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電導(dǎo)率的測(cè)量原理
[ 2012/5/30 11:40:49 ] [轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源:就是要儀器網(wǎng)]

電導(dǎo)率的測(cè)量原理

         電導(dǎo)率的測(cè)量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板(或圓柱電極),放到被測(cè)溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(shì)(為了避免溶液電解,通常為正弦波電壓,頻率1~3kHz)。然后通過(guò)電導(dǎo)儀測(cè)量極板間電導(dǎo)。
  
  電導(dǎo)率的測(cè)量需要兩方面信息。一個(gè)是溶液的電導(dǎo)G,另一個(gè)是溶液的幾何參數(shù)K。電導(dǎo)可以通過(guò)電流、電壓的測(cè)量得到。根據(jù)關(guān)系式S=K×G可以等到電導(dǎo)率的數(shù)值。這一測(cè)量原理在直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到廣泛應(yīng)用。
  
  而K=L/A
  
  A——測(cè)量電極的有效極板;
  
  L——兩極板的距離;
  
  這一值則被稱(chēng)為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場(chǎng)的情況下,電極常數(shù)可以通過(guò)幾何尺寸算出。當(dāng)兩個(gè)面積為1cm的方形極板,之間相隔1cm組成電極時(shí),此電極的常數(shù)K=1cm-1。如果用此對(duì)電極測(cè)得電導(dǎo)值G=1000μs,則被測(cè)溶液的電導(dǎo)率K=1000μs/cm。
  
  一般情況下,電極常形成部分非均勻電場(chǎng)。此時(shí),電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定,準(zhǔn)確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時(shí)電導(dǎo)率為12.88ms/cm。
  
  所謂非均勻電場(chǎng)(也稱(chēng)作雜散場(chǎng),漏泄場(chǎng))沒(méi)有常數(shù),而是與離子的種類(lèi)和濃度有關(guān)。因此,一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是最復(fù)雜的電極,它通過(guò)一次校準(zhǔn)不能滿(mǎn)足寬的測(cè)量范圍的需要。
  
  電導(dǎo)率儀電導(dǎo)率的影響因素
  
 ?。?)溫度:電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)??梢员磉_(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線(xiàn)圖的斜率。
  
 ?。?)摻雜程度:固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成高電導(dǎo)率。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度,或其它會(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)。水越純凈,電導(dǎo)率越低(電阻率越高)。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來(lái)紀(jì)錄;電導(dǎo)系數(shù)是水在25°C溫度的電導(dǎo)率。
  
  (3)各向異性:有些物質(zhì)會(huì)有異向性(anisotropic)的電導(dǎo)率,必需用3X3矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),第二階張量,通常是對(duì)稱(chēng)的)。

 

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