電導(dǎo)率單位換算及測(cè)定

一、電導(dǎo)率：
電導(dǎo)率（total dissolved solids）簡(jiǎn)稱為：T.D.S。電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板，放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)（通常為正弦波電壓），然后測(cè)量極板間流過的電流。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù)，是由電壓和電流決定的。
電導(dǎo)率的基本單位是西門子（S），原來被稱為姆歐，取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值，標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中用單位電導(dǎo)率S/cm來表示，以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率（C）簡(jiǎn)單的說是所測(cè)電導(dǎo)率（G）與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長(zhǎng)度，A為極板的面積。=ρl=l/σ
(1)定義或解釋 電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率。σ=1/ρ
(2)單位:在國(guó)際單位制中,電導(dǎo)率的單位是西門子/米。
(3)說明 電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。
電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng),反之越小。

電導(dǎo)率儀

1、電導(dǎo)率儀和電阻率儀之間的單位換算
1.電導(dǎo)率儀就是電阻率的倒數(shù)是電導(dǎo)率，單位是西門子/m，1西門子＝1/Ω
電導(dǎo)的單位用姆歐又稱西門子。用S表示，由于S單位太大。常采用毫西門子
1uS/cm=0.001mS/cm ；1000uS/cm=1mS/cm
2.電阻率儀的單位是Ω.cm,即歐姆厘米。
水的電導(dǎo)率和電阻率之間的測(cè)量方法
1.水的電阻率是指某一溫度下，邊長(zhǎng)為1cm正方體的相對(duì)兩側(cè)間的電阻，單位為Ω.cm或MΩ.cm。電導(dǎo)率為電阻率的倒數(shù)，單位為S/cm（或μs/cm）。水的電阻率（或電導(dǎo)率）反映了水中含鹽量的多少。是水的純度的一個(gè)重要指標(biāo)，水的純度越高，含鹽量越低，水的電阻率越大（電導(dǎo)率越?。?。
2.水的電阻率（或電導(dǎo)率）受水的純度、溫度及測(cè)量中各種因素的影響，純水電阻率（或電導(dǎo)率）的測(cè)量是選擇動(dòng)態(tài)測(cè)量方式，并采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y(cè)量值換算成25℃的電阻率，以便于進(jìn)行計(jì)量和比較。
3.水的硬度
水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升（mg/L）。
硬度單位換算：
硬度單位 ppm 德國(guó)硬度 法國(guó)硬度 英國(guó)硬度
1ppm = 1.000ppm 0.0560 0.1 0.0702
1德國(guó)硬度= 17.847ppm 1 1.7847 1.2521
1法國(guó)硬度= 10.000ppm 0.5603 1 0.7015
1英國(guó)硬度= 14.286ppm 0.7987 1.4285 1

