电导率仪详解
检测目标
电导率仪用于测量水体的电导率（单位：μS/cm 或 mS/cm），间接反映溶液中的离子总浓度（即溶解盐类、矿物质等带电粒子的总量），常用于评估水质纯度、盐度及溶解固体含量（TDS）。
核心原理
电导率测量基于欧姆定律，通过电极间电流的传导能力判断溶液的导电性：
- 电极结构：
- 接触式电极：由两片平行金属板（通常为铂或石墨）组成，直接浸入溶液。
- 感应式电极（无电极式）：通过电磁感应原理测量，避免电极极化，适用于高电导率或易污染液体。
- 工作原理：
- 施加交流电压（防止电解反应导致极化），测量电极间电流。
- 根据公式计算电导率（(G)）：
[ G = \frac{I}{V} \cdot K ]- (I)：电流
- (V)：电压
- (K)：电极常数（由电极间距和面积决定，常见值0.1、1.0、10 cm⁻¹）。
- 温度补偿：
- 电导率随温度升高而增大（约2%/℃），仪器内置温度传感器自动补偿至标准温度（通常25℃）。
电导率与盐度/TDS的关系
- 盐度：通过电导率推算海水或咸水中的总溶解盐量（单位：ppt，千分之一）。
- TDS（总溶解固体）：电导率乘以经验系数（通常0.5-0.7）估算，公式：
[ \text{TDS (mg/L)} = k \times \text{电导率 (μS/cm)} ]
（实际系数因离子种类而异，需根据水质校准）。
校准与操作步骤
- 校准方法：
- 使用标准KCl溶液（如0.01M KCl，电导率1413 μS/cm @25℃）校准电极常数。
- 调节仪器至标准值，确保测量准确性。
- 测量流程：
- 清洁电极，浸入待测溶液并搅拌以消除气泡。
- 等待读数稳定（通常10-30秒），记录温度补偿后的电导率值。
应用场景
- 水质监测：
- 饮用水纯度检测（纯净水电导率<10 μS/cm）。
- 污水厂排放监测（高电导率提示工业盐类污染）。
- 农业与水产：
- 灌溉水盐度控制（防止土壤盐碱化）。
- 海水养殖盐度实时监控（正常海水约50 mS/cm）。
- 工业过程：
- 锅炉水处理（低电导率防结垢）。
- 化学品浓度在线检测（如酸、碱溶液）。
- 科研实验：
- 溶液离子强度研究。
- 环境水样盐度梯度分析。
维护与常见问题
| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 读数不稳定 | 电极污染或气泡附着 | 用软布清洁电极，搅拌溶液 |
| 校准偏差大 | 电极常数设置错误 | 重新校准或更换标准液 |
| 温度补偿失效 | 温度探头损坏或未连接 | 检查探头连接，更换损坏部件 |
| 电极腐蚀 | 长期接触强酸/碱溶液 | 使用耐腐蚀材质（如钛合金） |
技术扩展
- 四电极技术：采用两对电极（驱动与测量电极），消除极化干扰，适合高精度测量。
- 多参数探头：集成pH、溶解氧、电导率模块，实现水质多指标同步监测。
- 无线传感器：物联网（IoT）电导率仪，远程实时传输数据至云平台。
总结
电导率仪通过测量溶液的导电性快速评估离子浓度，广泛应用于环境、工业及科研领域。正确选择电极类型、定期校准与维护是确保数据可靠的关键。对于复杂水体，需结合其他参数（如pH、离子色谱）综合分析，以全面解读水质特征。
