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    电导测量的原理

  • 发布人:总管理员 发布时间:2011-04-26 浏览次数:5192次
  • 引起离子在被测溶液中运动的电场是由与溶液直接接触的二个电极产生的。此对测量电极必须由抗化学腐蚀的材料制成。实际中经常用到的材料有钛等。由二个电极组成的测量电极被称为尔劳施(Kohlrausch)电极。

      电导率的测量需要弄清两方面。一个是溶液的电导,另一个是溶液中1/A的几何关系,电导可以通过电流、电压的测量得到。这一测量原理在当今直接显示测量仪表中得到应用。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1 cm组成电极时,此电极的常数K=1cm-1。如果用此对电极测得电导值G=1000μS,则被测溶液的电导率K=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。0.1 mol/l的KCl溶液在25℃时电导率为12.88mS/CM。

      所谓非均匀电场(也称作杂散场,漏泄场)没有常数,而是与离子的种类和浓度有关。因此,一个纯杂散场电极是最糟糕的电极,它通过一次校准不能满足宽的测量范围的需要。

      二、电导率测量系统的组成

      一个完整的电导率测量系统包含一支电感式或电导式测量电极,电缆和测量仪表。电导电极与pH电极不同,由于它是机械性能稳定的材料制成的,所以不需要特殊结构件进行保护。选择电导电极时需要注意如下事项:

      1、 电极的测量范围

      2、 测量的形式,电导式还是电感式。在使用电导式电极时,要选择合适的电极常数“K”

      3、 温度

      4、 与机械结构有关的压力

      5、 耐化学腐蚀性

      6、 安装结构(螺纹、法兰、三夹头连接等)

      所有测量电缆都必须屏蔽。特别对于电导式电极(此种电极与被测溶液有直接接触),在电导值高于100 mS时,要考虑电缆长度和电缆横截面面积的影响,这是因为电缆的电阻也处在测量回路中)。

      例如:测量值是100mS,

    电极常数K=1时,电阻值是10Ω。
    电阻(Ω)=
    1
    电导(S)
     
    对于长100m的电缆,电缆横截面为0.75mm2时 ,电缆(双线)电阻为4.76Ω
    电阻(Ω)
    电缆长度(m)
    K(铜=56)?F(mm2

      测量的电极电阻10ohm要加上电缆电阻4.76 ohm。测量仪表最终显示值变成67.75 mS。在此种情况下,应采用短一些的或横截面大一些的测量电缆。对于电感式电极,电缆的电阻不影响测量值。

      测量仪表则要将测出的电阻值换算成西门子单位并且还要排除前面讲到的各种干扰因素,如温度,α值等影响,从而给出正确的电导率值。