電導(dǎo)率儀檢定中的幾個(gè)問(wèn)題及解決方式

康崇鑫

摘 要： 電導(dǎo)率儀的測(cè)量原理是電導(dǎo)分析法，用于測(cè)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(jì)量實(shí)驗(yàn)廠生產(chǎn)的ZX123型檢定電導(dǎo)儀專(zhuān)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(duì)各單位使用的實(shí)驗(yàn)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(wèn)題 解決方式

中圖分類(lèi)號(hào)：TM934 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）03-0289-01

對(duì)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(qǐng)使用者將在線電導(dǎo)率儀電源斷開(kāi)，然后把安裝電導(dǎo)率儀裝置的門(mén)打開(kāi)，使電導(dǎo)率儀的接線端子能被看到并方便操作，這時(shí)就可以接線了。在平常的檢定中一般會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)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(cè)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(gè)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(lái)。目前，國(guó)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(guó)產(chǎn)儀器配套使用。對(duì)于不是三孔接線的電導(dǎo)率儀，接線頭有很多不同種類(lèi)，如需要對(duì)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(shuō)明書(shū)自行接線。

目前，大部分國(guó)產(chǎn)電導(dǎo)率儀都采用2電極法，檢定只要將2個(gè)電極與標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率箱的2個(gè)接線端相連就可以。在測(cè)量高電導(dǎo)率時(shí)，許多國(guó)外廠家則采用了4電極電導(dǎo)率測(cè)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(cè)量過(guò)程中極化作用造成的測(cè)量誤差，是對(duì)傳統(tǒng)的2電極法的完善。在檢定時(shí)，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(gè)電極分成兩組，每組為一個(gè)電壓電極和一個(gè)電流電極。然后將每組作為一個(gè)輸入端，兩個(gè)輸入端恰好可以將標(biāo)準(zhǔn)交流電阻信號(hào)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(guó)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(méi)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(lái)標(biāo)定電極常數(shù)，然后才能測(cè)量。檢定時(shí)可以用儀器規(guī)定的校準(zhǔn)溶液電導(dǎo)率值推算對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)值，用檢定電導(dǎo)率儀專(zhuān)用交流電阻箱將此電導(dǎo)值輸入到電導(dǎo)率儀后，對(duì)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(guò)恢復(fù)出廠狀態(tài)來(lái)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(méi)有電導(dǎo)池常數(shù)設(shè)置按鈕，但可以通過(guò)在關(guān)機(jī)狀態(tài)下同時(shí)按操作界面上的“退出”、“讀數(shù)”、“校準(zhǔn)”3個(gè)按鍵，恢復(fù)出廠狀態(tài)，此時(shí)電導(dǎo)池常數(shù)為1cm-1。

二、配套儀器的檢定

對(duì)于配套儀器需要檢定溫度測(cè)量示值誤差、儀器引用誤差、儀器重復(fù)性3個(gè)項(xiàng)目。此時(shí)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電導(dǎo)池常數(shù)將發(fā)生變化，這時(shí)需要將電導(dǎo)池常數(shù)重新定值，如果定值后測(cè)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(guò)程中的一個(gè)重要步驟，在依據(jù)JJG376-2007給出的方法步驟對(duì)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(wú)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(shí)都會(huì)在電極上注明，一些典型的電極常數(shù)如表1所示。對(duì)于國(guó)產(chǎn)儀器，一般采用2電極法；而對(duì)于很多國(guó)外儀器，2電極傳感器一般用于低電導(dǎo)率測(cè)量，4電極傳感器一般用于高電導(dǎo)率測(cè)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(jì)特點(diǎn)各有不同，具體如表1所示。國(guó)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(jí)電極，0.1級(jí)等其他級(jí)別的電極常數(shù)按倍數(shù)類(lèi)推），如果用合適量程的電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)計(jì)算得到的電極常數(shù)明顯超出這個(gè)范圍，則一般可認(rèn)為這個(gè)電極不合格。4電極法也可以采用類(lèi)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(gè)量程內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)儀器電極常數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)以及對(duì)儀器引用誤差進(jìn)行測(cè)量，目前，國(guó)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(duì)于電導(dǎo)率測(cè)量范圍比較低的電導(dǎo)率儀，尤其是用于測(cè)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(cè)中，可用比對(duì)方法解決此問(wèn)題。也就是使用一臺(tái)已被檢定合格的電導(dǎo)率儀，將其電極接入被測(cè)電極所在的管道中進(jìn)行測(cè)量，與被檢儀器的測(cè)量值進(jìn)行比較，從而判斷被檢儀器誤差的大小。

國(guó)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(lái)校準(zhǔn)低電導(dǎo)率測(cè)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(guó)家級(jí)電解質(zhì)測(cè)量的計(jì)量協(xié)會(huì)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(shí)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(zhǎng)達(dá)3年。此類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶口敞開(kāi)在空氣中長(zhǎng)達(dá)60min，仍可保持經(jīng)認(rèn)證的電導(dǎo)率值。

國(guó)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(guó)家二級(jí)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?zhuān)苽淞穗妼?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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還要經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)的嚴(yán)格考核和認(rèn)定。

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