5-化学仪表-电导率

电导率分析仪电解质溶液表计阴极阳极离子电导率测量的是溶液的导电能力，与溶液中离子数量呈正比是一种快速、便捷测量溶液中离子总浓度的方法电导的基本公式--欧姆定律如果把电压U加在一长度为L，截面积为A的固体导体上，电流I取决于导体的电阻R。导体的电阻率ρ与几何特性成正比，也就是和长度L成正比，和截面积A成反比。ץ=KG3～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～UILHWRρ=LARIRa电导池ץ=ץ=电导率(Scm-1)I=样品长度(cm)a=横截面积(cm2)R=样品电阻(ohms)K=1.0电导池K=la=1cm1cmx1cm=1cm-1电极常数和电导率电导率(Scm-1)K0.050.11.0101021031041051060.050.11.0101M500k50k5k5005052M1M100k10k1k10010120M10M1M100k10k1k10010110M1M100k10k1k10010ץ=Kx106Rץ=Kx106Gor电导率和电阻率7Forinternaluse-Confidential0.0530.0540.0540.0550.0550.0560.0560.05717.8017.9018.0018.1018.2018.3018.401234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435电阻率电导率仪表显示四位数字，测量超纯水，电阻率可以更灵敏的指示水质变化电阻率MΩ-cm电导率μS/cm18.010.05618.020.055…………18.340.05518.350.054电阻率MΩ-cm电导率μS/cm内部使用电导率分析仪快速简单测量溶液中离子浓度；不能单独区分何种离子；防止或减缓热力系统中的结垢与腐蚀以及水处理系统运行工况；电导率低高A-CHOH+H+HHHOCl-H+Cl-Na+Na+HHO电极常数K=标准溶液法；适用于高量程电导率测量用电极标准电极法：所有电极常数的校验都适用；0.01电极常数的检验采用标准电极法，不建议采用标准溶液法。LA0.1cm1cm1cm10cm1cm1cm低电极常数用来测量低电导率介质高电极常数用来测量高电导率介质2-电极传感器结构内电极外电极绝缘体流通孔螺纹电缆同轴设计，牢固可靠，测量稳定0.01cm-10.1cm-1目前广泛使用的的同轴设计电极，由Thornton于20世纪60年代开发而成；同轴传感器采用钛、不锈钢或蒙乃尔合金等坚固的材料制成；电极常数对机械外力、温度变化和化学腐蚀具有出色的耐受性能。2-电极电场内电极外电极如果电极的机械形状发生变化会影响电场的分布，引起电极常数变化。使测量出现误差。温度对电导率的影响Na+Cl-H+O-2~ACH+HOHOHH•影响因素溶液粘度电解程度不同离子的摩尔电导率差异温度补偿•随着离子浓度的增加，温度变化对电导率的影响会变小温度(°C)0.010.101.010.00102030405060708090100电导率(µS/cm)0ppb129ppb40ppb395ppb840ppb1730ppb4390ppbNaCl浓度理论纯水温度补偿0204060801000.80.60.50.40.30.20.10.00.706250.055普通溶液浓度-电导率关系0102030405060708090100%byweightConductivity(mScm-1)9608006404803201600NaOHHNO3H2SO4CrO3NaClHCl温度补偿方式温度每升高1℃电导率增加的程度可以用温度系数α来表示。对大多数溶液来说,温度系数大约为2%/℃；ץt=ץ25［1+β(t-25)］超纯水具有自己的温度系数(2.3α7)并且是非线性的测量都被补偿到25℃时的数值16电力选择正确的温度补偿方式电极极化影响MeterCathodeAnodeIONSRLRPRPCdCdCfVac电极极化影响浓差极化和化学极化等效地增加了溶液的电阻。反应产物，污染物附着等效地增加了溶液的电阻。