電導(dǎo)測(cè)量的原理

一、電極
    引起離子在被測(cè)溶液中運(yùn)動(dòng)的電場(chǎng)是由與溶液直接接觸的二個(gè)電極產(chǎn)生的。此對(duì)測(cè)量電極必須由抗化學(xué)腐蝕的材料制成。實(shí)際中經(jīng)常用到的材料有鈦等。由二個(gè)電極組成的測(cè)量電極被稱為爾勞施（Kohlrausch）電極。
    電導(dǎo)率的測(cè)量需要弄清兩方面。一個(gè)是溶液的電導(dǎo)，另一個(gè)是溶液中1/A的幾何關(guān)系，電導(dǎo)可以通過電流、電壓的測(cè)量得到。這一測(cè)量原理在當(dāng)今直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到應(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)可以通過幾何尺寸算出。當(dāng)兩個(gè)面積為1cm2的方形極板，之間相隔1 cm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。0.1 mol/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)（也稱作雜散場(chǎng)，漏泄場(chǎng)）沒有常數(shù)，而是與離子的種類和濃度有關(guān)。因此，一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是*糟糕的電極，它通過一次校準(zhǔn)不能滿足寬的測(cè)量范圍的需要。
二、電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)的組成
    一個(gè)完整的電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)包含一支電感式或電導(dǎo)式測(cè)量電極，電纜和測(cè)量?jī)x表。電導(dǎo)電極與pH電極不同，由于它是機(jī)械性能穩(wěn)定的材料制成的，所以不需要特殊結(jié)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)。選擇電導(dǎo)電極時(shí)需要注意如下事項(xiàng)：
１、          電極的測(cè)量范圍
２、          測(cè)量的形式，電導(dǎo)式還是電感式。在使用電導(dǎo)式電極時(shí)，要選擇合適的電極常數(shù)“K”
３、          溫度
４、          與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)的壓力
５、          耐化學(xué)腐蝕性
６、          安裝結(jié)構(gòu)（螺紋、法蘭、三夾頭連接等）
    所有測(cè)量電纜都必須屏蔽。特別對(duì)于電導(dǎo)式電極（此種電極與被測(cè)溶液有直接接觸），在電導(dǎo)值高于100 mS時(shí)，要考慮電纜長(zhǎng)度和電纜橫截面面積的影響，這是因?yàn)殡娎|的電阻也處在測(cè)量回路中）。
例如：測(cè)量值是100mS，

電極常數(shù)K=1時(shí)，電阻值是10Ω。	電阻(Ω)＝	1
		電導(dǎo)(S)

對(duì)于長(zhǎng)100m的電纜，電纜橫截面為0.75mm2時(shí) ，電纜（雙線）電阻為4.76Ω	電阻(Ω)	電纜長(zhǎng)度（m）
		K（銅=56）?F（mm2）

測(cè)量的電極電阻10ohm要加上電纜電阻4.76 ohm。測(cè)量?jī)x表*終顯示值變成67.75 mS。在此種情況下，應(yīng)采用短一些的或橫截面大一些的測(cè)量電纜。對(duì)于電感式電極，電纜的電阻不影響測(cè)量值。
    測(cè)量?jī)x表則要將測(cè)出的電阻值換算成西門子單位并且還要排除前面講到的各種干擾因素，如溫度，α值等影響，從而給出正確的電導(dǎo)率值。