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电导率测量仪温度补偿检定方法及其问题
电导率测量仪温度补偿的检定方法及问题。使用电导率仪的用户都知道这一点,溶液的电导率与温度密切相关,因为温度发生变化时,电解质的电离度、溶解度、离子迁移速度、溶液黏度等都会发生变化,电导率也会变化。温度升高,电导率增大。而此刻电导率仪的温度补偿功能就是为了克服温度的影响。

一、什么是电导率测量仪的温度补偿功能:

将溶液在实际温度下的电导率值转换为参考温度(一般为25℃)下的电导率值,使得溶液在不同温度下的电导率具有可比性,现在市场上所使用的电导率仪都有温度补偿功能,以满足各行各业比对或控制指标的需要。本文以使用电导率仪时,检定过程中需要的温补功能说明,简要的分析讨论。

在检定过程中增加这一检定项目也很有必要。实现电导率仪温度补偿的检定有两种方法,一种是温补前的KMR为定值,一种是温补后的KMV为定值,两种方法依据的原理相同,具体的检定步骤根据仪器设计的不同也可分为两种方法。检定过程中,我们还发现温度设置会影响电导池常数,分析表明电导率仪的温度补偿本质上和电导池常数补偿是相同的,当仪器的温度补偿缺失或存在故障时,可以利用电导池常数的补偿来实现电导率的温度补偿。

二、温度补偿的检定方法及问题

对于电导率大于1×10-4S·cm-1的强电解质,电导率值与温度存在线性关系:

KT=K0〔1α(T-T0)〕(1);在检定过程中,只要测得不同温度下的电导率值,通过JJG376-2007中的式(5)可求出仪器的温度系数α,从而实现对电导率仪温度补偿系数的检定。

将电导率仪常数Kcell设为1.00cm-1,输入某一信号的电导率值(如50μS·cm-1),调节温度传感器模拟电阻,使温度示值为25℃和15℃(35℃),再分别读取对应电导率仪测量值KMR和KMV。

问题:

1).国产电导率仪都是手动温度补偿,温度系数无法设置,其默认值为2.00%/℃。对于这类仪器,当温度设置为25℃时,为不补偿状态,测得的电导率为KMR,而其他温度下测得的电导率值为补偿后的电导率值KMV,可实现温度补偿的检定。

2)对于不同的电导率仪,其温度补偿的检定步骤也不尽相同,安徽赛科环保生产的DDS-307为例:后期生产(新型)的DDS-307电导率仪,调整温度示值时,电导率发生显著变化,定义为I型(DDS-308、国外产的电导率仪如con5等也归于此类)。早期生产的DDS-307电导率仪,调整温度示值时,电导率没有任何变化,为了便于区别我们将其定义为II型(大部分数显式DDS-11A/12A也归于此类)。

对于I型仪器,其温度系数的误差可以按JJG376-2007描述方法来测量,先设置好电导池常数,再调整温度示值。对于II型仪器,温度示值对电导率值没有影响,并不说明温度传感器模拟电阻器发生了故障,因为如果将仪器调到“检查”状态,发现调整温度示值时,电导池常数也发生了变化,当温度示值调整为15℃和35℃时,电导池常数分别变化到1.200cm-1和0.800cm-1左右。

对于这类仪器温度补偿的检定,应该先将温度调整为目标温度(15℃或35℃),再调节电导池常数为1.00cm-1,然后分别读取对应的电导率值,根据式(3)就能求出仪器的温度系数。但是这一类仪器得到的数据,根据式(3)计算得到的值和标准值(α=2.0%)偏差很大,且不同温度下得到的温度补偿系数值差别很大。这一类仪器具有相似的偏差,并不是由于某台仪器不合格引起的,这个问题有待进一步研究。

温度补偿与电导池常数补偿的关系前面谈到的一些国产电导率仪,温度设置对电导池常数有显著影响,对于仪器I(如新型DDS-307),当温度示值调整为15℃和35℃时,电导池常数分别变化到1.250cm-1和0.833cm-1左右。这种现象在II型仪器中也能观察到(数值与仪器I有所差别,有待进一步研究)。这表明温度补偿和电导池常数补偿是相通的,两者具有内在的联系。
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