實驗室檢測儀器電導率儀的測量原理和分類

圖4 電導率儀測量原理圖

電導率儀測量原理比較簡單,主要由振蕩器、放大器和指示器等部分組成。電導率儀的工作原理如圖4所示。

由歐姆定律可知:

                           Em = ER_m / (R_m+R_x) = ER_m÷( R_m+K_cell/κ)

K_cell為電導池常數,κ為電導率,當E、R_m和K_cell均為常數時,由電導率κ的變化必將引起E_m的變化,所以測量E_m的大小,也就測得溶液電導率的數值。將E_m值送至交流放大器放大,再經過訊號整流,以獲得推動表頭的直流訊號輸出,表頭直讀電導率。

樣品的電導(G)是電阻(R)的倒數。當把兩個電極(通常為鉑電極或鉑黑電極)插入溶液中,可以測出兩電極間的電阻R,根據歐姆定律,溫度一定時,這個電阻值與電極間距L(cm)成正比,與電極橫截面積A(cm²)成反比,公式如下:

                                                    R = ρ* (L/A)  

                                      G = 1/R = 1/ρ* (A/L) = κ*(1/J)

其中,ρ為電阻率,κ為電導率,κ=1/ρ;J =L/A為電極常數。

電解質溶液電導率為相距1cm兩平行電極間1cm³溶液時所具有的電導。當電極常數可知時,測定溶液的電導或電阻,即可求得電導率。

電導率儀主要由電導池系統和測量儀表組成,其中,電導池系統包括電導池,待測電解質溶液、感溫元件和電導電極,具體如圖5所示。

圖5電導率儀構成示意圖

電導率儀根據其功能和應用場景不同,主要可分為臺式電導率儀、便攜式電導率儀和工業在線電導率儀。