在线电导率仪主要由电导率电极(传感器)和电导率显示控制仪两部分组成。其工作原理和台式电导率仪的工作原理一样,都是基于电导率、电导和电导池常数的关系式。即:
式中:k—电导率仪,μS·cm-1;Kcell—电导池常数,cm-1;G电导,S;R—电阻,Ω。
由于CM-230型在线电导率仪有自动温度补偿功能,故按照规程要求只需对其进行外观、电子单元引用误差、电子单元重复性、电导池常数示值误差、仪器引用误差和仪器重复性等项目的检定。
2检定用设备及标准物质
检定用设备及标准物质如表1所示。
3检定方法
3.1外观检查
仪器面板应清洁,标示清晰,显示清楚完整;仪器背部接线准确无误且牢固,导线与导线间无直接及间接接触,绝缘良好;调零钮、常数调节钮及换挡插件能正常工作;仪器铭牌干净,标示齐全;传感器单元完好无损,能正常地把信号传输到电子单元。
3.2电子单元引用误差的检定
(1)关闭电源,对照图1连接检定装置。1和3连接电导率仪检定装置,2和4连接温度模拟补偿电阻(精密直流电阻箱)。
(2)调零。断开1或3,将短路插片置于20μS·cm-1档,打开电源,调节ZERO钮,使仪器示值为零,然后把线路还原接好。
(3)调节常数。将短路插片置于常数调节档(CHECK),调节CHECK钮,使常数为1.000cm-1。
(4)检定。将短路插片置于20μS·cm-1量程档,从电导率仪检定装置向被检仪器输入对应量程范围内的电阻值,记下相应的仪器示值,至少检定3个点,且这些点应分散分布,重复测量3次。
(5)切换到其他的量程档,重复c和d操作。
(6)计算。电子单元应用误差按公式(2)计算。
式中`k某点三次示值的平均值,μS·cm-1;ks—对应点输入的标准电导率,μS·cm-1;kF—检定该点时所选量程的上限值,μS·cm-1;Δk—该点仪器示值的绝对误差,μS·cm-1。
3.3电子单元重复性的检定
在电子单元引用误差检定的同时,选择任一量程档(通常选择200μS·cm-1档),输入一标准电导率值(如100μS·cm-1),读取电导率仪示值,连续测量6次,按公式(3)计算电子单元重复性。
式中:ki—第i次仪器的示值,μS·cm-1。
3.4电导池常数示值误差的检定
在电子单元检定的基础上,利用已经得到的仪器示值(200μS·cm-1量程档,100μS·cm-1点仪器示值),进行电导池常数示值误差的检定。
(1)将短路插片置于CHECK档,调节CHECK钮,使常数值为0.800cm-1,然后置短路插片于200μS·cm-1量程档,输入100μS·cm-1标准电导率,读取仪器示值,重复测量3次。
(2)按照上述方法,检定常数为1.200cm-1时仪器示值。
(3)计算。电导池常数示值误差按照公式(4)计算。
式中:ΔKcell—电导池常数示值误差,cm-1;kR—常数为1.000cm-1时输入100μS·cm-1标准电导率时的仪器示值,μS·cm-1;Ks—常数调节器设定值,cm-1。
3.5仪器引用误差的检定
(1)电导池常数校准。卸去检定装置,连接传感器单元,启用恒温装置(恒温25℃)。待温度达到要求后,将电导率标准溶液1和2分别盛于两个洁净的小口径杯子,置于恒温装置。标准溶液温度和恒温装置温度达到平衡后,选择200μS·cm-1量程档,将传感器单元从水处理系统中取出并用超纯水充分冲洗擦干,放入1号标准溶液,待示值稳定后记下读数k1;取出传感器单元再次用超纯水充分冲洗擦干,选择2000μS·cm-1量程档,放入2号标准溶液,同样稳定后读取示值k2,重复操作3次。
按公式(5)计算电导池常数。
式中:`k1—仪器对1号标准溶液的平均示值,μS·cm-1;`k2—仪器对2号标准溶液的平均示值,μS·cm-1;k1s—1号标准溶液在该温度下的标准值,μS·cm-1;k2s—2号标准溶液在该温度下的标准值,μS·cm-1;kcell—被测电导池常数,cm-1。
(2)仪器引用误差的检定。调节电导池常数,使之与上述计算值一致。在200μS·cm-1量程档,对传感器单元充分冲洗并擦干,测量电导率标准溶液1,仪器示值稳定后读数,重复测量3次。
(3)同样在2000μS·cm-1量程档,对电导标准溶液2测量3次。
(4)按公式(6)计算仪器引用误差。
式中:ks—相应标准溶液在该温度下标准电导率,μS·cm-1。
3.6仪器重复性检定
重复测量标准溶液1或标准溶液2共6次,按公式(3)计算仪器重复性。
4其它说明
本文只对目前应用较广的CM-230型在线电导率仪检定做详细说明,其他类型的在线电导率仪,如美国乔治费歇尔管路系统公司生产的 GF SIGNET型、德国宝得公司生产的COND系列及国内生产的DZG-303A型等,结构和CM-230型类似,可参照本方法进行计量检定,关键是弄清信号输入端的输入参数(温度补偿信号或交流电阻信号),准确连接线路;电阻率和电导率互为倒数,因此在线电阻率仪也可参照本方法进行计量溯源;纯水处理系统的电子部分,线路复杂且紧密,我们在连接检定装置时,应保证电源关闭,注意安全,同时应仔细稳固地将信号端子对号入座。
某些多芯信号端子,不便分清信号源的在线电导率仪,我们可以只检测仪器引用误差和仪器重复性,对电子单元部分不做检定;在做仪器引用误差和仪器重复性检定时,一定要确定电导率探头的测量量程和电导池常数,并保证所使用的电导标准溶液在其测量范围内。
目前,由于在线电导率仪的应用扩大,生产企业也随之日益增多。虽然在线电导率仪的型号不尽相同,但其原理异曲同工,我们均可以参照本方法对其进行计量检定。当然,在线电导率仪技术的发展也迫使我们不断探索对应的计量方法,完善计量溯源系统,保证量值准确可靠。
