电导率检定技术规程宣贯

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1、Company Logo+电导率测量基本知识介绍+规程制定背景及总体思路+常见问题解答+电导率国家基准简介Company Logo导体典型代表导电机制温度影响导电能力表征电子导体金属、石墨自由电子随温度升高电阻率变大电阻率离子导体酸碱盐的水溶液及熔融盐带电离子随温度升高电阻率变大电导率能够导电的物质称为导体能够导电的物质称为导体。第一类导体：金属第一类导体：金属靠自由电子的迁移导电。靠自由电子的迁移导电。第二类导体：电解质溶液，熔融电解质，固体电解第二类导体：电解质溶液，熔融电解质，固体电解质。质。靠离子的迁移导电。靠离子的迁移导电。Company Logo溶液中：溶液中：向阳极迁移1Cl电极

2、电极/溶液界面处：溶液界面处：阴极：阴极：阳极：阳极：外电路：外电路：自由电子定向迁移自由电子定向迁移222CleCl222HeH向阴极迁移H导电回路导电回路基本知识基本知识电解质溶液导电原理电解质溶液导电原理Company Logo溶液中的带电离子在外加电源（电流或电压）的作用下，发生定向移动，形成电流。根据欧姆定律，用电压和电流的比值电阻电阻表示该体系中导体的导电能力。在电解质溶液中，用电阻的倒数电电导导表示。IURR1UIG基本知识基本知识电解质溶液导电原理电解质溶液导电原理Company Logo溶液溶液电导电导的影响因素的影响因素+离子浓度离子的数量+离子淌度离子在单位电势梯度下运动

3、的速度+离子所带电荷数+溶液黏度、水合程度+温度（影响淌度、粘度、水合度等）+.+离子流动的距离离子流动的距离+离子流经的横截面积离子流经的横截面积基本知识基本知识电解质溶液导电原理电解质溶液导电原理Company LogoGKAlVIlVAIEiCell溶液电导率的影响因素溶液电导率的影响因素离子浓度离子的数量离子淌度离子在单位电势梯度下运动的速度离子所带电荷数溶液黏度、水合程度温度（影响淌度、粘度、水合度等）.（离子流动的距离）（离子流动的距离）（离子流经的横截面积）（离子流经的横截面积）基本知识基本知识电解质溶液导电原理电解质溶液导电原理Company Logo+电导： 电导池中电解质溶

4、液的离子电荷移动时，电流和电势差的比值 UIG 电导率：电导率是衡量给定物质（导体）的导电能力的一个物理参数 ，其原始定义为Ej电导率具有强度性质，反映电解质溶液本身的性质。因此，是电导率而非电导是测量关注的对象。 电导具有广度性质，除了与电解质溶液本身的性质有关外，还与电导池常数有关（也就是电导池中的电解质溶液的数量、形状等）基本知识基本知识电解质溶液导电原理电解质溶液导电原理Company Logo+对于电解质溶液来讲，“电导”没有意义。+电导率仪测量结果(仪器示值)是“电导率”而非“电导”。满标检GGG旧规程中用下式计算电计引用误差：是因为当电导池常数设为1.00cm-1,电导率示值在数

5、值上等于电导。但如此表述容易引起概念上的混淆。 如此表述限制了规程的适用范围：因为有些电导池常数是0.1cm-1，10 cm-1或5.0 cm-1等等 基本知识基本知识电解质溶液导电原理电解质溶液导电原理Company Logogeometric characteristic of a cell typical for a conductivity cell of the given dimensions, at a given position and with geometric sizes of electrodes and a solution level. It is measure

6、d in m-1. The value of a cell constant is determined in the course of calibration OIML R56-2006 Third draft Revision是电导池的几何特性。当电极结构一定，几何尺寸一定，和待测溶液的相对位置一定时，具有确定的量值GKCCompany Logo定义：测量电极间有效距离与电极间液柱有效横截面积的比值。AlKCell按定义确定电导池常数的前提条件是电场均匀。基本知识基本知识电导池常数电导池常数 Company LogoRKSCell根据电导池常数的确定方法，溶液电导率测量技术可分为绝对测量

7、法和相对测量法 直接测量几何尺寸以确定常数。绝对方法可以直接溯源到基本物理量，有较高的测量精度，主要用于各国的溶液电导率基准测量。AlKCell绝对测量通过测量电导率准确已知的标准物质的电导/电阻 ，用相对测量方法确定电导池常数 相对测量几乎所有商用电导率仪的电导池常数都由标准物质校准基本知识基本知识电导池常数电导池常数 Company Logo基本知识基本知识电导池常数电导池常数 Company Logo0,05 S/cm1 S/cm100 S/cm100 mS/cmPurified waterJuice, Milk, BeerWaste waterCooling water50 S/cmD

8、rinking water53 mS/cmOcean water15 mS/cmDialyses基本知识不同溶液的电导率 Company Logo与金属导体的电子传导（第一类导体）相比，电解质溶液中离子的传导（第二类导体）要受到离子间的相互作用、离子运动速度、电解质浓度（活度）等因素的影响，因而其导电行为比自由电子在电场作用下的定向运动复杂的多。 尤其，电解质溶液的导电过程必然要涉及到电极/溶液界面所发生的各种界面效应，如电极表面双电层充电、电极吸附、电荷转移等电化学过程，以实现电解池回路中两类导体的不同载流子之间的电荷传递过程。 Company LogoRLZWCdRrZWCdRr12Cd

