电导率仪的使用及保养

电导率

电导率的物理意义是表示物质导电的性能。 电导率越大则导电性能越强，反之越小。 另外：电导是电阻的倒数，电导率是电阻 率的倒数
电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。水的 电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定的关 系，当它们的浓度较低时，电导率随着浓度的增 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。
维护保养及注意事项
• 仪器内置的温度系数为2%/℃，与此温度系数不符 的溶液使用温度补偿将会有误差。因此，进行高 精度测量或检测高纯水时，应采用无温度补偿方 式进行，然后查表，或者将被测溶液恒温在25℃， 求其在25℃时的电导率值。 • 为保证测量精度，电极使用前应用于小0.5μS/cm 的去离子水（或蒸馏水）冲洗二次，然后用被测 试样冲洗后方可测量。 • 出现异常情况，联系管理员。 • 测量时应采用配套使用的，不要采用其它型号的。
电导电极的清洗与贮存
• 电导电极的贮存： 电极（长期不用）应贮存在干燥的地方。电极使用前必须放入（贮存） 在蒸馏水中数小时，经常使用的电极可以放入（贮存）在蒸馏水中。 • 电导电极的清洗 1.可以用含有洗涤剂的温水清洗电极上有机成分污垢，也可以用酒精 清洗。 2.钙、镁沉淀物最好用10℅柠檬酸。 3.镀铂黑的电极，只能用化学方法清洗，用软刷子机械清洗时会破坏 镀在电极表面的镀层（铂黑）。注意：某些化学方法清洗可能在生活 破坏被轻度污染的铂黑层。 4.光亮的铂电极，可以用软刷子机械清洗。但在电极表面不可以产生 裂痕，绝对不可以使用螺丝起子之类硬物清理电极表面，甚至在用软 刷子清洗时也要特别注意。
电导电极的种类
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。
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电导电极的种类
电导电极的种类
上海精科雷磁DDS-307电导率仪 铂黑电极 银亮电极
维护保养及注意事项
• 电极使用前必须放入在蒸馏水中浸泡数小时，经常使用的 电极应放入（贮存）在蒸馏水中。 • 量程正确设置方法：置与溢出档的高一档量程进行测量， 能在低一档量程内测量的，不放在高一档量程内测量。 • 为保证仪器的测量精度，必要时在仪器的使用前，用该仪 器对电极常数进行重新标定。同时应定期进行电导电极常 数标定。 • 盛被测溶液的容器必须清洁，无离子玷污。 • 在测量高纯水时应避免污染，正确选择电导电极常数并最 好采用密封、流动的测量方式（否则电导率增加很快，因 为空气中的CO2溶入水里变成碳酸根离子 ）。
影响因素

温度：电导率与温度具有很大相关性。金 属的电导率随着温度的增高而降低。半导 体的电导率随着温度的增高而增高。在一 段温度值域内，电导率可以被近似为与温 度成正比。为了要比较物质在不同温度状 况的电导率，必须设定一个共同的参考温 度。电导率与温度的相关性，时常可以表 达为，电导率对上温度线图的斜率。
电导率仪

电导率测定仪是一款多量程仪器，能够满 足从去离子水到海水等多种应用检测要求。 这款仪器能够提供自动温度补偿，并能设 置温度系数，因此能够用于测量温度系数 与水不同的液体样品。它能够提供三个量 程并具有量程自动选择功能，能够在检测 时自动选择最为合适的量程。随仪器提供 一支双插头不锈钢电导率电极且内置温度 传感器（用于自动温度补偿），一个橡胶 防滑套，4节碱性AAA电池，仪器操作手册 和一个便携软包。
校正方法

精确配置标准溶液； 调节标准溶液温度至参照标准温度（一般为 25℃），即25±0.1℃。 按下式计算常数J：J=K/K测式中K为溶液标准电导 率（查下表可得） 测量标准液电导率、计算并修改常数数值。 测量标准液电导率用以验证。
电导电极的种类
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。

单位
在国际单位制中，电导率的单位称为西门 子/米（S/m），其它单位有：mS/m，S/cm， μS/cm。 1S/m=1000mS/m =1000000S/m =10mS/cm =10000μS/cm

应用领域



电厂-水处理； 水厂和污水厂-废水处理； 造纸-生产过程/废水处理； 化工炼油-生产过程/废水处理； 冶金和采矿-生产过程/废水处理； 食品和饮料-生产过程/废水处理； 医药行业-生物反应和发酵/废水处理； 半导体-生产过程/废水处理/高纯水生产。
影响因素

掺杂程度：固态半导体的掺杂程度会造成 电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成 高电导率。水溶液的电导率高低相依于其 内含溶质盐的浓度，或其它会分解为电解 质的化学杂质。水样本的电导率是测量水 的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等 等的重要指标。水越纯净，电导率越低 （电阻率越高）。水的电导率时常以电导 系数来纪录；电导系数是水在 25°C 温度 的电导率。
测量原理
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。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 的几何参数S。电导可以通过电流、电压的测量得到。根据关系式 S=K×G可以等到电导率的数值。这一测量原理在直接显示测量仪表 中得到广泛应用。 而K= L /A A--测量电极的有效极板 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K=1。如果用此对 电极测得电导值G=1000μs，则被测溶液的电导率κ=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12.856ms/cm。
电极常数选择
电导率范围及对应电极常数推荐表
电导电极常数
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。
使用方法
开机：按下电源开关，预热30min。 测量： （1）调节“常数”补偿旋钮使显示值与电极上所标常数值一致。

