Sension5便携式电导仪的测试原理和应用

　　Sension5便携式电导、盐度及溶解性总固体仪(简称Sension5便携式电导仪),是一款由美国HACH公司开发研制的适合于实验室和野外测试使用的电化学仪器.该仪器只需一个电极即可实现温度、电导率、盐度及总溶解性固体浓度四种参数的测量,并且可以自动处理复杂而费时的校正和测量过程,避免了对电导率常数进行重复调节的工作.此外,仪器本身具有数据存储功能,可通过HachLinkTM软件将数据下载至计算机或连接打印机后进行数据输出.

　　Sension5便携式电导仪测定电导率和盐度采用的是标准方法,而测定TDS值是根据溶液电导率转化而得.本文以某地区的地下水样为例,介绍了Sension5便携式电导仪测定电导率、TDS和盐度的原理、工作方式、操作方法和实际应用情况,并与标准称量法(105℃±3℃)测定TDS的结果进行比较,同时分析了其测量范围和精度.

　　1　测量原理

　　1. 1　电导率测量原理

　　电导率指一种物质的导电能力.当对溶液施加电压时,溶液中的阴阳离子会向与之极性相反的电极移动,产生电流.电流的大小与离子的移动速度有关,而离子的移动速度又受溶剂性能(温度、黏度)和离子的物理学性能(大小、电荷、浓度)的影响.当温度升高时,离子移动就会加速,产生较大的电流;而黏度升高时,离子移动则变慢,产生较小的电流[1-4].测量液体的电导率时,将一个传感器(探头)放入电解质溶液中,传感器由两个具有一定尺寸、间隔一定距离的电极组成,电导率即为其电极间电压与电流的比率.如果两个电极间的距离缩小或加大均会改变电导率值.理论上讲,电导率测量元件包括两个1 cm2的电极表面,并且两电极相距1 cm.电极常数定义为电极的距离(d)、电极面积(A)、边缘效应(AR)的比值,即

　　一般来说,电导率测量元件的实际电极常数(K)是根据某一已知电导率的标准溶液的测量值来确定的,被测溶液的电导率则为测出的电导乘以电极常数(K)所得到.如果温度改变,溶液的电导率也会改变.为了精确,所有需要测定的值必须根据溶液的温度进行修正.溶液的温度补偿电导率是指溶液在参比温度下(25℃或20℃)所表现出的电导率.

　　1. 2　TDS测量理论

　　一般来讲,实验室测量TDS的标准方法为称量法,具体参照GB57750-85《生活饮用水标准检验方法》[1]. Sension5便携式电导仪测定TDS值时首先将不同温度、不同浓度的NaCl标准溶液具有的电导率数据储存于仪器中,然后将样品具有的电导率及温度与存储在仪器内的数据相比较,以mg/LNaCl的形式输出样品的TDS值.

　　1. 3　盐度测量理论

　　盐度反映了溶液中溶解性盐份的含量,用于描述海水、自然和工业用水的指标,其大小通常采用实用盐标来表示.采用标准称量法配成浓度为32. 435 7‰的KCl溶液作为盐度的准确参考标准,并规定其盐度值为35‰.溶液的盐度通过在一个标准大气压、15℃下,样品与实用盐标的电导率相比得到[5].