澳门新葡萄京官网注册电导测量的原理

发布时间:17-02-28 11:53分类:技术文章
标签:电导率仪,使用电导率仪的原理知识
本文介绍在电导率仪的使用中,应该避免的常规问题以及电导率仪的应用领域、电极常数的常数和电极常数的种类等……
电导率仪在使用过程中应该掌握哪些原理知识?首*为避免电极极化,仪表产生高稳定度的正弦波信号加在电极上,流过电极的电流与被测溶液的电导率成正比,仪表将电流由高阻抗运算放大器转化为电压信号后,经程控信号放大、相敏检波和滤波后得到反映电导率的电位信号;微处理器通过开关切换,对温度信号和电导率信号交替采样,经过运算和温度补偿后,得到被测溶液在25℃时的电导率值和当时的温度值。
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1cm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。0.1mol/l的KCl溶液在25℃时电导率为12.88mS/CM。www.saike88.com
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*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。
电导率仪的应用领域?
适用领域:可广泛应用于火电、化工化肥、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中电导率值的连续监测。
电导率仪的电极常数是什么?
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。
电导率传感器的电极常数精确描述了传感器两根电极的几何性质。它是2根电极之间的关键区域样品的长度比。直接影响测量的灵敏度和准确度。低的电导率样品测量要求低的电极常数。高的电导率样品测量要求高的电极常数。测量仪表必须知道所连接的电导率传感器的电极常数并相应调整读数的规格。
电导率仪的电极常数有哪几种?
二电极式电导电极是目前国内使用*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,*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。
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  • 发布人:总管理员 发布时间:2011-04-26 浏览次数:930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。

电解质溶液的电导测量除可用交流电桥法外,目前多数采用电导仪进行,它的特点是测量范围广,快速直读及操作方便,如配接自动电子电势差计后,还可对电导的测量进行自动记录。电导仪的类型很多,基本原理大致相同,这里仅以天津永红仪器厂生产的DDS-11电导仪为例简述其构造原理及使用方法,同时介绍较新型的DDS-307型电导仪使用方法。
1.测量原理仪器由振荡器,放大器和指示器等部分组成。其测量原理可参看图。图中:E为振荡器产生的标准电压;Rx为电导池的等效电阻;Rm为标准电阻器;Em为Rm上的交流分压。由欧姆定律及图可得:
由此可见,当Rm、E为常数时,溶液的电导度有所改变时,必将引起Em的相应变化,因此测Em的值就反映了电导的高低。Em讯号经放大检波后,由01mA电表改制成的电导度表头直接指示出来。

振荡器 E RB RA Rx 测量 K 校正 Rm E Em 稳压器 指示器 放大器

DDS-11 型电导仪原理示意图2.
使用方法DDS-11电导仪的板面图如图所示。为保证测量准确及仪表安全,须按以下各点使用;
(1) 通电前,检查表针是否指零,如不指零,可调整表头调整螺丝,使表针指零。
(2)
当电源线的插头被插入仪器的电源孔后,开启电源开关,灯即亮。预热后即可工作。
(3) 将范围选择器5扳到所需的测量范围。(4)
连接电板引线。被测定为低电导时,用光亮铂电极;被测液电导在5Ω-1-150mΩ-1时,用铂黑电极。(5)
将校正测量换档开关扳向校正,调整校正调节器б,使指针停在指示电表8中的倒立三角形处。
(6)
将开关4板向测量,将指示电表8中的读数乘以范围选择器5上的倍率,即得被测溶液的电导度。
(7)在测量中要经常检查校正是否改变,即将开关4扳向校正时,指针是否仍停留在倒立三角形处。

9 4 6 7 8 3 5 1,2

1,2-电极接线柱;3-电极屏蔽线接线柱;
4-校正测量换档开关;5-范围选择器;6-校正调节器;7-电源开关;8-指示电表9-指示灯DDS-11电导仪的板面图3.
DDS-307型电导仪使用方法 (1). 仪器外形及各部件的功能: 1显示屏
2温度补偿调节器 3常数选择开关 4校正钮 5量程开关 6电极支架 7固定圈
8后面板 9电源开关 10三芯电源插座 11保险丝管插座 12输出插口 13电极插座

