瑞士堡盟Baumer電導率儀的工作原理

瑞士堡盟Baumer電導率儀的工作原理

測量待測溶液電導的方法稱為電導分析法。電導是電阻的倒數，因此電導值的測量，實際上是通過電阻值的測量再換算的，也就是說電導的測量方法應該與電阻的測量方法相同。但在溶液電導的測定過程中，當電流通過電極時，由于離子在電極上會發生放電，產生極化引起誤差，故測量電導時要使用頻率足夠高的交流電，以防止電解產物的產生。另外，所用的電極鍍鉑黑是為了減少超電位，提高測量結果的準確性。我們更感興趣的量是電導率。

工作原理
電導率是以數字表示溶液傳導電流的能力。水的電導率與其所含無機酸、堿、鹽的量有一定的關系，當它們的濃度較低時，電導率隨著濃度的增大而增加，因此，該指標常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。
1.電導率與水的硬度
水溶液的電導率直接和溶解固體量濃度成正比，而且固體量濃度越高，電導率越大。電導率和溶解固體量濃度的關系近似表示為：1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬單位CaCO3)。利用電導率儀或總固體溶解量計可以間接得到水的總硬度值，如前述，為了近似換算方便，1μs/cm電導率 = 0.5ppm硬度
但是需要注意：
(1)以電導率間接測算水的硬度，其理論誤差約20-30ppm
(2)溶液的電導率大小決定分子的運動，溫度影響分子的運動，為了比較測量結果，測試溫度一般定為20℃或25℃
(3)采用試劑檢測可以獲取比較準確的水的硬度值。
2.軟水與硬水
水分為軟水、硬水，凡不含或含有少量鈣、鎂離子的水稱為軟水，反之稱為硬水。水的硬度成份，如果是由碳酸氫鈉或碳酸氫鎂引起的，系暫時性硬水(煮沸暫時性硬水，分解的碳酸氫鈉，生成的不溶性碳酸鹽而沉淀，水由硬水變成軟水);如果是由含有鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的，系yong久性硬水。依照水的總硬度值大致劃分，總硬度0-30ppm稱為軟水，總硬度60ppm以上稱為硬水，高品質的飲用水不超過25ppm，高品質的軟水總硬度在10ppm以下。在天然水中，遠離城市未受污染的雨水、雪水屬于軟水;泉水、溪水、江河水、水庫水，多屬于暫時性硬水，部分地下水屬于高硬度水。
3.關于水質硬度換算常見單位的換算有 :
1mmol/L(1/2Ca2+ 、 1/2Mg2+)=50 ppm( 以 CaC03計 )
1mmol/L(1/2Ca2+、 1/2Mg2+)=2.92grain/gallon(格令 / 加侖 )
lgrain/gallon( 格令 / 加侖 ) =17.lppm( 以 CaC03計)
1m3=264gallon (US)( 美加侖 )=22O ganon(UK)(英加倫 )
lkg=2.2pounds ( 英鎊 )
1ppm=1mg/L

TDS(總溶解性固體)用來衡量水中所有離子的總含量，通常以ppm表示。
在純水誰制造業，電導率也可用來間接表示成TDS。
溶液的電導率等于溶液中各種離子電導率之和。
經驗公式是：將以微西門子為單位的電導率折半約等于TDS(ppm)
有時TDS 也用其它鹽類表示,如CaCO3(系數則為0.66)
TDS與電導率的換算系數可以在0.4-1.0之間調節，以對應不同種類的電解質溶液。
4.電導率
電導率是物質傳送電流的能力，與電阻值相對，單位Siemens/cm 。
5.水的硬度
水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升(mg/L)。
電導（G）是電阻（R）的倒數。因此當兩個電極（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測出兩電極間的電阻R。根據歐姆定律，溫度一定時，這個電阻值與電極間距L（cm）正比，與電極的截面積A（cm2）反比，即R =ρ×（L/A）；其中ρ為電阻率,是長1cm，截面積為1cm2導體的電阻，其大小決定于物質的本性。
據上式，導體的電導（G）可表示成下式：G =1/R=（1/ρ）×（A/L）=K×（1/J） ；其中，K=1/ρ稱為電導率，J =L/A稱為電極常數；電解質溶液電導率指相距1cm的兩平行電極間充以1cm3溶液時所具有的電導。由上式可見，當已知電極常數（J），并測出溶液電阻（R）或電導（G）時，即可求出電導率 [1]  。

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