康崇鑫

摘 要： 電導(dǎo)率儀的測量原理是電導(dǎo)分析法，用于測量電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率值，電導(dǎo)率儀的檢定分為電子單元檢定和配套檢定。選用鎮(zhèn)江市計量實驗廠生產(chǎn)的ZX123型檢定電導(dǎo)儀專用交流電阻箱做電導(dǎo)率儀電子單元檢定的標(biāo)準(zhǔn)器，對各單位使用的實驗室型電導(dǎo)率儀和在線電導(dǎo)率儀電子單元進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：電導(dǎo)率儀檢定 問題 解決方式

中圖分類號：TM934 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0289-01

對電導(dǎo)率儀進(jìn)行檢定的主要依據(jù)是JJG376-2007《電導(dǎo)率儀檢定規(guī)程》，首先請使用者將在線電導(dǎo)率儀電源斷開，然后把安裝電導(dǎo)率儀裝置的門打開，使電導(dǎo)率儀的接線端子能被看到并方便操作，這時就可以接線了。在平常的檢定中一般會遇到實驗室電導(dǎo)率儀、便攜式電導(dǎo)率儀及在線電導(dǎo)率儀3種，它們通常都是采用電極電導(dǎo)率測量法。

一、電子單元部分的檢定

電子單元部分的檢定包括電子單元重復(fù)性、電子單元引用誤差、電導(dǎo)池常數(shù)示值誤差、溫度系數(shù)示值誤差4個方面。

在檢定前，需要將標(biāo)準(zhǔn)電阻箱與電子單元連接起來。目前，國產(chǎn)的檢定電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率箱只提供了三芯插頭和直插頭，可以和大部分國產(chǎn)儀器配套使用。對于不是三孔接線的電導(dǎo)率儀，接線頭有很多不同種類，如需要對電子單元部分進(jìn)行檢定，可以和廠家聯(lián)系要求其提供配套接線，也可以根據(jù)儀器說明書自行接線。

目前，大部分國產(chǎn)電導(dǎo)率儀都采用2電極法，檢定只要將2個電極與標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率箱的2個接線端相連就可以。在測量高電導(dǎo)率時，許多國外廠家則采用了4電極電導(dǎo)率測量法，4電極法將電壓電極與電流電極分離，能夠消除溶液測量過程中極化作用造成的測量誤差，是對傳統(tǒng)的2電極法的完善。在檢定時，可以采用2電極法的檢定原理處理4電極法電導(dǎo)率儀的檢定。將4個電極分成兩組，每組為一個電壓電極和一個電流電極。然后將每組作為一個輸入端，兩個輸入端恰好可以將標(biāo)準(zhǔn)交流電阻信號輸入到被檢定的電導(dǎo)率儀進(jìn)行檢定。

在檢定電子單元重復(fù)性、電子單元引用誤差前，一般需要將電導(dǎo)池常數(shù)設(shè)置為1.0，目前大部分國產(chǎn)儀器都設(shè)置了電導(dǎo)池常數(shù)設(shè)置程序。也有一些電導(dǎo)率儀沒有設(shè)置電極常數(shù)，如4電極法的儀器一般要用電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)來標(biāo)定電極常數(shù)，然后才能測量。檢定時可以用儀器規(guī)定的校準(zhǔn)溶液電導(dǎo)率值推算對應(yīng)的電導(dǎo)值，用檢定電導(dǎo)率儀專用交流電阻箱將此電導(dǎo)值輸入到電導(dǎo)率儀后，對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)操作，將儀器的電極常數(shù)設(shè)置為1.0cm-1。還有一部分儀器可以通過恢復(fù)出廠狀態(tài)來調(diào)節(jié)電導(dǎo)率常數(shù)，如奧豪斯系列的電導(dǎo)率儀在使用狀態(tài)下沒有電導(dǎo)池常數(shù)設(shè)置按鈕，但可以通過在關(guān)機(jī)狀態(tài)下同時按操作界面上的“退出”、“讀數(shù)”、“校準(zhǔn)”3個按鍵，恢復(fù)出廠狀態(tài)，此時電導(dǎo)池常數(shù)為1cm-1。