2 5 7 3 4 6

13 12 11 10 8 9

仪器外形及各部件的功能 (2)
电极的选用根据测量范围表中参改测量值,按被测介质电导率(电阻率)的高低,选用不同常数的电导电极。被测介质电导率小于1s/cm
(电阻率大于1mΩcm)用常数为0.01的钛合金电极测量时应加测量槽作流动测量。测量介质电导率大于100s/cm
(电阻率大于10KΩcm)以上时,宜用常数为1或10的镀铂黑电导电极以增大吸附面减少,电极极化影响。
(3) 调节温度
旋钮用温度计测出被测介质的温度后,把温度旋钮置于相应的介质温度刻度上。注:若把旋钮置于25℃线上,即为基准温度下补偿,也即无补偿方式。
(4)
常数选择开关位置若选用0.01cm-120%常数的电极则置于0.01处。若选用0.1cm-120%常数的电极则置于0.1处。若选用1cm-120%常数的电极则置于1处。若选用10cm-120%常数的电极则置于10处。
(5) 常数的设定及校准调节量程开关置于检查档:a.
对0.01cm-1钛合金电极,电极选择开关置于0.01处;若常数为0.0095则调节校正钮使显示值为0.950。b.
对0.1cm-1常数的DJS-0.1C型光亮电极,电极选择开关置于0.1处;若常数为0.095则调节校正钮使显示值为9.50。c.
对1cm-1常数的DJS-1C型电极,电极选择开关置于1处;若常数为0.95则调节校正钮使显示值为95.0。d.
对10cm-1常数的DJS-10C型电导电极,电极选择开关置于10处;若常数为9.5则调节校正钮使显示值为950。
(6) 把量程开关扳在测量档,使显示值尽可能在100~1000之间。 (7)
同时把电极插头插入插座,使插头的凹槽对准插座的凸槽,然后用食指按一下插头顶部,即可插入。然后把电极浸入介质,进行测量。
(8)
仪器的模拟标定。仪器电计部分用电阻箱标定。常数选择开关置1,温度调节置25℃。量程开关置检查调校准调节至指示100。①
扳量程开关置I。电阻箱输入100KΩ指示应为1000.1。②扳量程开关置II。电阻箱输入
100KΩ 仪器指示应为100 50KΩ 仪器指示应为50 40KΩ 仪器指示应为40 25KΩ
仪器指示应为25③ 扳量程开关置III。电阻箱输入 100KΩ 仪器指示应为10010。④
扳量程开关置IV。电阻箱输入 100 仪器指示应为100100。⑤
仪器电计部分的误差值1%。在用电阻箱标定时要注意屏蔽和屏蔽层接地。 (9)
注意事项:a.在测量高纯水时应避免污染。b.
因温度补偿系采用固定的2%的温度系数补偿,故对高纯水测量尽量采用不补偿方式进行测量后查表。
c.
为确保测量精度,电极使用前应用小于0.5s/cm的蒸馏水冲洗两次,然后用被测试样冲洗三次后方可测量。d.
电极插头座绝对防止受潮,以避免造成不必要的误差。e.
电极应定期进行标定常数。 (10)
电极常数测定法中的一种-参比溶液法过程为:清洗电极;配制标准溶液,配制的成分和标准电导率见表;把电导池接入电桥控制溶液温度为25KCl标准浓度及其电导值(S/cm)

浓 度 温度(℃) 1D 0.1D 0.01D 0.001D 15 0.09212 0.010455 0.0011414
0.0001185 18 0.09780 0.011168 0.0012200 0.0001267 20 0.10170 0.011644
0.0012737 0.0001322 25 0.11131 0.012852 0.0014083 0.0001465 35 0.13110
0.015351 0.0016876 0.0001765

℃;把电极浸入标准溶液中;测出电导池电极间电阻R;按式J=KR计算电极常数J,式中K为溶液已知电导率。在表中D的换算为:1D:20℃下每升溶液中KCl为74.2460克。0.1D:20℃下每升溶液中KCl为7.4365克。0.01D:20℃下每升溶液中KCl为0.7440克。0.
001D:20℃将100ml的0.01D溶液稀释至1升。

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