淺談溶液電導(dǎo)率的測(cè)量

饒日耀（福建省南平市計(jì)量所，福建南平，353000）

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淺談溶液電導(dǎo)率的測(cè)量

饒日耀
（福建省南平市計(jì)量所，福建南平，353000）

摘要：在溶液電導(dǎo)率的測(cè)量中，常常由于電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償不準(zhǔn)引起測(cè)量誤差，文章提出一種新的測(cè)量方法，減少了因溫度補(bǔ)償不準(zhǔn)引入的測(cè)量誤差。

關(guān)鍵詞：參考溫度；電導(dǎo)率溫度系數(shù)；電導(dǎo)率

早期生產(chǎn)的電導(dǎo)率儀雖然具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償電路，但由于設(shè)計(jì)中存在的一些問(wèn)題，這些溫度補(bǔ)償電路存在著較大的溫度補(bǔ)償誤差，并且一般都是固定電導(dǎo)溫度系數(shù)為2%，不能調(diào)節(jié)。而不同的溶液在不同濃度時(shí)，溶液的電導(dǎo)率溫度系數(shù)往往不同。溫度補(bǔ)償不準(zhǔn)而造成的電導(dǎo)率測(cè)量誤差是測(cè)量誤差的主要來(lái)源。本人在對(duì)各種溶液的電導(dǎo)率測(cè)量中，總結(jié)出一種測(cè)量方法能較準(zhǔn)確的測(cè)出被測(cè)溶液在參考溫度下的電導(dǎo)率。

一般電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x器都有一個(gè)參考溫度（通常是25℃），在該溫度下測(cè)得的電導(dǎo)率即為溶液的電導(dǎo)率。在實(shí)際測(cè)量中，被測(cè)溶液的溫度往往不是參考溫度，因此測(cè)得的電導(dǎo)率值均與參考值有較大差別，因此在電導(dǎo)率儀的設(shè)計(jì)中，往往會(huì)加入溫度補(bǔ)償電路，使得在不同溫度下測(cè)得的電導(dǎo)率值都能折算成25℃時(shí)電導(dǎo)率值。計(jì)量檢定部門(mén)在對(duì)電導(dǎo)儀進(jìn)行示值誤差檢定時(shí)，均是在電導(dǎo)率儀參考溫度下進(jìn)行的。因?yàn)樵谠摐囟认?，測(cè)得的電導(dǎo)率值為溶液的電導(dǎo)率的實(shí)際值。不存在由于溫度不同引入的補(bǔ)償。對(duì)于KCL溶液，電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為2%，即溫度每升高一度，電導(dǎo)率增加2%。對(duì)于不同的被測(cè)溶液，電導(dǎo)率有著不同的溫度系數(shù)。為了確定被測(cè)溶液的電導(dǎo)率溫度系數(shù)?？梢圆捎貌贿M(jìn)行溫度補(bǔ)償（電導(dǎo)儀溫度置于參考溫度），將被測(cè)溶液置于不同溫度下，測(cè)量被測(cè)溶液的電導(dǎo)率的實(shí)際值。得到一組不同溫度下，溶液電導(dǎo)率的實(shí)際測(cè)量值。利用線性回歸方程，計(jì)算出該溶液的電導(dǎo)率溫度系數(shù)。以下是對(duì)標(biāo)稱值146.5μS/cm（在25℃）KCL溶液，在不同溫度下測(cè)得的電導(dǎo)率。

以(T-TR)為輸入變量，溶液電導(dǎo)率K為輸出。利用最小二乘法進(jìn)行線性擬合得到如下公式：

其中：K為溶液在不同溫度下測(cè)得的實(shí)際電導(dǎo)率，T為被測(cè)溶液的溫度，TR為電導(dǎo)率儀的參考溫度，這里為25℃。

大多數(shù)溶液的電導(dǎo)率與溫度有如下關(guān)系：

其中：KR為溶液在參考溫度下的電導(dǎo)率值

σ為溶液的電導(dǎo)率溫度系數(shù)。

比較公式（1）和（3），可知：a= KRb= KR*σ

在實(shí)際測(cè)量中，如果測(cè)量時(shí)，溶液的溫度為T(mén)，電導(dǎo)率儀在參考溫度下（未經(jīng)溫度補(bǔ)償）測(cè)量的電導(dǎo)率為K，則依據(jù)公式（2），溶液在參考溫度的電導(dǎo)率KR為：

本例中以T＝35℃時(shí)的測(cè)量結(jié)果K＝176.5μS/cm，σ＝1.98%，TR＝25℃帶入上式計(jì)算出KR＝147.3μS/cm與25 ℃時(shí)實(shí)際測(cè)得的146.5μS/cm比較接近。

因此，在測(cè)量溶液的電導(dǎo)率時(shí)，只要事先通過(guò)測(cè)量溶液不同溫度下的實(shí)際電導(dǎo)率值，建立線性回歸方程，計(jì)算出了溶液的電導(dǎo)率溫度系數(shù)。在后續(xù)的溶液電導(dǎo)率測(cè)量時(shí)，只要放在參考溫度下（未經(jīng)溫度補(bǔ)償）測(cè)量，測(cè)量出溶液的電導(dǎo)率實(shí)際值。同時(shí)測(cè)量出被測(cè)溶液的溫度，我們就能通過(guò)公式（5），比較準(zhǔn)確的計(jì)算出參考溫度下的溶液的電導(dǎo)率。有效的減少溫度補(bǔ)償器不準(zhǔn)及溶液電導(dǎo)溫度系數(shù)與儀器內(nèi)部設(shè)置的電導(dǎo)率溫度系數(shù)不同造成的測(cè)量誤差。值得注意的是，由于不同溶液具有不同的電導(dǎo)率溫度系數(shù)，因此對(duì)每種不同的被測(cè)溶液都應(yīng)按上述方法建立線性回歸方程。計(jì)算出相應(yīng)的電導(dǎo)率溫度系數(shù)。才能在今后的測(cè)量中應(yīng)用公式（5）計(jì)算出不同溶液參考溫度的電導(dǎo)率。

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Discussion on the measurement of solution conductivity

Rao Riyao
（Metrology Institute, Nanping City, Fujian Province,Nanping Fujian,353000）

Abstract：In measuring electrical conductivity of solution,often because of the conductivity meter allowed measurement errors caused by temperature compensation,this paper puts forward a new measuring method, reduces the measurement error due to temperature compensation are introduced.At the same time measuring the temperature of the measured solution, we can through the formula,more accurate calculation of the reference temperature of the solution of the electrical conductivity.The effective reduction of the temperature compensator is not allowed。

Keywords：reference temperature; conductivity temperature coefficient;electrical conductivity