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电导仪的构造原理及使用方法

作者： 2009-08-06 点击4505

 

电解质溶液的电导测量除可用交流电桥法外，目前多数采用电导仪进行，它的特点是测量范围广，快速直读及操作方便，如配接自动电子电势差计后，还可对电导的测量进行自动记录。电导仪的类型很多，基本原理大致相同，这里仅以天津永红仪器厂生产的DDS-11电导仪为例简述其构造原理及使用方法，同时介绍较新型的DDS-307型电导仪使用方法。
    1.测量原理
仪器由振荡器，放大器和指示器等部分组成。其测量原理可参看图。
图中：E为振荡器产生的标准电压；Rx为电导池的等效电阻；Rm为标准电阻器；Em为Rm上的交流分压。
由欧姆定律及图可得：
                                    
由此可见，当Rm、E为常数时，溶液的电导度有所改变时（即电阻值Rx发生变化时），必将引起Em的相应变化，因此测Em的值就反映了电导（G）的高低。Em讯号经放大检波后，由0—1mA电表改制成的电导度表头直接指示出来。

振荡器
E
RB
RA
Rx
测量
K
校正
Rm
E
Em
 稳压器
指示器
放大器
 

 
 
 
 
 
 
 
 


 

DDS-11 型电导仪原理示意图
 
 
2. 使用方法
   DDS-11电导仪的板面图如图所示。
   为保证测量准确及仪表安全，须按以下各点使用；
    (1) 通电前，检查表针是否指零，如不指零，可调整表头调整螺丝，使表针指零。
    (2) 当电源线的插头被插入仪器的电源孔（在仪器的背面）后，开启电源开关，灯即亮。预热后即可工作。
    (3) 将范围选择器5扳到所需的测量范围（如不知被测量的大小，应先调至最大量程位量，以免过载使表针打弯，以后逐档改变到所需量程）。
   (4) 连接电板引线。被测定为低电导（5μΩ-1以下）时，用光亮铂电极；被测液电导在5μΩ-1-150mΩ-1时，用铂黑电极。
   (5) 将校正测量换档开关扳向“校正”，调整校正调节器б，使指针停在指示电表8中的倒立三角形处。
    (6) 将开关4板向“测量”，将指示电表8中的读数乘以范围选择器5上的倍率，即得被测溶液的电导度。
    (7)在测量中要经常检查“校正”是否改变，即将开关4扳向“校正”时，指针是否仍停留在倒立三角形处。
 
 

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4
6
7
8
3
5
1,2
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

1,2－电极接线柱；3－电极屏蔽线接线柱；
             4－校正测量换档开关；5－范围选择器；
6－校正调节器；7－电源开关；8－指示电表 9－指示灯
DDS-11电导仪的板面图
 
3. DDS-307型电导仪使用方法
    (1). 仪器外形及各部件的功能：
    1 显示屏   2 温度补偿调节器   3 常数选择开关 
    4 校正钮   5 量程开关   6 电极支架   7 固定圈
    8 后面板   9 电源开关   10 三芯电源插座 
    11 保险丝管插座   12 输出插口   13 电极插座
 

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仪器外形及各部件的功能
 
    (2) 电极的选用
根据测量范围表中参改测量值，按被测介质电导率(电阻率)的高低，选用不同常数的电导电极。
被测介质电导率小于1μs/cm (电阻率大于1mΩ·cm)用常数为0.01的钛合金电极测量时应加测量槽作流动测量。
测量介质电导率大于100μs/cm (电阻率大于10KΩ·cm)以上时，宜用常数为1或10的镀铂黑电导电极以增大吸附面减少，电极极化影响。
    (3) 调节“温度” 旋钮
用温度计测出被测介质的温度后，把“温度”旋钮置于相应的介质温度刻度上。
注：若把旋钮置于25℃线上，即为基准温度下补偿，也即无补偿方式。
    (4) “常数选择”开关位置
若选用0.01cm-1±20%常数的电极则置于0.01处。
若选用0.1cm-1±20%常数的电极则置于0.1处。
若选用1cm-1±20%常数的电极则置于1处。
若选用10cm-1±20%常数的电极则置于10处。
    (5) 常数的设定及“校准”调节
量程开关置于“检查”档：
a. 对0.01cm-1钛合金电极，电极选择开关置于0.01处；若常数为0.0095则调节“校正”钮使显示值为0.950。
b. 对0.1cm-1常数的DJS-0.1C型光亮电极，电极选择开关置于0.1处；若常数为0.095则调节“校正”钮使显示值为9.50。
c. 对1cm-1常数的DJS-1C型电极，电极选择开关置于1处；若常数为0.95则调节“校正”钮使显示值为95.0。
d. 对10cm-1常数的DJS-10C型电导电极，电极选择开关置于10处；若常数为9.5则调节“校正”钮使显示值为950。
    (6) 把“量程”开关扳在测量档，使显示值尽可能在100～1000之间。
    (7) 同时把电极插头插入插座，使插头的凹槽对准插座的凸槽，然后用食指按一下插头顶部，即可插入（拔出时捏住插头的下部，往上一拔即可）。然后把电极浸入介质，进行测量。
    (8) 仪器的模拟标定。
仪器电计部分用电阻箱标定。
常数选择开关置1，温度调节置25℃。
量程开关置检查调校准调节至指示100。
① 扳量程开关置I。电阻箱输入100KΩ指示应为100×0.1。
②扳量程开关置II。
电阻箱输入     100KΩ     仪器指示应为100
                50KΩ     仪器指示应为50
                40KΩ     仪器指示应为40
                25KΩ     仪器指示应为25
③ 扳量程开关置III。
电阻箱输入    100KΩ     仪器指示应为100×10。
④ 扳量程开关置IV。
电阻箱输入    100     仪器指示应为100×100。
⑤ 仪器电计部分的误差值±1％。
在用电阻箱标定时要注意屏蔽和屏蔽层接地。
    (9) 注意事项：
    a.在测量高纯水时应避免污染。
    b. 因温度补偿系采用固定的2％的温度系数补偿，故对高纯水测量尽量采用不补偿方式进行测量后查表。
    c. 为确保测量精度，电极使用前应用小于0.5μs/cm的蒸馏水（或去离子水）冲洗两次，然后用被测试样冲洗三次后方可测量。
    d. 电极插头座绝对防止受潮，以避免造成不必要的误差。
    e. 电极应定期进行标定常数。
    (10) 电极常数测定法中的一种－参比溶液法
过程为：清洗电极；配制标准溶液，配制的成分和标准电导率见表；把电导池接入电桥（或电导仪）控制溶液温度为25
 
KCl标准浓度及其电导值(S/cm)

    浓 度
温度(℃)
1D
0.1D
0.01D
0.001D
15
0.09212
0.010455
0.0011414
0.0001185
18
0.09780
0.011168
0.0012200
0.0001267
20
0.10170
0.011644
0.0012737
0.0001322
25
0.11131
0.012852
0.0014083
0.0001465
35
0.13110
0.015351
0.0016876
0.0001765

 
℃；把电极浸入标准溶液中；测出电导池电极间电阻R；按式J＝K×R计算电极常数J，式中K为溶液已知电导率（查表可得）。
在表中D的换算为：
1D：20℃下每升溶液中KCl为74.2460克。
0.1D：20℃下每升溶液中KCl为7.4365克。
0.01D：20℃下每升溶液中KCl为0.7440克。
0.     001D：20℃将100ml的0.01D溶液稀释至1升。
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