采用交流电源，可减少电极极化带来的测量误差。一般来说，溶液越浓，越易极化，采用的交流电源的频率相应地越高。铂黑电极能削弱化学极化，但易产生浓差极化，不适用于稀溶液测量。V+-离子云+-+-+-+-+-+------+++++电容效应影响极化效应影响电极系统电容的影响•在测量普通水时，由于分布电容Cf很小，其容抗1/(2πfCf)很大，可忽略其影响，主要是消除表面极化电阻的影响，因此采用较高的测量频率，微分电容Cd产生的容抗1/(2πfCd)很小，造成极化电阻短路，测量的阻抗等于溶液电阻RL。•在测量高纯度水的时候，由于溶液电阻RL很大，接近分布电容产生的容抗1/(2πfCf)，测量的阻抗等于溶液电阻RL和分布电容产生的容抗1/(2πfCf)的并联总阻抗，从而造成测量结果偏离真正需要测量的溶液电阻RL。为了消除分布电容的影响，一般测量高纯度水的时候采用较低的测量频率，使分布电容产生的容抗1/(2πfCf)大大增加，从而减少对测量溶液电阻RL的影响。采用特殊的电极接线、尽量缩短电极接线长度以减少分布电容。另外，选择电极常数小的电导电极，降低电极之间溶液的电阻，也可减少纯水测量时分布电容的影响。纯水电导率测量温度的影响温度补偿系数随温度变化而变化，不是一个固定值，其补偿曲线为非线性。最好的办法就是水样恒温。氢电导率衡量水样中阴离子含量树脂再生对测量有直接影响，交换柱装填也影响测量准确性。电极的安装1212121241.入口2.出口3.气泡4.固体5.空气柱电极安装示意图123√x123251流通池设计制造不合理出水口低，电极有效面积减少进水口外壳出水口外电极导流孔测量电极流通池的影响电极上部有气空间，响应慢，测量值偏大进水口外壳出水口外电极导流孔测量电极温度偏差太大水样温度偏离基准温度太大，导致测量值偏差大。特别在锅炉补给水车间混床出口电导率测量时往往有仪表示值低于理论值的情况发生。对策：水样恒温在25℃左右；使用具有非线性补偿功能的仪表；流量不稳定由于机组负荷变动，水样压力也会发生变化，进入仪表的流量变化很大，导致仪表示值不准确。另外，手工取样时开关取样门，极大的影响仪表进样不稳定。对策：安装恒压恒流进样阀，能有效保证进入仪表的水样流量稳定。管路内漏进样管道有沙眼、微裂纹，或者连接接头松动，在文丘里效应作用下，空气会漏入水样中，在纯水和溶解氧测量时带入误差。对策：选用质量较好的管道和接头，确保管道严密不漏。交换柱的影响NaClHClR-H+NaClR-Na+HCl交换柱的影响对策：带水填装，使树脂层内不夹带气泡；采用下进上出流通方式；树脂采用流动再生；不装填树脂，失效时整体更换，整个柱进行再生。树脂影响氢柱中使用强酸性阳离子交换树脂，这种树脂处理不当有产生裂纹的趋势，再生液（一般为盐酸）会扩散到裂纹中，很难将裂纹中的盐酸冲洗干净。当这种树脂装入交换柱中投入运行，树脂裂纹中残存的氯离子会缓慢地扩散出来，造成氢电导率测量结果偏高。对策：新树脂初次使用时一定要先浸入10％NaCl盐水中，以防止树脂开裂。定期对树脂进行检查，一般要求有裂纹的树脂颗粒小于树脂总数的2％，最好小于1％。再生后，应使用二级除盐水连续冲洗8h以上，再装入交换柱中投入使用。树脂失效在阳离子漏出初期，交换柱出水水样中只有少量铵离子，氢离子数量相应减少，阳离子总量基本不变，水样的pH值升高，电导率降低。这是因为同样数量的铵离子的电导率比相同数量的氢离子的电导率小得多。因此，在交换柱失效初期，氢电导率测量结果偏低。此时水质超标不容易被发现。在阳离子漏出一段时间以后，由于大量铵离子漏出，水中铵离子总量远大于阴离子（除氢氧根以外）的总量，导致水样呈碱性，电导率大大增加，使氢电导率测量结果偏高。对策：采用变色阳离子交换树脂；树脂失效再生不建议采用浸泡方式再生，而应该制作专门的流动再生装置。电极污染经常发生水样中铁离子沉积附着在流量计、进水管路、电极表面的情况。在管路沉积，低电导率时释放离子；特别在电极表面沉积，改变了电极有效面积和距离，使电极常数发生改变，导致测量结果不准确。对策：清洗电极及流路系统，电极如果抛光处理后，原则上应该重新校准电极常数。