（2）调节“温度”补偿旋钮至待测溶液实际温度值。 （3）先用蒸馏水清洗电极，滤纸吸干，再用被测溶液清洗一次，把电极 浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀，读出溶液的电导 率值。 在测量过程中，若显示屏首位为1（溢出），这表示被测溶液的电导 率值超出量程范围，此时应将【RANGE】旋钮旋到高一档进行测量， 或者将样品稀释一定倍数进行测量。 结束：用蒸馏水清洗电极；关机。
关于铂黑
在铂电极应用中，铂表面往往先作电镀处理，生成一种黑色“铂绒”， 以增加活性和表面积，故称铂黑电极。铂黑可增加电极反应速率，加 速达到平衡；多孔的铂黑增加了电极的表面积，使电流密度减小，使 极化效应变小，电容干扰也降低了。 不镀铂黑或镀得不好的铂黑电极，会产生很大的测量误差。铂黑电极 存放期间要泡在蒸馏水中不宜干放。如果发现铂黑电极污染或失效， 可浸入10%硝酸或盐酸溶液中二分钟，然后用蒸馏水冲洗干净再测量， 铂黑电极也可以重新电镀，但镀铂黑需要一定的要求和经验，镀黑层 镀得好与坏对电极性能有很大影响。 铂黑电极测试几个μS/cm甚至0.1μS/cm的溶液都可以，而在高电导率溶 液中的测试，铂黑电极就更稳定和准确了。因此常数大于1的电导电 极。都应该使用铂黑电极。而不镀铂黑的光亮电导电极，因为它只能 在较小电导率的溶液中使用，所以常数<1的电导电极可以使用光亮电 极。光亮电极的另一个优点是铂片表面可以擦拭，而铂黑电极表面则 绝对不能擦拭，只能在水中晃动清洗。
电导率的温度补偿
电导率的温度补偿
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）。DDS-11C型对被测液能作标准温度系
数百分之二，DDS-307型作百分之一至百分 之四补偿。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。
1.振荡器；2.电导池；
3.放大器；4.指示器。
电导率仪工作原理

电导（G）是电阻（R）的倒数。因此当两个电极 （通常为铂电极或铂黑电极）插入溶液中，可以测出两电 极间的电阻R。根据欧姆定律，温度一定时，这个电阻值 与电极间距L（cm）正比，与电极的截面积A（cm2）反比， 即R =ρ×（L/A）；其中ρ为电阻率,是长1cm，截面积为 1cm2导体的电阻，其大小决定于物质的本性。 据上 式，导体的电导（G）可表示成下式：G =1/R=（1/ρ）× （A/L）=κ×（1/J） ；其中，κ=1/ρ称为电导率，J =L/A 称为电极常数；电解质溶液电导率指相距1cm的两平行电 极间充以1cm3溶液时所具有的电导。由上式可见，当已知 电极常数（J），并测出溶液电阻（R）或电导（G）时， 即可求出电导率。
报告提纲



电导率 电导率仪 测量原理及影响因素 使用、校正、保养和储存 电导电极 注意事项 技术参数 中国的电导率基准
电导率

以数字表示溶液传导电流的能力。单位以 每米毫西门子(mS/m)表示。

电阻率的倒数为电导率，用希腊字母κ表示， κ=1/ρ 。除非特别指明，电导率的测量温度 是标准温度（ 25 °C ）
电导率仪
电导率仪
电导率仪由振荡器、放大器和指示器等部分组成。电导率仪的工作原理 如图所示。
E为振荡器产生的交流电压，Rx为电导池的 等效电阻，Rm为分压电阻，Em为Rm上的交 流分压。由欧姆定律可知：
Em
ER m ( Rm R x )
ERm ( Rm
K cell

)
Kcell为电导池常数，当E、Rm和Kcell均为常 数时，由电导率κ 的变化必将引起Em作相 应变化，所以测量Em的大小，也就测得溶 液电导率的数值。。将Em送至交流放大器 放大，再经过讯号整流，以获得推动表头 的直流讯号输出，表头直读电导率。
影响因素

各向异性：有些物质会有异向性(anisotropic) 的电导率，必需用 3 × 3 矩阵来表达（使 用数学术语，第二阶张量，通常是对称 的）。
电导率的温度补偿
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。
维护保养及注意事项
1，测量低电导值的溶液时，请先在超纯水中清晰并 浸泡2个小时以上。 2，测量过程中，从甲溶液转到乙溶液时，先用蒸馏 水清洗后，在用乙溶液清洗，不能用滤纸擦拭。 3，电极使用完毕后应该清洗干净，甩干后妥善保存 （可浸泡在纯水中保存），避免碰撞损坏。 4，防止电极的插头和引线潮湿，否则将会出现测量 误差。 5，电极长期使用，电极常数会发生变化，影响测量 准确性，此时应重新标定电极常数。