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1頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以每米毫西門(mén)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(cè)量溫度是標(biāo)準(zhǔn)溫度（25°C）電導(dǎo)率第2頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(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(qiáng)，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(wú)機(jī)酸、堿、鹽的量有一定的關(guān)系，當(dāng)它們的濃度較低時(shí)，電導(dǎo)率隨著濃度的增大而增加，因此，該指標(biāo)常用于推測(cè)水中離子的總濃度或含鹽量。電導(dǎo)率第3頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在國(guó)際單位制中，電導(dǎo)率的單位稱(chēng)為西門(mén)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4頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電廠(chǎng)-水處理；水廠(chǎng)和污水廠(chǎng)-廢水處理；造紙-生產(chǎn)過(guò)程/廢水處理；化工煉油-生產(chǎn)過(guò)程/廢水處理；冶金和采礦-生產(chǎn)過(guò)程/廢水處理；食品和飲料-生產(chǎn)過(guò)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(guò)程/廢水處理/高純水生產(chǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域第5頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)。然后通過(guò)電導(dǎo)儀測(cè)量極板間電導(dǎo)。電導(dǎo)率的測(cè)量需要兩方面信息。一個(gè)是溶液的電導(dǎo)G，另一個(gè)是溶液的幾何參數(shù)S。電導(dǎo)可以通過(guò)電流、電壓的測(cè)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(cè)量原理在直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到廣泛應(yīng)用。而K=L/A

A--測(cè)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(shù)。在電極間存在均勻電場(chǎng)的情況下，電極常數(shù)可以通過(guò)幾何尺寸算出。當(dāng)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(shù)K=1。如果用此對(duì)電極測(cè)得電導(dǎo)值G=1000μs，則被測(cè)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(chǎng)。此時(shí)，電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定、準(zhǔn)確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時(shí)電導(dǎo)率為12.856ms/cm。測(cè)量原理第7頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)率測(cè)定儀是一款多量程儀器，能夠滿(mǎn)足從去離子水到海水等多種應(yīng)用檢測(cè)要求。這款儀器能夠提供自動(dòng)溫度補(bǔ)償，并能設(shè)置溫度系數(shù)，因此能夠用于測(cè)量溫度系數(shù)與水不同的液體樣品。它能夠提供三個(gè)量程并具有量程自動(dòng)選擇功能，能夠在檢測(cè)時(shí)自動(dòng)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(dòng)溫度補(bǔ)償），一個(gè)橡膠防滑套，4節(jié)堿性AAA電池，儀器操作手冊(cè)和一個(gè)便攜軟包。電導(dǎo)率儀第8頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)率儀第9頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(dāng)E、Rm和Kcell均為常數(shù)時(shí)，由電導(dǎo)率κ的變化必將引起Em作相應(yīng)變化，所以測(cè)量Em的大小，也就測(cè)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(guò)訊號(hào)整流，以獲得推動(dòng)表頭的直流訊號(hào)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10頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)（G）是電阻（R）的倒數(shù)。因此當(dāng)兩個(gè)電極（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測(cè)出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時(shí)，這個(gè)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(zhǎng)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(chēng)為電導(dǎo)率，J=L/A稱(chēng)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(shí)所具有的電導(dǎo)。由上式可見(jiàn)，當(dāng)已知電極常數(shù)（J），并測(cè)出溶液電阻（R）或電導(dǎo)（G）時(shí)，即可求出電導(dǎo)率。電導(dǎo)率儀工作原理第11頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度：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(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時(shí)?？梢员磉_(dá)為，電導(dǎo)率對(duì)上溫度線(xiàn)圖的斜率。

影響因素第12頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)诫s程度：固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)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(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)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(biāo)。水越純凈，電導(dǎo)率越低（電阻率越高）。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來(lái)紀(jì)錄；電導(dǎo)系數(shù)是水在25°C溫度的電導(dǎo)率。