TDS和電導(dǎo)率
1、TDS是英文 tatal dissolved solids 的縮寫，中文譯名為溶解性總固體（溶解于水中的總固體含量），單位為毫克/升（ppm）。表示1升水中溶有多少毫克溶解性總固體。
2、TDS具體都包含哪些東西？
TDS就是水中溶解物質(zhì)的總含量，由于水的溶解性超強(qiáng)，所以水里包括鈣鎂離子、膠體、懸浮顆粒物、蛋白質(zhì)、病毒、細(xì)菌、微生物及尸體以及更微小的重金屬離子。我們都知道純凈的水中含有的溶解性固體是很少的，一般只有零到幾十毫克/升左右。若水污染或已經(jīng)溶進(jìn)許多可溶性物質(zhì)后，其總固體的含量也就隨著可溶解物質(zhì)增多而增多。
3、什么是TDS值 ？ TDS筆的用途？
TDS筆就是專門用來測(cè)量水中可溶性物質(zhì)含量的儀器。其測(cè)量原理實(shí)際上是通過測(cè)量水的電導(dǎo)率從而間接反映出 TDS 值。
在物理意義上來說，水中溶解物越多，水的 TDS 值就越大，水的導(dǎo)電性也越好，其電導(dǎo)率值也越大。
例如：A、B兩種水質(zhì)，其中A水TDS值為200；B水TDS值為260，那么B水的電導(dǎo)率要高于A水，說明B水污染程度比A水嚴(yán)重些。
4、什么是TDS值
TDS筆或者其他類似儀器顯示出來的TDS值指的是電導(dǎo)率，代表TDS的意義，間接反映了某種水中所含的溶解性固體的含量多少，對(duì)于人體飲用來說，它十分關(guān)鍵了。
世界衛(wèi)生組織規(guī)定的適合人體飲用水的TDS值標(biāo)準(zhǔn)為50以內(nèi)
香港標(biāo)準(zhǔn)在80以內(nèi)，100以下可以接受
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)飲用自來水的溶解性總固體（TDS）有限量要求：溶解性總固體≤1000 mg/L 顯然與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)差距太大了。隨著工業(yè)的發(fā)展，水中污染物品種及數(shù)量增多，該數(shù)值可能早已不符合人體飲用標(biāo)準(zhǔn)了。
當(dāng)TDS值超過200，為工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，300以上是被工業(yè)污染過的水。
各種水的TDS值是多少？
不同地區(qū)的自來水TDS值是不同的，北方地區(qū)偏高。一般自來水廠的水TDS值在180—260左右，如果是深井地下水要偏高，在300左右，有的地方處于工業(yè)區(qū)，地下水體被污染后更高都有可能。
一般反滲透（RO）技術(shù)正常處理的水在50以內(nèi)，符合人體飲用。只是可以大概地由TDS來估計(jì)電導(dǎo)率的高低。TDS只是指水體中總的融解固體，即離子的總和。可是不同的離子的導(dǎo)電性能是不同的，所以即使在同樣的TDS下，由于水體的組成結(jié)垢不同，電導(dǎo)率也是不同的。
經(jīng)驗(yàn)公式：TDS等于電導(dǎo)率乘以0.5-0.7

電導(dǎo)率測(cè)定
度量物體導(dǎo)電能力大小的物理量叫電導(dǎo)G，它與電阻R互為倒數(shù)G=1/R=I/E（其中I：通過導(dǎo)體的電流；E：兩電極間的電位差）。
R = ρ*L/A，ρ稱為電阻率表示A=1m2，L=1m的立方體導(dǎo)體所具有的電阻。
G= 1/ρ*A/L=κ*A/L，其中κ稱為電導(dǎo)率，它表示A=1m2，L=1m的立方體液柱所具有的電導(dǎo)。G的單位為西（符號(hào)S，即Ω-1），κ 的單位為西• 米-1 。（符號(hào)為S• m-1）。
電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率不僅與電解質(zhì)的本性、溶劑的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而且與溶液的濃度有關(guān)，因 此電導(dǎo)率常作為溶液含鹽量和純水和蒸汽品質(zhì)的 重要指標(biāo)；以測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)為基礎(chǔ)的分析方法稱為 電導(dǎo)分析法。電導(dǎo)率的測(cè)量受溫度、電極常數(shù)和交流電源頻率等因素的影響。

1、交流電導(dǎo)測(cè)定法
在交流電導(dǎo)測(cè)量中,為了防止電導(dǎo)池的極化產(chǎn)生嚴(yán)重的測(cè)量誤差,要求用交流電源作為測(cè)量電源.
電極極化引起的誤差為: ,ΔR為所測(cè)的電阻誤 2 / P R R ≈ ω Δ 差,P為極化電動(dòng)勢(shì),ω為交流測(cè)量電源的角頻率,RSOL 為試 液電阻. ω增大可以減小測(cè)量誤差. 采用交流電源后,電導(dǎo)電極的極間電容對(duì)測(cè)量結(jié)果造成誤差:−ΔR≈R3ω2Cp,Cp為極間電容.在測(cè)量電源為交流時(shí),電導(dǎo)池不再是一個(gè)純電阻,而是包括容抗在內(nèi)的阻抗了,其總的電導(dǎo)值為兩者的電導(dǎo)值矢量和, 造成電導(dǎo)儀在實(shí)際測(cè)量中的誤差.


