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Sension5便攜式電導儀的測試原理和應用
發(fā)布時間：2017-09-01
Sension5便攜式電導、鹽度及溶解性總固體儀(簡稱Sension5便攜式電導儀),是一款由美國HACH公司開發(fā)研制的適合于實驗室和野外測試使用的電化學儀器.該儀器只需一個電極即可實現(xiàn)溫度、電導率、鹽度及總溶解性固體濃度四種參數(shù)的測量,并且可以自動處理復雜而費時的校正和測量過程,避免了對電導率常數(shù)進行重復調節(jié)的工作.此外,儀器本身具有數(shù)據(jù)存儲功能,可通過HachLinkTM軟件將數(shù)據(jù)下載至計算機或連接打印機后進行數(shù)據(jù)輸出.
Sension5便攜式電導儀測定電導率和鹽度采用的是標準方法,而測定TDS值是根據(jù)溶液電導率轉化而得.本文以某地區(qū)的地下水樣為例,介紹了Sension5便攜式電導儀測定電導率、TDS和鹽度的原理、工作方式、操作方法和實際應用情況,并與標準稱量法(105℃±3℃)測定TDS的結果進行比較,同時分析了其測量范圍和精度.
1測量原理
1. 1電導率測量原理
電導率指一種物質的導電能力.當對溶液施加電壓時,溶液中的陰陽離子會向與之極性相反的電極移動,產(chǎn)生電流.電流的大小與離子的移動速度有關,而離子的移動速度又受溶劑性能(溫度、黏度)和離子的物理學性能(大小、電荷、濃度)的影響.當溫度升高時,離子移動就會加速,產(chǎn)生較大的電流;而黏度升高時,離子移動則變慢,產(chǎn)生較小的電流[1-4].測量液體的電導率時,將一個傳感器(探頭)放入電解質溶液中,傳感器由兩個具有一定尺寸、間隔一定距離的電極組成,電導率即為其電極間電壓與電流的比率.如果兩個電極間的距離縮小或加大均會改變電導率值.理論上講,電導率測量元件包括兩個1 cm2的電極表面,并且兩電極相距1 cm.電極常數(shù)定義為電極的距離(d)、電極面積(A)、邊緣效應(AR)的比值。
一般來說,電導率測量元件的實際電極常數(shù)(K)是根據(jù)某一已知電導率的標準溶液的測量值來確定的,被測溶液的電導率則為測出的電導乘以電極常數(shù)(K)所得到.如果溫度改變,溶液的電導率也會改變.為了精確,所有需要測定的值必須根據(jù)溶液的溫度進行修正.溶液的溫度補償電導率是指溶液在參比溫度下(25℃或20℃)所表現(xiàn)出的電導率.
1. 2TDS測量理論
一般來講,實驗室測量TDS的標準方法為稱量法,具體參照GB57750-85《生活飲用水標準檢驗方法》[1]. Sension5便攜式電導儀測定TDS值時首先將不同溫度、不同濃度的NaCl標準溶液具有的電導率數(shù)據(jù)儲存于儀器中,然后將樣品具有的電導率及溫度與存儲在儀器內(nèi)的數(shù)據(jù)相比較,以mg/LNaCl的形式輸出樣品的TDS值.
1. 3鹽度測量理論
鹽度反映了溶液中溶解性鹽份的含量,用于描述海水、自然和工業(yè)用水的指標,其大小通常采用實用鹽標來表示.采用標準稱量法配成濃度為32. 435 7‰的KCl溶液作為鹽度的準確參考標準,并規(guī)定其鹽度值為35‰.溶液的鹽度通過在一個標準大氣壓、15℃下,樣品與實用鹽標的電導率相比得到。
C樣品、C鹽標―――分別代表樣品、實用鹽標的電導率.
Sension5便攜式電導儀測量鹽度值是根據(jù)溶液的電導率值并按照標準轉化為鹽度的.
2儀器工作方式及方法
2. 1設置菜單
Sension5便攜式電導儀有一個“設置”菜單功能項,按SETUP鍵即可進入.屏幕上將顯示箭頭圖標,按向上及向下箭頭鍵在所需選項間滾動,然后按ENTER鍵進入該選項后進行設置,按EXIT鍵退出菜單。
2. 2儀器校正
使用已知電導率的NaCl標準液.儀器出廠設置為使用25℃時電導率為1000 uS/cm或18 mS/cm的NaCl標準液.此外,也可通過鍵盤輸入其它已知電導率值的標準液.儀器在校準過程中使用非線性溫度系數(shù)來修正測量結果.如果不是使用以氯化鈉為基準的標準液(例如, 53 mS/cm的標準液),則要使校準溫度盡量接近25℃,以保證最高的準確度.
2. 3測量
測量水樣時,將探頭放入樣品中,確保探頭尾端的開槽完全浸沒.用探頭攪動樣品5~10 s鐘,以驅除尾端開槽中可能存在的氣泡. (1)按鍵盤上的COND鍵,儀器顯示結果即為當前所測樣品的電導率值; (2)按鍵盤上的TDS鍵,儀器將根據(jù)當前的電導測量值顯示TDS值; (3)按鍵盤上的SAL鍵,儀器顯示結果為所測樣品的鹽度值.
3應用實例分析
本實例選擇某地區(qū)的高礦化度地下水為測試水樣,把水樣與淡水按照不同比例混合后,利用Sension5便攜式電導儀測定混合水樣的電導率、TDS和鹽度值.同時用稱量法(105℃±3℃)測定混合水樣的TDS值。
水樣的電導率與TDS、sal關系見圖1.從表2和圖1中可以看出: (1)各水樣采用儀器法和稱量法測定的TDS值基本一致,當0. 9 g/L 差范圍內(nèi),說明Sension5儀器法測定TDS值可行且測量范圍廣; (2)各水樣采用Sension5便攜式電導儀測定的TDS和鹽度都是根據(jù)電導率校正所得,相關系數(shù)都為γ=1. 0,該儀器能很好地應用于TDS值和鹽度的測定.
4結束語
(1)儀器法和稱量法測定水樣TDS值基本一致,誤差小,說明該儀器測定TDS可行.
(2)Sension5便攜式電導儀能簡便快速地測定水樣的電導率、TDS和鹽度.測試結果精度高、測量范圍廣,可應用于野外和室內(nèi)水樣的測定.
摘自：中國計量測控網(wǎng)
