电导率仪

概述

电导率测定仪是一款面向于医用多效蒸馏水系统,锅炉底水、凝结水,热交换系统,机械零部件的工业热清洗,工业循环水等在较高温度环境运行的高端水质管理和自动化控制而开发的一款宽温度范围的在线水质分析仪表。

工作原理

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。

应用

●电厂-水处理;

●水厂和污水厂-废水处理;

●造纸-生产过程/废水处理;

●化工炼油-生产过程/废水处理;

●冶金和采矿-生产过程/废水处理;

●食品和饮料-生产过程/废水处理;

●医药行业-生物反应和发酵/废水处理;

●半导体-生产过程/废水处理/高纯水生产。

分类

电导率仪一般的分为四种类型,分别是笔形、便携式、实验室、工业等。

便携式和实验室电导率仪测量范围较广,为常用仪器,不同点是便携式采用直流供电,可携带到现场。实验室电导率仪测量范围广、功能多、测量精度高。

笔形电导率仪,一般制成单一量程,测量范围狭,为专用简便仪器。笔形还有制成TDS计,用于测量饮用水质量,盐度计测量汤(溶液)盐度等。

工业用电导率仪的特点是要求稳定性好、工作可靠,有一定的测量精度、环境适应能力强、抗干扰能力强,具有模拟量输出、数字通讯、上下限报警和控制功能等。

电导率的测量原理其实就是按欧姆定律测定平行电极间溶液部分的电阻。但是,当电流通过电极时,会发生氧化或还原反应,从而改变电极附近溶液的组成,产生“极化”现象,从而引起电导测量的严重误差。为此,采用高频交流电测定法,可以减轻或消除上述极化现象,因为在电极表面的氧化和还原迅速交替进行,其结果可以认为没有氧化或还原发生。

电导率仪由电导电极和电计(电子单元)组成。电计采用了适当频率的交流信号的方法,将信号放大处理后换算成电导率。电计中还可能装有与传感器相匹配的温度测量系统,能补偿到标准温度电导率的温度补偿系统、温度系数调节系统以及电导池常数调节系统,以及自动换挡功能等。电导电极有时还装有热敏元件。

选型指南

1、电导仪的精度级别是以测试最大误差与量程满度值之比确定的,即所谓“引用误差”。如0.5 级,1.0 级,1.5 级,2.0 级仪器,其引用误差分别为0.5 %,1.0%,1.5%,2.0%。

如果仪器满量程是200μs/cm,2.0 级的仪器最大测试误差为±4μs/cm如果仪器满量程是20μs/cm,2.0 级的仪器测试最大误差为±0.4μs/cm用户应根据测量精度要求,选定适当级别的电导率仪。同时对于手动转换多量程仪器为了得到最小的测试误差,应尽量选择在低量程档测试。

成都世纪方舟科技生产的“+”系列电导仪,精度级别多,具有量程自动转换功能,无需手动转换,方便可靠。

2、液温度对电导率的影响不可忽视,溶液温度低,离子间的运动阻力增大,溶液的电导率也低;相反,温度升高,离子的活跃程度增加,溶液的电导率会增大。因此,同一种溶液在不同温度下的电导率值是不同的,于是测试时常将不同温度下的溶液电导率补偿(换算)成基准温度(25℃)下的电导率值,以消除温度变化对测量准确度的影响。为了克服温度对溶液电导率的影响,应选用具有温度补偿的仪器。

成都世纪方舟科技生产的“+”系列电导仪均具有手动或自动温度补偿和溶液温度测试的功能。

3、溶液电导率除了与溶液的温度密切相关外,还与溶液电导率的温度系数有关。所谓“温度系数”即溶液温度变化1℃其电导率的变化量,它与溶液的性质、浓度等因素有关。溶液的性质、组份、离子浓度不同,溶液电导率温度系数也不相同。比如,对于阳离子,氢离子的导电能力是钾离子的4.76 倍,是钠离子的6.98 倍;对于阴离子,氢氧根离子的导电能力是氯离子的1.77 倍。因此它们的“温度系数”与其性质、组份不同而不同。又如,电导值小于10µS 的纯水及超纯水,其温度系数比电导值大于100µS 的溶液的温度系数也大得多,说明“温度系数”与溶液中离子浓度有关。由此看来溶液电导率的温度系数的补偿情况比较复杂。常规电导仪都是固定温度系数补偿的仪器,其“温度系数”设计为2%/℃,严格说不能适应所有不同种类溶液电导率的测试。因此,在测试对象广,精度要求高以及高纯水的情况下,应选用具有温度系数补偿可调的仪器,或纯水电导仪。

成都世纪方舟科技生产的DDS-308+、DDS-309+电导仪均具有温度系数补偿调节功能,而DDS-302+纯水电导仪是专为测试纯水设计的。

4、纯水及超纯水的测试是比较复杂的,除了考虑温度和温度系数的补偿外,还要注意以下问题,当被测液电导率小于10μS/cm 时应选用电极常数≤0.1 的电导电极,以提高测试灵敏度。被测液电导率小于3μS/cm 时,除选用J0=0.01 的电导电极外,建议使用封闭流动测试槽,以避免空气中的二氧化碳溶入水中使电导率增加。电导池中的水流速尽可能稳定,保持在0.05m/s 左右,太急的流速会使电阻率升高(电导率减小),而过缓的流速

又相对于静止溶液,其电阻率会降低(电导率升高)