圖中RL1和RL2代表電導(dǎo)電極的引線電阻,常可忽略; CDL1和CDL2是兩個(gè)電極片雙層電容,是由兩個(gè)電極表面上的雙電層形成的; Cp是極間電容; RSOL是電極之間的溶液電阻;Z1和Z2表示的元件代表在兩個(gè)電極片上感應(yīng)電的阻抗,即極化電阻.
當(dāng)電導(dǎo)池兩端施加一個(gè)交流電時(shí),那它將流經(jīng)CDL和RSOL,同時(shí)也流過Cp。由于CDL對(duì)交流電而言提供了一個(gè)低阻通路,Z1和Z2分別被CDL1 和CDL2所短路,因此,如果Cp很小和CDL很大時(shí),電導(dǎo) 池的阻抗就近似為RSOL. 實(shí)際上,雙層電容器電容依靠鉑電極涂一層海綿狀的鉑黑而大大地增加表面積,故測(cè)量高電阻溶液時(shí)僅僅Cp有效,等 效電路可簡(jiǎn)化為Cp和RSOL的并聯(lián).
當(dāng)ωCpRSOL1時(shí),則Z=RSOL;當(dāng)Cp和RSOL一定, ω增大則測(cè)量誤差增大.因此,當(dāng)測(cè)量電阻一定時(shí),電導(dǎo)電極的極間電容愈大,則測(cè)量電源的頻率就愈低,反之亦然.
當(dāng)電導(dǎo)電極的極間電容一定時(shí),測(cè)量電阻愈大,則測(cè)量電源的頻率就愈低,反之亦然.這就要求在進(jìn)行電導(dǎo)測(cè)量時(shí)正確選擇電源的頻率,否則可對(duì)于電導(dǎo)率高的溶液應(yīng)該用高頻交流電源,且用電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)大的鉑黑電極，以減小極化的影響; 對(duì)于電導(dǎo)率低的溶液應(yīng)該用低頻交流電源,且用電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)小的光亮電極，以減小容抗的影響；

2、純水電導(dǎo)率的測(cè)量
測(cè)量電導(dǎo)率較高（電阻率較?。┑乃畼?，電極表面極化 電阻的影響較大，因此采用較高頻率的測(cè)量電源，通過 微分電容的短路作用，消除電極表面極化電阻的影響；用高頻交流電源，使CDL1、CDL2和Cp的容抗XC1、XC2和XCp降低，將使測(cè)量誤差增加；用低頻交流電源，使CDL1、CDL2和Cp的容抗XC1、XC2和XCp增大，同時(shí)，測(cè)量電導(dǎo)率很?。娮杪屎艽螅┑乃畼?，電極表面極化電阻的影響較小可忽略，從而XC1與Z1并聯(lián)、 XC2與Z2并聯(lián)的值都很小，使用電導(dǎo)池常數(shù)小的電極，可 以使RSOL值增大，以減小測(cè)量誤差。
推薦選擇的電極常數(shù)：

由以上可以看出總的來說有以下幾點(diǎn)：
（1）電極常數(shù)的選擇和測(cè)量頻率的選擇對(duì)純度水電導(dǎo)率的準(zhǔn)確測(cè)量至關(guān)重要。電導(dǎo)率低，選低頻、小電極常數(shù)；電導(dǎo)率高，選高頻、大電極常數(shù)；
（2）測(cè)量凝結(jié)水、給水和蒸汽的氫電導(dǎo)率，其溫度系數(shù)隨溫度和電導(dǎo)率變化。嚴(yán)格控制水樣溫 度或選用具有非線性自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能的電導(dǎo)率 儀表可有效減少溫度變化引起的測(cè)量誤差。
（3）采用在線法對(duì)氫電導(dǎo)率測(cè)量電極的電導(dǎo)池常數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)校正，可以減少電極常數(shù)不準(zhǔn)確 引起的誤差。
（4）在氫型交換柱裝樹脂和使用過程中應(yīng)盡量避免樹脂層中存在氣泡。
（5）應(yīng)注意避免氫型交換柱所使用的陽離子交換樹脂有裂紋。
（6）使用氫型變色陽離子交換樹脂是解決氫型交換樹脂失效引起的錯(cuò)誤信息的有效措施 ?
（7）氫型陽離子交換樹脂再生度低會(huì)造成測(cè)量結(jié)果偏低。