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電導(dǎo)測(cè)量的原理
更新時(shí)間:2009-06-28   點(diǎn)擊次數(shù):2120次

一、電導(dǎo)電極
   
引起離子在被測(cè)溶液中運(yùn)動(dòng)的電場(chǎng)是由與溶液直接接觸的二個(gè)電極產(chǎn)生的。此對(duì)測(cè)量電極必須由抗化學(xué)腐蝕的材料制成。實(shí)際中經(jīng)常用到的材料有鈦等。由二個(gè)電極組成的測(cè)量電極被稱為爾勞施(Kohlrausch)電極。
    電導(dǎo)率的測(cè)量需要弄清兩方面。一個(gè)是溶液的電導(dǎo),另一個(gè)是溶液中1/A的幾何關(guān)系,電導(dǎo)可以通過(guò)電流、電壓的測(cè)量得到。這一測(cè)量原理在當(dāng)今直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到應(yīng)用。

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1 cm組成電極時(shí),此電極的常數(shù)K=1cm-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K=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)?/span>KCl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。0.1 mol/lKCl溶液在
25℃時(shí)電導(dǎo)率為12.88mS/CM。
 
  
所謂非均勻電場(chǎng)(也稱作雜散場(chǎng),漏泄場(chǎng))沒(méi)有常數(shù),而是與離子的種類和濃度有關(guān)。因此,一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是zui糟糕的電極,它通過(guò)一次校準(zhǔn)不能滿足寬的測(cè)量范圍的需要。
二、
電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)的組成
    一個(gè)完整的電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)包含一支電感式或電導(dǎo)式測(cè)量電極,電纜和測(cè)量?jī)x表。電導(dǎo)電極與pH電極不同,由于它是機(jī)械性能穩(wěn)定的材料制成的,所以不需要特殊結(jié)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)。選擇電導(dǎo)電極時(shí)需要注意如下事項(xiàng):
1、         
電極的測(cè)量范圍
2、          測(cè)量的形式,電導(dǎo)式還是電感式。在使用電導(dǎo)式電極時(shí),要選擇合適的電極常數(shù)“K”
3、          溫度
4、         
與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)的壓力
5、         
耐化學(xué)腐蝕性
6、         
安裝結(jié)構(gòu)(螺紋、法蘭、三夾頭連接等)
   
所有測(cè)量電纜都必須屏蔽。特別對(duì)于電導(dǎo)式電極(此種電極與被測(cè)溶液有直接接觸),在電導(dǎo)值高于100 mS時(shí),要考慮電纜長(zhǎng)度和電纜橫截面面積的影響,這是因?yàn)殡娎|的電阻也處在測(cè)量回路中)。
例如:測(cè)量值是
100mS,

電極常數(shù)K=1時(shí),電阻值是10Ω。

電阻Ω

1

電導(dǎo)(S)

對(duì)于長(zhǎng)100m的電纜,電纜橫截面為0.75mm2時(shí) ,電纜(雙線)電阻為4.76Ω

電阻Ω

電纜長(zhǎng)度(m)

K(銅=56·F(mm2


    測(cè)量的電極電阻10ohm要加上電纜電阻4.76 ohm。測(cè)量?jī)x表zui終顯示值變成67.75 mS。在此種情況下,應(yīng)采用短一些的或橫截面大一些的測(cè)量電纜。對(duì)于電感式電極,電纜的電阻不影響測(cè)量值。
    測(cè)量?jī)x表則要將測(cè)出的電阻值換算成西門(mén)子單位并且還要排除前面講到的各種干擾因素,如溫度,α值等影響,從而給出正確的電導(dǎo)率值。

       

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