一、電導(dǎo)率和電阻率的關(guān)系
由于水中含有各種溶解鹽類,并以離子的形式存在。當(dāng)水中插入一對(duì)電極時(shí),通電之后,在電場的作用下,帶電的離子就產(chǎn)生一定方向的移動(dòng)。水中陰離子移向陽極,使水溶液起導(dǎo)電作用,水的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱程度,就稱為電導(dǎo)(或電導(dǎo)度),用G表示。電導(dǎo)反映了水中含鹽量的多少,是水的純凈程度的一個(gè)重要指標(biāo),水越純,含鹽量越少,電阻越大,電導(dǎo)越小,超純水幾乎不能導(dǎo)電。
電導(dǎo)是電阻的倒數(shù),即G=L/R
式中R-電阻,單位為歐姆(Ω),G-電導(dǎo),單位西門子(S)1S=10^3Ms=10^6μS
因R=ρ*L/F,代入上式,則得到:
G=I/ρ*I/J=K*I/J
對(duì)于一對(duì)固定電極來講,二極間的距離不變,電極面積也不變,因此L與F為一個(gè)常數(shù)。令:J=L/F,J就稱為電極常數(shù),可得到
G=I/ρ*I/J=K*I/J
式中:K=1/ρ就稱為電導(dǎo)率,單位為S/cm。1S/cm=10^3mS/cm=10^6μS/cm電導(dǎo)率K的意義就是截面積為1cm^2,長度為1cm的導(dǎo)體的電導(dǎo)。當(dāng)電導(dǎo)常數(shù)J=1時(shí),電導(dǎo)率就等于電導(dǎo),電導(dǎo)率是不同電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的表現(xiàn)。
電導(dǎo)率K,電導(dǎo)G,電阻率ρ三者之間的關(guān)系如下:
K=J*G=1/ρ
式中J為電極常數(shù),例如:電導(dǎo)率為0.1μS/cm的高純水,其電阻率應(yīng)為:
ρ=1/K=1/0.1*10^6=10MΩ.cm
二、電導(dǎo)率儀的結(jié)構(gòu)原理
電導(dǎo)率的測(cè)量原理其實(shí)就是按歐姆定律測(cè)定平行電極間溶液部分的電阻。但是,當(dāng)電流通過電極時(shí),會(huì)發(fā)生氧化或還原反應(yīng),從而改變電極附近溶液的組成,產(chǎn)生“極化”現(xiàn)象,從而引起電導(dǎo)測(cè)量的嚴(yán)重誤差。為此,采用高頻率交流電測(cè)定法,可以減輕或消除上述極化現(xiàn)象,因?yàn)樵陔姌O表面的氧化和還原迅速交替進(jìn)行,其結(jié)果可以認(rèn)為沒有氧化或還原發(fā)生。
電導(dǎo)率儀由電導(dǎo)電極和電計(jì)(電子元件)組成。電計(jì)采用了適當(dāng)頻率的交流信號(hào)的方法,將信號(hào)放大處理后換算成電導(dǎo)率。電計(jì)中還可能裝有與傳感器相匹配的溫度測(cè)量系統(tǒng),能補(bǔ)償?shù)綐?biāo)準(zhǔn)溫度電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及電導(dǎo)池常數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng),以及自動(dòng)換擋功能等。電導(dǎo)電極有時(shí)還裝有熱敏元件。