影響因素第13頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各向異性：有些物質(zhì)會(huì)有異向性(anisotropic)的電導(dǎo)率，必需用3×3矩陣來(lái)表達(dá)（使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，第二階張量，通常是對(duì)稱(chēng)的）。影響因素第14頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電導(dǎo)率測(cè)量是與溫度相關(guān)的。溫度對(duì)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(biāo)準(zhǔn)溫度（°C）下的電導(dǎo)率

Tcal=溫度修正值

α=標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量某個(gè)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(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)溫度相對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)點(diǎn)為該溶液的α值。電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償?shù)?5頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償?shù)?6頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常為25°C）進(jìn)行調(diào)節(jié)的或自動(dòng)溫度補(bǔ)償。大多數(shù)固定溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀的α調(diào)節(jié)為2%/°C（近似25°C時(shí)氯化鈉溶液的α）。DDS-11C型對(duì)被測(cè)液能作標(biāo)準(zhǔn)溫度系數(shù)百分之二，DDS-307型作百分之一至百分之四補(bǔ)償?？烧{(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測(cè)溶液的α。電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償?shù)?7頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月開(kāi)機(jī)：按下電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱30min。測(cè)量：（1）調(diào)節(jié)“常數(shù)”補(bǔ)償旋鈕使顯示值與電極上所標(biāo)常數(shù)值一致。（2）調(diào)節(jié)“溫度”補(bǔ)償旋鈕至待測(cè)溶液實(shí)際溫度值。（3）先用蒸餾水清洗電極，濾紙吸干，再用被測(cè)溶液清洗一次，把電極浸入被測(cè)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(cè)量過(guò)程中，若顯示屏首位為1（溢出），這表示被測(cè)溶液的電導(dǎo)率值超出量程范圍，此時(shí)應(yīng)將【RANGE】旋鈕旋到高一檔進(jìn)行測(cè)量，或者將樣品稀釋一定倍數(shù)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)束：用蒸餾水清洗電極；關(guān)機(jī)。使用方法第18頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電極常數(shù)選擇電導(dǎo)率范圍及對(duì)應(yīng)電極常數(shù)推薦表第19頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)公式K=S/G，電極常數(shù)K可以通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCL溶液中的電導(dǎo)G來(lái)求得，此時(shí)KCL溶液的電導(dǎo)率S是已知的。由于測(cè)量溶液的濃度和溫度不同，以及測(cè)量?jī)x器的精度和頻率也不同，電導(dǎo)電極常數(shù)K有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，使用一段時(shí)間后，電極常數(shù)也可能會(huì)有變化，因此，新購(gòu)的電導(dǎo)電極，以及使用一段時(shí)間后的電導(dǎo)電極，電極常數(shù)應(yīng)重新測(cè)量標(biāo)定，電導(dǎo)電極常數(shù)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．測(cè)量時(shí)應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀，不要采用其它型號(hào)的電導(dǎo)率儀。2．測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的溫度，以接近實(shí)際被測(cè)溶液的溫度為好。電導(dǎo)電極常數(shù)第20頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月精確配置標(biāo)準(zhǔn)溶液；調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)溶液溫度至參照標(biāo)準(zhǔn)溫度（一般為25℃），即25±0.1℃。按下式計(jì)算常數(shù)J：J=K/K測(cè)式中K為溶液標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率（查下表可得）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)液電導(dǎo)率、計(jì)算并修改常數(shù)數(shù)值。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)液電導(dǎo)率用以驗(yàn)證。校正方法第21頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)電極的種類(lèi)