二、配套儀器的檢定

對于配套儀器需要檢定溫度測量示值誤差、儀器引用誤差、儀器重復(fù)性3個項目。此時需將電極與電子單元部分連接。電極屬于易損耗品，如果使用不當(dāng)或使用時間過長，電導(dǎo)池常數(shù)將發(fā)生變化，這時需要將電導(dǎo)池常數(shù)重新定值，如果定值后測量誤差仍然偏大，則需要更換電極。

判斷電導(dǎo)率儀電極是否合格，是電導(dǎo)率儀檢定過程中的一個重要步驟，在依據(jù)JJG376-2007給出的方法步驟對電極進(jìn)行檢定前，可以做一些初步判斷。首先，可以觀察電極外觀，如果鉑黑電極表面不均勻甚至部分發(fā)生脫離，光亮電極表面有明顯污跡且無法清除，則初步判定該電極不合格，需要更換。另一方面，可以根據(jù)電極常數(shù)所在范圍進(jìn)行判斷。電極常數(shù)值在出廠時都會在電極上注明，一些典型的電極常數(shù)如表1所示。對于國產(chǎn)儀器，一般采用2電極法；而對于很多國外儀器，2電極傳感器一般用于低電導(dǎo)率測量，4電極傳感器一般用于高電導(dǎo)率測量。2電極傳感器的電極一般在0.01、0.1、1左右。而4電極傳感器則根據(jù)各廠家設(shè)計特點(diǎn)各有不同，具體如表1所示。國產(chǎn)電極的電極常數(shù)范圍為（0.8—1.2）cm-1（此處指1.0級電極，0.1級等其他級別的電極常數(shù)按倍數(shù)類推），如果用合適量程的電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測計算得到的電極常數(shù)明顯超出這個范圍，則一般可認(rèn)為這個電極不合格。4電極法也可以采用類似方法判斷。

三、電導(dǎo)率溶液的使用

根據(jù)JJG376-2007的規(guī)定，需要選擇2個量程內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溶液對儀器電極常數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)以及對儀器引用誤差進(jìn)行測量，目前，國內(nèi)已有的氯化鉀電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率值分別為146.5μS/cm、1408.3μS/cm、12.85mS/cm、111.3mS/cm，可以滿足大部分電導(dǎo)率儀的檢定要求。但是對于電導(dǎo)率測量范圍比較低的電導(dǎo)率儀，尤其是用于測量純水或超純水的電導(dǎo)率儀，用氯化鉀電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)是不合適的。

在平常的電導(dǎo)率儀檢測中，可用比對方法解決此問題。也就是使用一臺已被檢定合格的電導(dǎo)率儀，將其電極接入被測電極所在的管道中進(jìn)行測量，與被檢儀器的測量值進(jìn)行比較，從而判斷被檢儀器誤差的大小。

國外生產(chǎn)廠家提供的一些低電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可以用來校準(zhǔn)低電導(dǎo)率測試儀。如瑞士HAMILTON公司生產(chǎn)的低電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液被很多國家級電解質(zhì)測量的計量協(xié)會所承認(rèn)。其標(biāo)準(zhǔn)值為1.3μS/cm、5μS/cm、15.5μS/cm、84μS/cm、100μS/cm，在25℃時準(zhǔn)確度可以達(dá)到±1%。其中1.3μS/cm的電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)液有效期為1年，其他規(guī)格的長達(dá)3年。此類標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶口敞開在空氣中長達(dá)60min，仍可保持經(jīng)認(rèn)證的電導(dǎo)率值。

國內(nèi)也有低電導(dǎo)率溶液配制的相關(guān)研究，例如，天津大學(xué)的葉泓在其碩士畢業(yè)論文《低電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液的研制》中介紹了一種以正丙醇-水混合物為溶劑的低電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法。其以已有的電導(dǎo)率值為1408.3μS/cm（25℃）的國家二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW（E）130281氯化鉀電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為基礎(chǔ)，用正丙醇-水混合物為溶劑將其稀釋，制備了電導(dǎo)率值可以達(dá)到17.7μS/cm（25℃）的低電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液。其適用于對電導(dǎo)率儀在其低量程0—20μS/cm范圍內(nèi)的校準(zhǔn)。但要將其作為一種國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還要經(jīng)過相關(guān)部門的嚴(yán)格考核和認(rèn)定。

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