成都世纪方舟科技生产的一系列电导仪均可以配备各种规格的电导池和流动测试槽。

5、根据被测量值的范围合理选择仪器

(1)测量低电导值时(电导值小于10μS),可选购方舟公司的DDS-302+纯水电导仪;或者带温度系数可调的DDS-308+电导仪配0.01 规格常数的钛电极;或者带温度系数可调的DDS-309+电导仪配0.01 规格常数的钛电极并应使用封闭流通式电导测量。

(2)电导值大于10μS 小于100μS,可选购方舟公司的带温度系数可调的DDS-308+、DDS-309+智能电导仪。

(3)电导值大于100μS 时可选择方舟公司的DDS-308+、DDS-309+、DDS-307+、DDS-11A+智能电导仪。

(4)电导值更高时,要依据水中主要离子的温度系数进行补偿,应当选择方舟公司的DDS-308+、DDS-309+带温度系数可调的智能电导仪。

6、根据测量的环境条件或特殊要求,可选择便携式、台式和在线式仪器。

目前一些公司生产的便携式仪器受电池电压影响很大,使用新电池时测量精度较高,但随着电压降低,精度也跟着降低,应注意及时更换电池。

7、如果环境温度高,如长期超过35℃,建议不要购买LCD 液晶显示型。因为长期工作在高温环境,将会损坏液晶。

8、目前市面的一般仪器均无数据保存等功能,有的厂家生产的个别微电脑型仪器需用电池供电保存数据,使用很不方便。

成都世纪方舟科技生产的“+”系列电导仪具有设置和校正数据存储功能, 经设置和校正(标定)后关机一段时间再使用,如未更换电极,可以不再设置和校正(标定)而直接测试样品。对于需要保存测试数据或打印以及与电脑联机要求的用户,成都方舟科技开发公司也可使产品满足您的要求。

9、根据仪器功能和性价比选定测量仪器。

在价格相差不多的情况下,应优先考虑操作简单、带有自动存储设置和校正数据、自动量程转换,自动温度补偿和温度测量等实用功能的智能型仪器。

成都世纪方舟科技生产的“+”系列电导仪,产品价格优、性能好,功能强,应是您最理想的选择。

10 、应选择一家正规的生产厂商和一个好的品牌。购买仪器时首先应查看其产品是否有计量器具生产许可证;二看公司是否有开发和创新能力;三看该公司是否能提供优良的售后服务和应用技术支持。


维护保养

1、仪器在干燥、无腐蚀性气体、无显著振动和强电磁场干扰的环境中使用;

2、电极插头座防止受潮,电导电极导线绝缘良好,导线分布电容小,以免造成不必要的测量误差。

3、光亮的铂电极、镀铂黑的铂电极(长期不使用),一般储存在干燥的地方。

4、为保证仪器的测量精度,应定期进行电导电极常数标定。

5、仪器所使用的电源应有良好的接地,否则会造成测量读数不稳定。

6、长期不使用的仪器,每隔7-15天通电预热一次,以防止电器元件受潮损坏。

7、每隔一年应对仪器性能进行一次全面检定。

注意事项

1. 电极的引线不能潮湿,否则将测不准。

2. 高纯水被盛入容器后应迅速测量,否则电导率升高很快,因为空气中的CO2 溶入水里变成碳酸根离子。

3. 盛被测溶液的容器必须清洁,无离子玷污。

故障排除

1、电源部分

1.在低压交流电源出故障时,指示灯及各灯丝均不亮。检查时可按电源输入、变压器初级、变压器次级低压等的顺序进行检查。

2.高压直流电源在指示灯及各灯丝能亮,但电眼管不发绿光,且更换新电眼管无效时,则问题可发生在高压直流电源部分。检查时可用万能表交流电压500 V档.测整流管两阳极电压,应分别对地各为约250 V。否则问题出在变压器的次级高压或接线。若有电,再用直流电压500 V档测定整流管的阴极,对地应有约+200 V以上。若无直流电压或电压较低时,应更换整流管或滤波电容。并接好各接点。

2、振荡器和阴极输出器的故障

当用高周档测不出准确平衡点时,可先更换振荡管和阴极输出管,若不能解决问题则需测两管的各极电压和接线。振荡管阳极应为约十150 V,二栅极约+ 60 V。阴极输出管的阳极应为约+250 V。可再用高阻耳机或喇叭(低阻的要通过输出变压器)监听,也可用示波器来跟踪检查各讯号点。这样即可发现问题。

3、电桥部分的故障

其表现是不论用高周档还是低周档在测定时旋转读数钮或倍率钮时指示器均闪动不稳,或根本找不到平衡点。

1.先检查桥路中的电极系统

将电极取下接人约1000欧姆的已知电阻,若能测出约1000欧姆阻值则问题就在电极或接线。更换或修复电极系统即可。若不能测得可用下法继续检查。

2.读数钮部分

有时读数钮内部的滑线电阻接触不良,可用干净绸布等擦净接触点,使各处能接触良好即可。

3.倍率钮部分

多因内部波段开关错位或接触不良,可用棉花等吸取少量无水乙醇或三氯乙烯等擦净并复位即可。

4.电容问题

有时指示器的光带边缘模糊不清,可调整桥臂电容,以清晰为度。

4、指示器故障

1.若调桥路电容量后指示器光带边缘仍模糊不清时可更换电眼管6E1或6E2,前者的绿色荧光带为扇形移动,后者为上下移动,且接线不同。

2.指示器动作不灵敏,这时可更换放大管及电眼管,若仍不灵敏则需检查各极电压及接线。

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