電導(dǎo)率測(cè)定儀的工作原理
電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。水的電導(dǎo)率與其所含無(wú)機(jī)酸、堿、鹽的量有一定的關(guān)系,當(dāng)它們的濃度較低時(shí),電導(dǎo)率隨著濃度的增大而增加,因此,該指標(biāo)常用于推測(cè)水中離子的總濃度或含鹽量。
水質(zhì)硬度單位換算
硬度單位 ppm 德國(guó)硬度 法國(guó)硬度 英國(guó)硬度
1ppm = 1.000ppm 0.0560 0.1 0.0702
1德國(guó)硬度= 17.847ppm 1 1.7847 1.2521
1法國(guó)硬度= 10.000ppm 0.5603 1 0.7015
1英國(guó)硬度= 14.286ppm 0.7987 1.4285 1
電導(dǎo)率與水的硬度
水溶液的電導(dǎo)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(dǎo)率越大。電導(dǎo)率和溶解固體量濃度的關(guān)系近似表示為:1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬(wàn)單位CaCO3)。利用電導(dǎo)率儀或總固體溶解量計(jì)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(dǎo)率 = 0.5ppm硬度[1]
但是需要注意:
(1)以電導(dǎo)率間接測(cè)算水的硬度,其理論誤差約20-30ppm
(2)溶液的電導(dǎo)率大小決定分子的運(yùn)動(dòng),溫度影響分子的運(yùn)動(dòng),為了比較測(cè)量結(jié)果,測(cè)試溫度一般定為20℃或25℃
(3)采用試劑檢測(cè)可以獲取比較準(zhǔn)確的水的硬度值。
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(chēng)為軟水,反之稱(chēng)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(shí)性硬水(煮沸暫時(shí)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*性硬水。依照水的總硬度值大致劃分,總硬度0-30ppm稱(chēng)為軟水,總硬度60ppm以上稱(chēng)為硬水,高品質(zhì)的飲用水不超過(guò)25ppm,高品質(zhì)的軟水總硬度在10ppm以下。在天然水中,遠(yuǎn)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(kù)水,多屬于暫時(shí)性硬水,部分地下水屬于高硬度水。
關(guān)于水質(zhì)硬度換算常見(jiàn)單位的換算有 :
1mmol/L(1/2Ca2+ 、 1/2Mg2+)=50 ppm( 以 CaC03計(jì) )
1mmol/L(1/2Ca2+、 1/2Mg2+)=2.92grain/gallon(格令 / 加侖 )
lgrain/gallon( 格令 / 加侖 ) =17.lppm( 以 CaC03計(jì))
1m3=264gallon (US)( 美加侖 )=22O ganon(UK)(英加倫 )
lkg=2.2pounds ( 英鎊 )
1ppm=1mg/L
TDS(總?cè)芙庑怨腆w)用來(lái)衡量水中所有離子的總含量,通常以ppm表示。
在純水誰(shuí)制造業(yè),電導(dǎo)率也可用來(lái)間接表示成TDS。
溶液的電導(dǎo)率等于溶液中各種離子電導(dǎo)率之和。
經(jīng)驗(yàn)公式是:將以微西門(mén)子為單位的電導(dǎo)率折半約等于TDS(ppm)
有時(shí)TDS 也用其它鹽類(lèi)表示,如CaCO3(系數(shù)則為0.66)
TDS與電導(dǎo)率的換算系數(shù)可以在0.4-1.0之間調(diào)節(jié),以對(duì)應(yīng)不同種類(lèi)的電解質(zhì)溶液。
電導(dǎo)率
電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力,與電阻值相對(duì),單位Siemens/cm 。
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(dǎo)(G)是電阻(R)的倒數(shù)。因此當(dāng)兩個(gè)電極(通常為鉑電極或鉑黑電極)插入溶液中,可以測(cè)出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律,溫度一定時(shí),這個(gè)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(zhǎng)1cm,截面積為1cm2導(dǎo)體的電阻,其大小決定于物質(zhì)的本性。
據(jù)上式,導(dǎo)體的電導(dǎo)(G)可表示成下式:G =1/R=(1/ρ)×(A/L)=K×(1/J) ;其中,K=1/ρ稱(chēng)為電導(dǎo)率,J =L/A稱(chēng)為電極常數(shù);電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率指相距1cm的兩平行電極間充以1cm3溶液時(shí)所具有的電導(dǎo)。由上式可見(jiàn),當(dāng)已知電極常數(shù)(J),并測(cè)出溶液電阻(R)或電導(dǎo)(G)時(shí),即可求出電導(dǎo)率。
電導(dǎo)率測(cè)定儀的性能特點(diǎn)
●全中文顯示,界面友好:所有的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和操作提示都是中文顯示,*沒(méi)有廠家自己定義的符號(hào)或代碼。
●簡(jiǎn)單的菜單結(jié)構(gòu),文本式的人表對(duì)話:使用起來(lái)更清晰、方便,按照屏幕上的提示就可操作。
●多參數(shù)同時(shí)顯示:同時(shí)顯示電導(dǎo)率、輸出電流、溫度、時(shí)間和狀態(tài)。
●(超)純水的自動(dòng)補(bǔ)償:對(duì)于超純水,實(shí)現(xiàn)了顯示25℃時(shí)的電導(dǎo)率自動(dòng)溫度補(bǔ)償。
●記事本功能:忠實(shí)記錄儀表的操作使用情況和報(bào)警的發(fā)生時(shí)間,便于管理。
●歷史曲線和數(shù)字記錄儀功能:二次表每隔5分鐘自動(dòng)存儲(chǔ)一次測(cè)量數(shù)據(jù),可連續(xù)存儲(chǔ)一個(gè)月的電導(dǎo)率。
●數(shù)字時(shí)鐘功能:顯示當(dāng)前的時(shí)間,為數(shù)字記錄儀功能提供時(shí)間基準(zhǔn)。
●背光功能:可在光線昏暗或*沒(méi)光亮的環(huán)境下使用,根據(jù)溫度變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)比度到zui清晰。
●防程序飛死:看門(mén)狗程序確保儀表不會(huì)死機(jī),這是在線式儀表的基本要求。
●輸出電流設(shè)置與檢查功能:手動(dòng)電流源功能,可檢查和任意設(shè)定輸出電流值,方便檢測(cè)記錄儀和下位機(jī)。
●軟件設(shè)定電流輸出方式:軟件選擇是0~10mA或4~20mA輸出。
電導(dǎo)率測(cè)定儀的優(yōu)缺點(diǎn)
筆形電導(dǎo)率儀,一般制成單一量程,測(cè)量范圍狹,為簡(jiǎn)便儀器。筆形還有制成TDS計(jì),用于測(cè)量飲用水質(zhì)量,鹽度計(jì)測(cè)量湯(溶液)鹽度等。[1]
便攜式和實(shí)驗(yàn)室電導(dǎo)率儀測(cè)量范圍較廣,為常用儀器,不同點(diǎn)是便攜式采用直流供電,可攜帶到現(xiàn)場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)室電導(dǎo)率儀測(cè)量范圍廣、功能多、測(cè)量精度高。
工業(yè)用電導(dǎo)率儀的特點(diǎn)是要求穩(wěn)定性好、工作可靠,有一定的測(cè)量精度、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng),具有模擬量輸出、數(shù)字通訊、上下限報(bào)警和控制功能等。
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