氢电导率测量的意义

氢电导率测量的意义

1147氢电导率测量的意义氢电导率测量的意义

氢电导率测量是被测水样经过氢型阳离子交换树脂，将阳离子去除，水样中仅留下阴离子（如Cl-,SO42-,PO43-,NO3-,HCO32-和F-）和相应的氢离子，而水中的氢氧根离子则与氢离子中和消耗掉，不在电导中反映。因此测量氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量。假设某种离子占主导，则可以从氢电导率估算这种离子最大浓度。例如，设水样中其他阴离子浓度为零，可根据氢电导率估算出水中HCO32-（以CO2计）的最大浓度（见表4-3）。又例如，设水样中其他阴离子浓度为零，可根据氢电导率估算出水中Cl-的最大浓度（见表4-4）。

从表4-4可以看出，如果控制给水的氢电导率小于0.07μS/cm（25ºC），其水中Cl-浓度不超过2μg/L。这样，通过简单的氢电导率，可以估算出某个有害阴离子的最大浓度，以及整个有害阴离子的控制水平。

表4-3二氧化碳浓度与氢电导率的关系（25ºC，无其他阴离子时）

CO2(mg/L)0.00 0.01 0.02 0.05 0.10

氢电导率(μS/cm)0.06 0.09 0.12 0.21 0.32

表4-4氯离子与氢电导率的关系（25ºC，无其他阴离子时）

Cl-（μg/L）0.00 2.0 4.0 6.0 10

氢电导率(μS/cm)0.06 0.07 0.08 0.10 0.14

第三节影响氢电导率测量准确度的因素及解决方法

1 温度补偿系数的影响

1.1 存在的问题：

由于温度的变化影响水的电导率，同一个水样的电导率随着温度的升高而增大，为了用电导率比较水的纯度，需要用同一温度下的电导率进行比较，按国标规定，用25ºC时的电导率进行比较。由于测量时水样的温度不总是25ºC，需要将不同温度下测量的电导率进行温度补偿，补偿到25ºC时的电导率值。电导率温度补偿如下式：

DD(25ºC)= Xt样／［1+β(t-25)］ (4-6)

式中DD(25ºC)——换算成25ºC时水样的电导率，μS/cm；

Xt样——tºC时测得水样的电导率值,μS/cm；

β——温度校正系数。

对于pH为5～9，电导率为30μS/cm～300μS/cm的天然水，β的近似值为0.02。

对于电导率大于10μS/cm的中性或碱性水溶液，其温度校正系数一般在0.017～0.024的范围内，因此取温度校正系数为0.02,一般可满足应用需要。

对于大型火力发机组水汽系统，给水、蒸汽和凝结水的氢电导率一般小于0.2μS/cm，接近纯水的电导率，此时温度校正系数是随温度和水的纯度（电导率）而变化的一个变量。

表4-5表示理论纯水电导率、温度系数与温度的关系，可见温度系数是随着温度的变化而发生变化的。

例如35ºC时测得水样的电导率为0.0911μS/cm,从表3查出温度系数为0.066,根据（1）式进行温度补偿，DD(25ºC)＝0.0911/［(1+0.066×10)］=0.055μS/cm；

如果按一般的温度系数0.02进行温度补偿, DD(25ºC)＝0.0911/［(1+0.02×10)］=0.076μS/cm，由此产生的误差为：

(0.076-0.055)/ 0.055=38%

表4-5 理论纯水电导率、温度系数与温度的关系

t，ºC101520253035

Xt理，×10-3μS/cm22.9 31.3 41.8 55.0 71.491.1

温度系数at２５0.039 0.043 0.048 0.058 0.066

由此可见，如果将电导率表的温度补偿系数设定为0.02，对于给水、凝结水和蒸汽氢电导率的测量会产生较大的误差。

进水口

外壳

出水口

外电极

导流孔

测量电极

1.2 解决办法：

（1）将测量炉水电导率和给水电导率的电导率表的温度补偿系数设为0.02。建议将测量给水、凝结水和蒸汽氢电导率的电导率表的温度补偿系数根据所测水样电导率范围和温度范围，设为0.03~0.06。

（2）尽可能调整控制水样的温度在25ºC ±1ºC范围内。

（3）选用具有非线性自动温度补偿功能的电导率仪表监测给水、凝结水和蒸汽的氢电导率。目前某些在线电导率监测仪表具有自动非线性温度补偿功能。其原理是：仪表中已储存了各温度、各电导率下的温度系数；仪表电导池内带有自动温度测量传感器，仪表根据所测量的电导率和温度，自动选取相应的温度补偿系数，并将温度补偿后得到的电导率值显示在屏幕上。采用这种非线性自动温度补偿的电导率仪表监测电导率很低的纯水，可以大大减少温度变化产生的误差。

图4-4 电导电极示意图

2 部分电导电极的电导池常数不正确

2.1 存在的问题：

实际使用发现，某些国产的电导率在线监测仪表部分电导电极的出水孔开孔位置太低,低于测量电极导流孔（见图4-4）。这样一方面使测量电极不能全部浸入水中，从而使电导池常数发生变化，与电极上标明的电导池常数不同，从而造成较大的测量误差（测量的电导率明显偏低）；另一方面，由于外电极导流孔的位置在出水孔上方，测量电极内的水不流动，造成测量响应速率大大降低，当水样的电导率发生变化时，测量电极内的水样是“死水”，电导率仪显示的仍然是以前水样的电导率，从而造成较大的测量误差。

2.2 解决办法：

首先应检查电导电极是否存在出水孔开孔位置太低，是否低于测量电极导流孔（见图4-4）。如果存在上述情况，应对电极进行更换或改造。改造措施是将电极外壳出水孔向上移，使之高于电极导流孔。

另外，应对电极的电导池常数进行检验校正。如果采用“标准溶液法”进行电极常数的标定，将电极从在线装置上取下浸入已知标准溶液中进行校正可能产生误差，因为电极实际使用时