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電導(dǎo)電極有那些種類？有何不同用途？

發(fā)布日期： 2019-04-18 11:33:17

電導(dǎo)電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。二電極式電導(dǎo)電極是目前國(guó)內(nèi)使用最多的電導(dǎo)電極類型，實(shí)驗(yàn)式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鉑片燒結(jié)在二平行玻璃片上，或圓形玻璃管的內(nèi)壁上，調(diào)節(jié)鉑片的面積和距離，就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有K=1、K=5、K=10等類型。而在線電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對(duì)稱的電極。當(dāng)K=1時(shí)，常采用石墨，當(dāng)K=0.1、0.01時(shí)，材料可以是不銹鋼或鈦合金。多電極式電導(dǎo)電極，一般在支持體上有幾個(gè)環(huán)狀的電極，通過(guò)環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合，可以制成不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。電導(dǎo)電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點(diǎn)是可以避免電極極化帶來(lái)的測(cè)量誤差，在國(guó)外的實(shí)驗(yàn)式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點(diǎn)是適宜于測(cè)量高電導(dǎo)率的溶液，一般用于工業(yè)電導(dǎo)率儀中，或利用其測(cè)量原理制成單組分的濃度計(jì)，如鹽酸濃度計(jì)、硝酸濃度計(jì)等。
電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x溫度補(bǔ)償?shù)臋z定方法及問(wèn)題
     電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x溫度補(bǔ)償?shù)臋z定方法及問(wèn)題。使用電導(dǎo)率儀的用戶都知道這一點(diǎn)，溶液的電導(dǎo)率與溫度密切相關(guān)，因?yàn)闇囟劝l(fā)生變化時(shí)，電解質(zhì)的電離度、溶解度、離子遷移速度、溶液黏度等都會(huì)發(fā)生變化，電導(dǎo)率也會(huì)變化。溫度升高，電導(dǎo)率增大。而此刻電導(dǎo)率儀的溫度補(bǔ)償功能就是為了克服溫度的影響。

    一、什么是電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的溫度補(bǔ)償功能：
    將溶液在實(shí)際溫度下的電導(dǎo)率值轉(zhuǎn)換為參考溫度（一般為25℃）下的電導(dǎo)率值，使得溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率具有可比性，現(xiàn)在市場(chǎng)上所使用的電導(dǎo)率儀都有溫度補(bǔ)償功能，以滿足各行各業(yè)比對(duì)或控制指標(biāo)的需要。本文以使用電導(dǎo)率儀時(shí)，檢定過(guò)程中需要的溫補(bǔ)功能說(shuō)明，簡(jiǎn)要的分析討論。
    在檢定過(guò)程中增加這一檢定項(xiàng)目也很有必要。實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償?shù)臋z定有兩種方法，一種是溫補(bǔ)前的KMR為定值，一種是溫補(bǔ)后的KMV為定值，兩種方法依據(jù)的原理相同，具體的檢定步驟根據(jù)儀器設(shè)計(jì)的不同也可分為兩種方法。檢定過(guò)程中，我們還發(fā)現(xiàn)溫度設(shè)置會(huì)影響電導(dǎo)池常數(shù)，分析表明電導(dǎo)率儀的溫度補(bǔ)償本質(zhì)上和電導(dǎo)池常數(shù)補(bǔ)償是相同的，當(dāng)儀器的溫度補(bǔ)償缺失或存在故障時(shí)，可以利用電導(dǎo)池常數(shù)的補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償。

二、溫度補(bǔ)償?shù)臋z定方法及問(wèn)題
    對(duì)于電導(dǎo)率大于1×10-4S·cm-1 的強(qiáng)電解質(zhì)，電導(dǎo)率值與溫度存在線性關(guān)系：
KT=K0〔1+α（T-T0）〕（1）；在檢定過(guò)程中，只要測(cè)得不同溫度下的電導(dǎo)率值，通過(guò)JJG376-2007中的式（5）可求出儀器的溫度系數(shù)α，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償系數(shù)的檢定。
    將電導(dǎo)率儀常數(shù)Kcell設(shè)為1.00cm-1，輸入某一信號(hào)的電導(dǎo)率值（如50μS·cm-1），調(diào)節(jié)溫度傳感器模擬電阻，使溫度示值為25℃和15℃（35℃），再分別讀取對(duì)應(yīng)電導(dǎo)率儀測(cè)量值KMR和KMV。根據(jù)式（1）有：
（2）（3）
問(wèn)題：
1）.   國(guó)產(chǎn)電導(dǎo)率儀都是手動(dòng)溫度補(bǔ)償，溫度系數(shù)無(wú)法設(shè)置，其默認(rèn)值為2.00%/℃。對(duì)于這類儀器，當(dāng)溫度設(shè)置為25℃時(shí)，為不補(bǔ)償狀態(tài)，測(cè)得的電導(dǎo)率為KMR，而其他溫度下測(cè)得的電導(dǎo)率值為補(bǔ)償后的電導(dǎo)率值KMV，可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)臋z定。
2）對(duì)于不同的電導(dǎo)率儀，其溫度補(bǔ)償?shù)臋z定步驟也不盡相同
     對(duì)于I型儀器，其溫度系數(shù)的誤差可以按JJG376-2007描述方法來(lái)測(cè)量，先設(shè)置好電導(dǎo)池常數(shù)，再調(diào)整溫度示值。對(duì)于II型儀器，溫度示值對(duì)電導(dǎo)率值沒(méi)有影響，并不說(shuō)明溫度傳感器模擬電阻器發(fā)生了故障，因?yàn)槿绻麑x器調(diào)到“檢查”狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)調(diào)整溫度示值時(shí)，電導(dǎo)池常數(shù)也發(fā)生了變化，當(dāng)溫度示值調(diào)整為15℃和35℃時(shí)，電導(dǎo)池常數(shù)分別變化到1.200cm-1 和0.800cm-1左右。
    對(duì)于這類儀器溫度補(bǔ)償?shù)臋z定，應(yīng)該先將溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度（15℃或35℃），再調(diào)節(jié)電導(dǎo)池常數(shù)為1.00cm-1，然后分別讀取對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率值，根據(jù)式（3）就能求出儀器的溫度系數(shù)。但是這一類儀器得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)式（3）計(jì)算得到的值和標(biāo)準(zhǔn)值（α=2.0%）偏差很大，且不同溫度下得到的溫度補(bǔ)償系數(shù)值差別很大。這一類儀器具有相似的偏差，并不是由于某臺(tái)儀器不合格引起的，這個(gè)問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。
     溫度補(bǔ)償與電導(dǎo)池常數(shù)補(bǔ)償?shù)年P(guān)系前面談到的一些國(guó)產(chǎn)電導(dǎo)率儀，溫度設(shè)置對(duì)電導(dǎo)池常數(shù)有顯著影響，對(duì)于儀器I（如新型DDS-307），當(dāng)溫度示值調(diào)整為15℃和35℃時(shí)，電導(dǎo)池常數(shù)分別變化到1.250cm-1 和0.833cm-1 左右。這種現(xiàn)象在II型儀器中也能觀察到（數(shù)值與儀器I有所差別，有待進(jìn)一步研究）。這表明溫度補(bǔ)償和電導(dǎo)池常數(shù)補(bǔ)償是相通的，兩者具有內(nèi)在的聯(lián)系。