電導率儀的使用方法及常見問題

1. 水的導電性能與(yu) 水的電阻值大小有關(guan) ，電阻值大，導電性能差，電阻值小，導電性能就良好。根據歐姆定律，在水溫一定的情況下，水的電阻值R大小與(yu) 電極的垂直截麵積F成反比，與(yu) 電極之間的距離L成正比，如下式：
R=ρ*L/F
式中R-電阻，單位為(wei) 歐姆（Ω）1Ω=10^6μΩ
ρ-電阻率單位為(wei) 歐米（Ω.M）
如果電極的截麵積F做成1cm^2，兩(liang) 電極間的距離L為(wei) 1cm，那麽(me) 電阻值就等於(yu) 電阻率。
水的電阻率的大小，與(yu) 水中含鹽量的多少、水中離子濃度、離子的電荷數以及離子的運動速度有關(guan) 。因此，純淨的水的電阻率很大，超純水的電阻率就更大。水越純，電子率越大。

2、何謂水的電導率？電導率和電阻率有何關(guan) 係？
由於(yu) 水中含有各種溶解鹽類，並以離子的形式存在。當水中插入一對電極時，通電之後，在電場的作用下，帶電的離子就產(chan) 生一定方向的移動。水中陰離子移向陽極，使水溶液起導電作用，水的導電能力的強弱程度，就稱為(wei) 電導（或電導度），用G表示。電導反映了水中含鹽量的多少，是水的純淨程度的一個(ge) 重要指標，水越純，含鹽量越少，電阻越大，電導越小，超純水幾乎不能導電。電導是電阻的倒數，即
G=L/R
式中R-電阻，單位為(wei) 歐姆（Ω）
G-電導，單位西門子（S）1S=10^3Ms=10^6μS
因R=ρ*L/F,代入上式,則得到:
G=I/ρ*I/J=K*I/J
對於(yu) 一對固定電極來講，二極間的距離不變，電極麵積也不變，因此L與(yu) F為(wei) 一個(ge) 常數。令：J=L/F，J就稱為(wei) 電極常數，可得到
G=I/ρ*I/J=K*I/J
式中：K=1/ρ就稱為(wei) 電導率，單位為(wei) S/cm。1S/cm=10^3mS/cm=10^6μS/cm電導率K的意義(yi) 就是截麵積為(wei) 1cm^2，長度為(wei) 1cm的導體(ti) 的電導。當電導常數J=1時，電導率就等於(yu) 電導，電導率是不同電解質溶液導電能力的表現。
電導率K，電導G，電阻率ρ三者之間的關(guan) 係如下：
K=J*G=1/ρ
式中J為(wei) 電極常數，例如：電導率為(wei) 0.1μS/cm的高純水，其電阻率應為(wei) ：
ρ=1/K=1/0.1*10^6=10MΩ．cm
3、如何測定電導電極常數？為(wei) 何要對常數進行校準？
根據公式J=K/G，電極常數J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溶液的電阻率K是已知的。測量時，電阻率儀(yi) 常數旋鈕應旋至1.0cm^-1處。
由於(yu) 測量溶液的濃度和溫度不同，以及測量儀(yi) 器的精度和頻率也不相同，電導電極的常數J有時會(hui) 出現較大的誤差，使用一段時間後，電極常數也可能會(hui) 有變化。因此，新購的電導電極，以及使用一段時間後的電導電極，電極常數應重新測量標定。電導電極常數測量時應注意以下幾點：
（1）測量時應采用配套使用的電導率儀(yi) ，不要采用其他型號的電導率儀(yi) 。
（2）測量電極常數的KCL溶液的溫度，以接近實際被溶液溫度為(wei) 好。
（3）測量電極常數的KCL溶液的溫度，以接近實際被溶液濃度為(wei) 好。
4、電導電極為(wei) 何要鍍鉑黑，鉑黑電極能測試低電導率的溶液嗎？
電導電極使用的敏感材料通常為(wei) 鉑，鍍鉑黑就是在鉑表麵鍍上一層黑色蓬鬆的金屬鉑，目的是為(wei) 了減少極化效應。多孔的鉑黑增加了電極的表麵積，是電流密度減小，是極化效應變小，電容幹擾也降低了。不鍍鉑黑或鍍得不好的鉑黑電極，會(hui) 產(chan) 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幹放。如果發現鉑黑電極汙染或失效，可浸入10%硝酸或鹽酸溶液中二分鍾，然後用蒸餾水衝(chong) 洗幹淨在測量，鉑黑電極也可以重新電鍍，但鍍鉑黑需要一定的要求和經驗，鍍鉑黑鍍得好與(yu) 壞對電極性能有很大影響。
在國內(nei) 一些電導電極或電導率儀(yi) 的說明書(shu) 中，對鉑黑電極有一種誤解，認為(wei) 鉑黑電極適合於(yu) 高電導率的溶液中使用，其實不然，鉑黑電極測試幾個(ge) μS/cm甚至0.1μS/cm的溶液都可以，而在高電導率的溶液中的測試，鉑黑電極就更穩定和準確了。因此常數大於(yu) 1的電導電極，都應該使用鉑黑電極。而不鍍鉑黑的光亮電導電極，因為(wei) 它隻能在較小的電導率的溶液中使用，所以常數小於(yu) 1的電導電極可以使用光亮電極。光亮電極的另一個(ge) 優(you) 點是鉑片表麵可以擦拭，而鉑黑電極表麵則絕對不能擦拭，隻能在水中晃動清洗。
