淺談溶液電導率的測量

饒日耀（福建省南平市計量所，福建南平，353000）

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淺談溶液電導率的測量

饒日耀
（福建省南平市計量所，福建南平，353000）

摘要：在溶液電導率的測量中，常常由于電導率儀溫度補償不準引起測量誤差，文章提出一種新的測量方法，減少了因溫度補償不準引入的測量誤差。

關鍵詞：參考溫度；電導率溫度系數；電導率

早期生產的電導率儀雖然具有自動溫度補償電路，但由于設計中存在的一些問題，這些溫度補償電路存在著較大的溫度補償誤差，并且一般都是固定電導溫度系數為2%，不能調節。而不同的溶液在不同濃度時，溶液的電導率溫度系數往往不同。溫度補償不準而造成的電導率測量誤差是測量誤差的主要來源。本人在對各種溶液的電導率測量中，總結出一種測量方法能較準確的測出被測溶液在參考溫度下的電導率。

一般電導率測量儀器都有一個參考溫度（通常是25℃），在該溫度下測得的電導率即為溶液的電導率。在實際測量中，被測溶液的溫度往往不是參考溫度，因此測得的電導率值均與參考值有較大差別，因此在電導率儀的設計中，往往會加入溫度補償電路，使得在不同溫度下測得的電導率值都能折算成25℃時電導率值。計量檢定部門在對電導儀進行示值誤差檢定時，均是在電導率儀參考溫度下進行的。因為在該溫度下，測得的電導率值為溶液的電導率的實際值。不存在由于溫度不同引入的補償。對于KCL溶液，電導率的溫度系數大約為2%，即溫度每升高一度，電導率增加2%。對于不同的被測溶液，電導率有著不同的溫度系數。為了確定被測溶液的電導率溫度系數。可以采用不進行溫度補償（電導儀溫度置于參考溫度），將被測溶液置于不同溫度下，測量被測溶液的電導率的實際值。得到一組不同溫度下，溶液電導率的實際測量值。利用線性回歸方程，計算出該溶液的電導率溫度系數。以下是對標稱值146.5μS/cm（在25℃）KCL溶液，在不同溫度下測得的電導率。

以(T-TR)為輸入變量，溶液電導率K為輸出。利用最小二乘法進行線性擬合得到如下公式：

其中：K為溶液在不同溫度下測得的實際電導率，T為被測溶液的溫度，TR為電導率儀的參考溫度，這里為25℃。

大多數溶液的電導率與溫度有如下關系：

其中：KR為溶液在參考溫度下的電導率值

σ為溶液的電導率溫度系數。

比較公式（1）和（3），可知：a= KRb= KR*σ

在實際測量中，如果測量時，溶液的溫度為T，電導率儀在參考溫度下（未經溫度補償）測量的電導率為K，則依據公式（2），溶液在參考溫度的電導率KR為：

本例中以T＝35℃時的測量結果K＝176.5μS/cm，σ＝1.98%，TR＝25℃帶入上式計算出KR＝147.3μS/cm與25 ℃時實際測得的146.5μS/cm比較接近。

因此，在測量溶液的電導率時，只要事先通過測量溶液不同溫度下的實際電導率值，建立線性回歸方程，計算出了溶液的電導率溫度系數。在后續的溶液電導率測量時，只要放在參考溫度下（未經溫度補償）測量，測量出溶液的電導率實際值。同時測量出被測溶液的溫度，我們就能通過公式（5），比較準確的計算出參考溫度下的溶液的電導率。有效的減少溫度補償器不準及溶液電導溫度系數與儀器內部設置的電導率溫度系數不同造成的測量誤差。值得注意的是，由于不同溶液具有不同的電導率溫度系數，因此對每種不同的被測溶液都應按上述方法建立線性回歸方程。計算出相應的電導率溫度系數。才能在今后的測量中應用公式（5）計算出不同溶液參考溫度的電導率。

參考文獻

[1]陳怡,李平等.電磁式電導濃度儀[J].化工自動化及儀表.2011(24).

[2]張國雄.精密儀器電路[M].機械工業出版社,2011:20-22.

[3]徐一鳴.純水電導率測定中的溫度補償[J].分析儀器,2013(05).

Discussion on the measurement of solution conductivity

Rao Riyao
（Metrology Institute, Nanping City, Fujian Province,Nanping Fujian,353000）

Abstract：In measuring electrical conductivity of solution,often because of the conductivity meter allowed measurement errors caused by temperature compensation,this paper puts forward a new measuring method, reduces the measurement error due to temperature compensation are introduced.At the same time measuring the temperature of the measured solution, we can through the formula,more accurate calculation of the reference temperature of the solution of the electrical conductivity.The effective reduction of the temperature compensator is not allowed。

Keywords：reference temperature; conductivity temperature coefficient;electrical conductivity