電導率儀檢定中的幾個問題及解決方式

康崇鑫

摘 要： 電導率儀的測量原理是電導分析法，用于測量電解質溶液的電導率值，電導率儀的檢定分為電子單元檢定和配套檢定。選用鎮江市計量實驗廠生產的ZX123型檢定電導儀專用交流電阻箱做電導率儀電子單元檢定的標準器，對各單位使用的實驗室型電導率儀和在線電導率儀電子單元進行檢定和校準。

關鍵詞：電導率儀檢定 問題 解決方式

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

對電導率儀進行檢定的主要依據是JJG376-2007《電導率儀檢定規程》，首先請使用者將在線電導率儀電源斷開，然后把安裝電導率儀裝置的門打開，使電導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率儀、便攜式電導率儀及在線電導率儀3種，它們通常都是采用電極電導率測量法。

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性、電子單元引用誤差、電導池常數示值誤差、溫度系數示值誤差4個方面。

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

目前，大部分國產電導率儀都采用2電極法，檢定只要將2個電極與標準電導率箱的2個接線端相連就可以。在測量高電導率時，許多國外廠家則采用了4電極電導率測量法，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準交流電阻信號輸入到被檢定的電導率儀進行檢定。

在檢定電子單元重復性、電子單元引用誤差前，一般需要將電導池常數設置為1.0，目前大部分國產儀器都設置了電導池常數設置程序。也有一些電導率儀沒有設置電極常數，如4電極法的儀器一般要用電導率標準溶液校準來標定電極常數，然后才能測量。檢定時可以用儀器規定的校準溶液電導率值推算對應的電導值，用檢定電導率儀專用交流電阻箱將此電導值輸入到電導率儀后，對儀器進行校準操作，將儀器的電極常數設置為1.0cm-1。還有一部分儀器可以通過恢復出廠狀態來調節電導率常數，如奧豪斯系列的電導率儀在使用狀態下沒有電導池常數設置按鈕，但可以通過在關機狀態下同時按操作界面上的“退出”、“讀數”、“校準”3個按鍵，恢復出廠狀態，此時電導池常數為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，如果使用不當或使用時間過長，電導池常數將發生變化，這時需要將電導池常數重新定值，如果定值后測量誤差仍然偏大，則需要更換電極。

判斷電導率儀電極是否合格，是電導率儀檢定過程中的一個重要步驟，在依據JJG376-2007給出的方法步驟對電極進行檢定前，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，可以根據電極常數所在范圍進行判斷。電極常數值在出廠時都會在電極上注明，一些典型的電極常數如表1所示。對于國產儀器，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率測量，4電極傳感器一般用于高電導率測量。2電極傳感器的電極一般在0.01、0.1、1左右。而4電極傳感器則根據各廠家設計特點各有不同，具體如表1所示。國產電極的電極常數范圍為（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按倍數類推），如果用合適量程的電導率標準溶液檢測計算得到的電極常數明顯超出這個范圍，則一般可認為這個電極不合格。4電極法也可以采用類似方法判斷。

三、電導率溶液的使用

根據JJG376-2007的規定，需要選擇2個量程內的標準溶液對儀器電極常數進行校準以及對儀器引用誤差進行測量，目前，國內已有的氯化鉀電導率標準物質在25℃下的標準電導率值分別為146.5μS/cm、1408.3μS/cm、12.85mS/cm、111.3mS/cm，可以滿足大部分電導率儀的檢定要求。但是對于電導率測量范圍比較低的電導率儀，尤其是用于測量純水或超純水的電導率儀，用氯化鉀電導率標準物質校準是不合適的。

在平常的電導率儀檢測中，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率儀，將其電極接入被測電極所在的管道中進行測量，與被檢儀器的測量值進行比較，從而判斷被檢儀器誤差的大小。

國外生產廠家提供的一些低電導率標準物質可以用來校準低電導率測試儀。如瑞士HAMILTON公司生產的低電導率標準溶液被很多國家級電解質測量的計量協會所承認。其標準值為1.3μS/cm、5μS/cm、15.5μS/cm、84μS/cm、100μS/cm，在25℃時準確度可以達到±1%。其中1.3μS/cm的電導率標準液有效期為1年，其他規格的長達3年。此類標準溶液瓶口敞開在空氣中長達60min，仍可保持經認證的電導率值。

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

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