電導率儀詳解
檢測目標
電導率儀用于測量水體的電導率（單位：μS/cm 或 mS/cm），間接反映溶液中的離子總濃度（即溶解鹽類、礦物質等帶電粒子的總量），常用于評估水質純度、鹽度及溶解固體含量（TDS）。
核心原理
電導率測量基于歐姆定律，通過電極間電流的傳導能力判斷溶液的導電性：
- 電極結構：
- 接觸式電極：由兩片平行金屬板（通常為鉑或石墨）組成，直接浸入溶液。
- 感應式電極（無電極式）：通過電磁感應原理測量，避免電極極化，適用于高電導率或易污染液體。
- 工作原理：
- 施加交流電壓（防止電解反應導致極化），測量電極間電流。
- 根據(jù)公式計算電導率（(G)）：
[ G = \frac{I}{V} \cdot K ]- (I)：電流
- (V)：電壓
- (K)：電極常數(shù)（由電極間距和面積決定，常見值0.1、1.0、10 cm?1）。
- 溫度補償：
- 電導率隨溫度升高而增大（約2%/℃），儀器內置溫度傳感器自動補償至標準溫度（通常25℃）。
電導率與鹽度/TDS的關系
- 鹽度：通過電導率推算海水或咸水中的總溶解鹽量（單位：ppt，千分之一）。
- TDS（總溶解固體）：電導率乘以經驗系數(shù)（通常0.5-0.7）估算，公式：
[ \text{TDS (mg/L)} = k \times \text{電導率 (μS/cm)} ]
（實際系數(shù)因離子種類而異，需根據(jù)水質校準）。
校準與操作步驟
- 校準方法：
- 使用標準KCl溶液（如0.01M KCl，電導率1413 μS/cm @25℃）校準電極常數(shù)。
- 調節(jié)儀器至標準值，確保測量準確性。
- 測量流程：
- 清潔電極，浸入待測溶液并攪拌以消除氣泡。
- 等待讀數(shù)穩(wěn)定（通常10-30秒），記錄溫度補償后的電導率值。
應用場景
- 水質監(jiān)測：
- 飲用水純度檢測（純凈水電導率<10 μS/cm）。
- 污水廠排放監(jiān)測（高電導率提示工業(yè)鹽類污染）。
- 農業(yè)與水產：
- 灌溉水鹽度控制（防止土壤鹽堿化）。
- 海水養(yǎng)殖鹽度實時監(jiān)控（正常海水約50 mS/cm）。
- 工業(yè)過程：
- 鍋爐水處理（低電導率防結垢）。
- 化學品濃度在線檢測（如酸、堿溶液）。
- 科研實驗：
- 溶液離子強度研究。
- 環(huán)境水樣鹽度梯度分析。
維護與常見問題
| 問題 | 原因 | 解決方案 |
|---|---|---|
| 讀數(shù)不穩(wěn)定 | 電極污染或氣泡附著 | 用軟布清潔電極，攪拌溶液 |
| 校準偏差大 | 電極常數(shù)設置錯誤 | 重新校準或更換標準液 |
| 溫度補償失效 | 溫度探頭損壞或未連接 | 檢查探頭連接，更換損壞部件 |
| 電極腐蝕 | 長期接觸強酸/堿溶液 | 使用耐腐蝕材質（如鈦合金） |
技術擴展
- 四電極技術：采用兩對電極（驅動與測量電極），消除極化干擾，適合高精度測量。
- 多參數(shù)探頭：集成pH、溶解氧、電導率模塊，實現(xiàn)水質多指標同步監(jiān)測。
- 無線傳感器：物聯(lián)網(wǎng)（IoT）電導率儀，遠程實時傳輸數(shù)據(jù)至云平臺。
總結
電導率儀通過測量溶液的導電性快速評估離子濃度，廣泛應用于環(huán)境、工業(yè)及科研領域。正確選擇電極類型、定期校準與維護是確保數(shù)據(jù)可靠的關鍵。對于復雜水體，需結合其他參數(shù)（如pH、離子色譜）綜合分析，以全面解讀水質特征。
