围： 0.01～20μS/cm（配0.01电极），实际可达100.0μS/cm；

0.1～200μS/cm（配0.1电极），实际可达1000.0μS/cm；

1.0～2000μS/cm（配1.0电极），实际可达10.00mS/cm；

10～20000μS/cm（配10.0电极），实际可达100.0mS/cm；温度补偿： 0～99.9℃，25℃为基准温度；被测水样： 0～99.9℃，0.6MPa；基本误差：电导率：±1.0%FS，温度：±0.5℃(0～60℃)；重复性：± 0.2%FS稳定性：±0.2%FS电流隔离输出： 0～10mA（负载<1.5kΩ），4～20 mA（负载<750Ω）；输出电流误差：≤±1%FS；继电器： AC220V、3A；通讯接口： RS485选配；电源： AC220V±22V，50Hz±1Hz；防护等级： IP65；时钟精度：± 1分/月；数据存储： 1个月（1点/5分钟）；外形尺寸： 146（长）×146（宽）×108（深）mm；开孔尺寸： 138×138 mm重量： 0.8kg；工作条件：环境温度0～60℃相对湿度<85%；可配0.01、0.1、1.0、10.0四种电导电极。

三、什么是电导率检测仪

电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，由导体本身决定的。电导率的基本单位是西门子（S），原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率（C）简单的说是所测电导率（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时，电导率随浓度的增大而增加，因此，该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。不同类型的水有不同的电导率。新鲜蒸馏水的电导率为0.2-2μS／cm，但放置一段时间后，因吸收了CO2，增加到2—4μS/cm；超纯水的电导率小于0.10/μS/cm；天然水的电导率多在50—500μS/cm之间，矿化水可达500—1000μS/cm；含酸、碱、盐的工业废水电导率往往超过10 000μS/cm；海水的电导率约为30 000μS/cm。电极常数常选用已知电导率的标准氯化钾溶液测定。不同浓度氯化钾溶液的电导率(25℃)列于下表。溶液的电导率与其温度、电极上的极化现象、电极分布电容等因素有关，仪器上一般都采用了补偿或消除措施。水样采集后应尽快测定，如含有粗大悬浮物质、油和脂，干扰测定，应过滤或萃取除去。

四、电导率的测量方法

电导率的测量通常是溶液的电导率测量。固体导体的电阻率可以通过欧姆定律和电阻定律测量。电解质溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板，由测量到的电导池常数K和两电极板之间的电导G而求得电导率σ。

电导率测量中最早采用的是交流电桥法，它直接测量到的是电导值。最常用的仪器设置有常数调节器、温度系数调节器和自动温度补偿器，在一次仪表部分由电导池和温度传感器组成，可以直接测量电解质溶液电导率。电导率的测量原理是将相互平行且距离是固定值L的两块极板（或圆柱电极），放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（为了避免溶液电解，通常为正弦波电压，频率1～3kHz）。然后通过电导仪测量极板间电导。

电导率的测量需要两方面信息。一个是溶液的电导G，另一个是溶液的电导池常数Q。电导可以通过电流、电压的测量得到。

根据关系式K=Q×G可以得到电导率的数值。这一测量原理在直接显示测量仪表中得到广泛应用。

而Q= L/A

A——测量电极的有效极板面积

L——两极板的距离

这一值则被称为电极常数。在电极间存在均匀电场的情况下，电极常数可以通过几何尺寸算出。当两个面积为1cm2的方形极板，之间相隔1cm组成电极时，此电极的常数Q=1cm-1。如果用此对电极测得电导值G=1000μs，则被测溶液的电导率K=1000μs/ cm。

一般情况下，电极常形成部分非均匀电场。此时，电极常数必须用标准溶液进行确定。标准溶液一般都使用KCl溶液这是因为KCl的电导率的不同的温度和浓度情况下非常稳定，准确。0.1mol/l的KCl溶液在25℃时电导率为12.88ms/cm。

所谓非均匀电场（也称作杂散场，漏泄场）没有常数，而是与离子的种类和浓度有关。因此，一个纯杂散场电极是最复杂的电极，它通过一次校准不能满足宽的测量范围的需要。电导电极一般分为二电极式和多电极式两种类型。

二电极式电导电极是目前国内使用最多的电导电极类型，实验式二电极式电导电极的结构是将二片铂片烧结在二平行玻璃片上，或圆形玻璃管的内壁上，调节铂片的面积和距离，就可以制成不同常数值的电导电极。通常有K=1.K=5.K=10等类型。而在线电导率仪上使用的二电极式电导电极常制成圆柱形对称的电极。当K=1时，常采用石墨，当K=0.1.0.01时，材料可以是不锈钢或钛合金。

多电极式电导电极，一般在支持体上有几个环状的电极，通过环状电极的串联和并联的不同组合，可以制成不同常数的电导电极。环状电极的材料可以是石墨、不锈钢、钛合金和铂金。

电导电极还有四电极类型和电磁式类型。四电极电导电极的优点是可以避免电极极化带来的测量误差，在国外的实验式和在线式电导率仪上较多使用。电磁式电导电极的特点是适宜于测量高电导率的溶液，一般用于工业电导率仪中，或利用其测量原理制成单组分的浓度计，如盐酸浓度计、硝酸浓度计等。根据公式K=S/G，电极常数K可以通过测量电导电极在一定浓度的KCL溶液中的电导G来求得，此时KCL溶液的电导率S是已知的。

由于测量溶液的浓度和温度不同，以及测量仪器的精度和频率也不同，电导电极常数K有时会出现较大的误差，使用一段时间后，电极常数也可能会有变化，因此，新购的电导电极，以及使用一段时间后的电导电极，电极常数应重新测量标定，电导电极常数测量时应注意以下几点：

1．测量时应采用配套使用的电导率仪，不要采用其它型号的电导率仪。

2．测量电极常数的KCL溶液的温度，以接近实际被测溶液的温度为好。

3．测量电极常数的KCL溶液的浓度，以接近实际被测溶液的浓度为好。电导率测量是与温度相关的。温度对电导率的影响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=某一温度（°C）下的电导率

Gtcal=标准温度（°C）下的电导率

Tcal=温度修正值

α=标准温度（°C）下溶液的温度系数。

下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值，只要测量某个温度范围内的电导率，并以温度为纵轴绘出溶液

（25°C）浓度 Alpha

(α)盐酸 10 wt% 1.56氯化钾溶液 10 wt% 1.88硫酸 50 wt% 1.93氯化钠溶液 10 wt% 2.14氢氟酸 1.5 wt% 7.20硝酸 31 wt% 31.0相应的电导率的变化曲线，与标准温度相对应的曲线点为该溶液的α值。

市场上所销售的所有电导仪都可以参照标准温度（通常为25°C）进行调节的或自动温度补偿。大多数固定温度补偿的电导仪的α调节为2%/°C（近似25°C时氯化钠溶液的α）。可调节温度补偿的电导仪可以把α调节到更加接近所测溶液的α。