電導(dǎo)電極一般分為二電極式和多電極式兩種類(lèi)型。二電極式電導(dǎo)電極是目前國(guó)內(nèi)使用最多的電導(dǎo)電極類(lèi)型，實(shí)驗(yàn)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(lèi)型。而在線(xiàn)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(duì)稱(chēng)的電極。當(dāng)K=1時(shí)，常采用石墨，當(dāng)K=0.1.0.01時(shí)，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(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(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22頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電導(dǎo)電極還有四電極類(lèi)型和電磁式類(lèi)型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點(diǎn)是可以避免電極極化帶來(lái)的測(cè)量誤差，在國(guó)外的實(shí)驗(yàn)式和在線(xiàn)式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點(diǎn)是適宜于測(cè)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(cè)量原理制成單組分的濃度計(jì)，如鹽酸濃度計(jì)、硝酸濃度計(jì)等。電導(dǎo)電極的種類(lèi)第23頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)電極的種類(lèi)第24頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)電極的種類(lèi)上海精科雷磁DDS-307電導(dǎo)率儀

鉑黑電極

銀亮電極第25頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電極使用前必須放入在蒸餾水中浸泡數(shù)小時(shí)，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(jìn)行測(cè)量，能在低一檔量程內(nèi)測(cè)量的，不放在高一檔量程內(nèi)測(cè)量。為保證儀器的測(cè)量精度，必要時(shí)在儀器的使用前，用該儀器對(duì)電極常數(shù)進(jìn)行重新標(biāo)定。同時(shí)應(yīng)定期進(jìn)行電導(dǎo)電極常數(shù)標(biāo)定。盛被測(cè)溶液的容器必須清潔，無(wú)離子玷污。在測(cè)量高純水時(shí)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(dòng)的測(cè)量方式（否則電導(dǎo)率增加很快，因?yàn)榭諝庵械腃O2溶入水里變成碳酸根離子）。維護(hù)保養(yǎng)及注意事項(xiàng)第26頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月儀器內(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(bǔ)償將會(huì)有誤差。因此，進(jìn)行高精度測(cè)量或檢測(cè)高純水時(shí)，應(yīng)采用無(wú)溫度補(bǔ)償方式進(jìn)行，然后查表，或者將被測(cè)溶液恒溫在25℃，求其在25℃時(shí)的電導(dǎo)率值。為保證測(cè)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(cè)試樣沖洗后方可測(cè)量。出現(xiàn)異常情況，聯(lián)系管理員。測(cè)量時(shí)應(yīng)采用配套使用的，不要采用其它型號(hào)的。維護(hù)保養(yǎng)及注意事項(xiàng)第27頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1，測(cè)量低電導(dǎo)值的溶液時(shí)，請(qǐng)先在超純水中清晰并浸泡2個(gè)小時(shí)以上。2，測(cè)量過(guò)程中，從甲溶液轉(zhuǎn)到乙溶液時(shí)，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(xiàn)潮濕，否則將會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。5，電極長(zhǎng)期使用，電極常數(shù)會(huì)發(fā)生變化，影響測(cè)量準(zhǔn)確性，此時(shí)應(yīng)重新標(biāo)定電極常數(shù)。維護(hù)保養(yǎng)及注意事項(xiàng)第28頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電導(dǎo)電極的貯存：電極（長(zhǎng)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(shí)，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(jī)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(xué)方法清洗，用軟刷子機(jī)械清洗時(shí)會(huì)破壞鍍?cè)陔姌O表面的鍍層（鉑黑）。注意：某些化學(xué)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(jī)械清洗。但在電極表面不可以產(chǎn)生裂痕，絕對(duì)不可以使用螺絲起子之類(lèi)硬物清理電極表面，甚至在用軟刷子清洗時(shí)也要特別注意。電導(dǎo)電極的清洗與貯存第29頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在鉑電極應(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(chēng)鉑黑電極。鉑黑可增加電極反應(yīng)速率，加速達(dá)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(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)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(cè)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(yàn)，鍍黑層鍍得好與壞對(duì)電極性能有很大影響。鉑黑電極測(cè)試幾個(gè)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(cè)試，鉑黑電極就更穩(wěn)定和準(zhǔn)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?yàn)樗荒茉谳^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(gè)優(yōu)點(diǎn)是鉑片表面可以擦