卡氏庫侖法儀器原理

　　1．1935年卡爾－費休（KarlFischer）首先提出了利用容量分析測定水分的方法，這種方法即是GB6283《化工產品中水分含量的測定》中的目測法。目測法只能測定無色液體物質的水分。后來，又發展為電量法。隨著科技的發展，繼而又將庫侖計與容量法結合起來推出庫侖法。這種方法即是GB7600《運行中變壓器油水分含量測定法（庫侖法）》中的測試方法。現在的分類目測法和電量法統稱為容量法。卡氏方法分為卡氏容量法和卡氏庫侖法兩大方法。兩種方法都被許多國家定為標準分析方法，用來校正其他分析方法和測量儀器。

　　2．卡氏庫侖法測定水分是一種電化學方法。其原理是儀器的電解池中的卡氏試劑達到平衡時注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成***吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在陽極電解產生，從而使氧化還原反應不斷進行，直至水分全部耗盡為止，依據法拉第電解定律，電解產生碘是同電解時耗用的電量成正比例關系的，其反應如下：

　　H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3

　　C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3

　　在電解過程中,電極反應如下:

　　陽極:2I--2e→I2

　　陰極:I2+2e→2I -

　　 2H++2e→H2↑

　　從以上反應中可以看出，即1摩爾的碘氧化1摩爾的二氧化硫，需要1摩爾的水。所以是1摩爾碘與1摩爾水的當量反應，即電解碘的電量相當于電解水的電量，電解1摩爾碘需要2×96493庫侖電量，電解1毫摩爾水需要電量為96493毫庫侖電量。

　　樣品中水分含量按（1）式計算：

　　 式中：W---樣品中的水分含量，μg；

　　 Q---電解電量，mC；

　　18---水的分子量；

　　3．華坤儀器的特點

　　華坤儀器原理方框圖如圖1所示。測量電極信號送至單片機Ⅰ。由單片機Ⅰ首先診斷儀器狀況。儀器正常時，信號經片內A/D轉換再經數字濾波，輸出一個電壓控制信號。此信號經過壓控電流源變換后加到電解電極上。電解電極的電流經運算放大器轉換成電壓信號，輸入到V/F變換器。由單片機Ⅱ對V/F變換后的頻率進行累加積分。此積分結果 與公式（1）相對應，由此可以計算出水分含量。單片機Ⅱ還負責完成頻率響應，信息顯示，打印輸出及與單片機Ⅰ的通訊功能，控制單片機Ⅰ的啟動、停止。