5、電導電極有哪些種類？有何不同用途？
電導電極一般有二電極式和多電極式二種類型。
二電極式電導電極是目前國內(nei) 使用最多的電導電極類型，實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，或圓形玻璃片管的內(nei) 壁上，調節鉑片的麵積和距離，就可以製成不同常數值的電導電極。通常有K=1、K=5、K=10等類型。而在在線電導率儀(yi) 上使用的二電極式電導電極常數製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，材料可以是不鏽鋼或鈦合金。
多電極式電導電極，一般在支持體(ti) 上有幾個(ge) 環狀的電極，通過環狀電極的串聯和並聯的不同組合，可以製成不同常數的電導電極。環狀電極的材料可以是石墨、不鏽鋼、鈦合金和鉑金。
電導電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導電極的主要優(you) 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(yi) 上較多使用。電磁式電導電極的特點是適宜於(yu) 測量高電導率的溶液，一般用於(yu) 工業(ye) 電導率儀(yi) 中，或利用起測量原理製成單組分的濃度計，如鹽酸濃度計、硝酸濃度計等。
6、電導率儀(yi) 的結構原理是什麽(me) ？
電導率的測量原理其實就是按歐姆定律測定平行電極間溶液部分的電阻。但是，當電流通過電極時，會(hui) 發生氧化或還原反應，從(cong) 而改變電極附近溶液的組成，產(chan) 生：“極化”現象，從(cong) 而引起電導測量的嚴(yan) 重誤差。為(wei) 此，采用高頻率交流電測定法，可以減輕或消除上述極化現象，因為(wei) 在電極表麵的氧化和還原迅速交替進行，其結果可以認為(wei) 沒有氧化或還原發生。
電導率儀(yi) 由電導電極和電計（電子元件）組成。電計采用了適當頻率的交流信號的方法，將信號放大處理後換算成電導率。電計中還可能裝有與(yu) 傳(chuan) 感器相匹配的溫度測量係統，能補償(chang) 到標準溫度電導率的溫度補償(chang) 係統、溫度係數調節係統以及電導池常數調節係統，以及自動換擋功能等。電導電極有時還裝有熱敏元件。
7、電導率儀(yi) 有哪些種類，其用途和優(you) 缺點是什麽(me) ？
電導率儀(yi) 從(cong) 使用用途分大致有筆形、便攜式、實驗室、工業(ye) 用四種類型。
筆形電導率儀(yi) ，一般製成單一量程，測量範圍狹，為(wei) 專(zhuan) 用簡便儀(yi) 器。筆形還有製成TDS計，用於(yu) 測量
飲用水質量，鹽度計測量湯（溶液）鹽度等。
便攜式和實驗室電導率儀(yi) 測量範圍較廣，常用儀(yi) 器，不同點是便攜式采用直流供電，可攜帶到現場。實驗室電導率儀(yi) 測量範圍廣、功能多、測量精度高。
工業(ye) 用電導率儀(yi) 的特點是要求穩定性好、工作可靠，有一定的測量精度、環境適應能力強、抗幹擾能力強，具有模擬裏量輸出、數字通訊、上下限報警和控製功能等。
8、如何解讀電導率儀(yi) 的精確度？
電導率儀(yi) 的精確度，采用的是引用誤差概念。它是將儀(yi) 表量程中的滿刻度值，乘以誤差百分比。例如我們(men) 以1.0級的電導率儀(yi) 為(wei) 例，他的精確度指標為(wei) ：基本誤差±1%F.S±1個(ge) 字，配套誤差±1.5F.S±1個(ge) 字，他是什麽(me) 意思呢？基本誤差是指電導率儀(yi) 電計部分的誤差，配套誤差是指電計和電極配套使用的誤差。F.S是指電子單元各分檔的滿量程。例如，對於(yu) 0.0—199.9μS/cm量程檔來說，基本誤差為(wei) ±1%×199.9±1個(ge) 字≈±2.1μS/cm，配套誤差為(wei) ±1.5%×199.9±1個(ge) 字≈±3.1μS/cm，±1個(ge) 字是指儀(yi) 表分辨率的最後一位數。
因此，電導率儀(yi) 的誤差概念，是對於(yu) 一段量程擋而言的，與(yu) 實際使用中的絕對誤差概念是不同的，這一點要引起注意，例如你測試一杯純水的電導率儀(yi) 值為(wei) 10μS/cm，你不能理解為(wei) 其中有3.1μS/cm為(wei) 誤差值。在一些分擋和連續刻度的儀(yi) 表中一般都引用誤差的概念，例如mV計也是如此。