9、双电层电容：电流通过电极时，由电极表面剩余电荷与溶液一侧具有紧密和分散结构的剩余电荷便构成了电极溶液/界面的双电层，具有存贮电荷的能力，即具有电容的特性。双电层电容的量值大约为10100F/cm2 ，可以计算出在1kHz 下由双电层电容产生的阻抗量级为：)166 . 1 (21dfCZCompany LogoRr 电荷转移（电子得失）过程的电化学反应电阻，是发生电化学反应所必需克服的活化能造成的。Zw 代表电极/溶液界面附近液相传质过程的阻抗，由反应物质的浓度差所造成。这个过程引起的阻抗与电化学反应电阻为串联关系，通常称为浓差电阻Zw，其阻抗随频率而变化 。RL 代表溶液中的液相传质过程，即表

10、征电解质溶液电导率大小的离子导电过程。通常称为溶液电阻。)1 (jkZW基本知识基本知识电导率测量涉及的电化学过程Company Logol尽量抑制与电极有关的双层充电、电荷转移、浓度极化等电化学过程（统称极化效应）以及测量外电路可能引起的干扰，突出RL，从而达到准确测量电导率的目的。 l铂黑电极就是通过增大电极表面积，减小电流密度，从而减少电极表面极化效应。铂黑电极的表面积大约是相同面积的光亮铂电极的1000倍l使用4电极电导池、无电极（electrodeless) 电导池等新技术Company Logol使用交流测量技术，降低浓差极化阻抗和电化学阻抗的影响。l优化测量频率： 高电导用高频率

11、，低电导率用低频率基本知识基本知识极化效应的抑制Company LogoABDCRXRSACC惠斯顿电桥：测量高电导率时容易获得较高的准确度。电桥平衡时有：ADDBSXRRRG1由交流信号发生源、运算放大器、相敏检波器或锁相器、A/D转换器等组成 Company Logo 除了与电极过程相关的极化效应外，并联电容、Park效应等旁路电容也影响溶液电阻测量。因此，测量频率不是越高越好。RLZWCdRrZWCdRr12并联电容CP导线电容RP接地电容电导率测量的等效电路基本知识基本知识测量电路测量电路Company Logo 由于使用交流电路，所以整个电导池回路中还会引入交流特性的极间电容、分布电

12、容、旁路电阻等。极间电容C的计算公式如下：CellKcDAlcDC2929410)/(410其中D为水的相对介电常数，D=78，产生的极间电容C=7pF。当测量 频率为1000Hz时，阻抗约为 2107。测量量值为10-6 S/cm的水质时，需要采用低于1000Hz的测量频率。Company Logo 分布电容CP和旁路电阻RP是由于电极引线的分布、连接和不合适的接地所引起的，在高阻测量中，这种效应比较明显（Parker效应）。引起的测量误差为：电导池的引线要 尽量分开，不能交叉重叠。测量高阻时必须减小电导池常数，同时适当降低测量频率，以便降低该效应引起的误差。 R= RPRX 2 2 CP2

13、交流信号频率应随着电导率测量范围而改变，这与测量线路、电导池性能密切相关。电导率范围型号频率(Hz)0.05S/cm1S/cm70或更低1S/cm10S/cm70100100S/cm1mS/cm1005001mS/cm1 mS/cm1K5KCompany LCell ConstantDesign RangeLowest RangeHighest Range0.01/cm10 S/cm0 S/cm100 S/cm0.02/cm20 S/cm0 S/cm200 S/cm0.1/cm100 S/cm10 S/cm1000 S/cm0.2/cm200 S/cm20 S/cm2000 S/cm1.0/c

14、m1000 S/cm100 S/cm10,000 S/cm2.0/cm2000 S/cm200 S/cm20,000 S/cm5.0/cm5,000 S/cm500 S/cm50,000 S/cm20.0/cm20,000 S/cm2000 S/cm1,000,000 S/cmCompany LCompany Logo 温度对电导率的影响比较准确地 可以用通式K=a+bt+ct2+dt3 表示。 例如美国NIST的Y.C.Wu等人通过拟合Jones和Bradshaw等人的实验数据并对温度标准和欧姆标准的变化进行相应的修正后，得到的经验表达式如下： 1D=6.514410-2 + 1.73198

15、10-3 t +4.575210-6 t2 温度影响离子的运动速度，从而影响电导率。电导率温度系数的范围大约为（15）%/，对于电导率测量是不可以忽略的。Company Logo基本知识基本知识温度的影响温度的影响 Company Logo温度影响离子的运动速度，从而影响电导率。电导率温度系数的范围大约为（15）%/，对于电导率测量是不可以忽略的。温度每变化1，电解质溶液电导率的相对变化。对于电导率大于1 Sm-1的强电解质，温度系数可以近似地用下式表示：%100)(RRRtt%100)(RRRtt： 温度t时的电导率； 参考温度时的电导率。 Company LCompany Logo温度温度

16、系数%/0.01MKCl0.01MKCl0.01MKCl01.80 1.78 1.66 51.84 1.81 1.68 101.87 1.84 1.70 151.89 1.86 1.72 201.92 1.88 1.74 301.97 1.93 1.77 351.99 1.94 1.78 402.00 1.96 1.79 452.02 1.97 1.80 502.03 1.98 1.81 不同浓度相同溶液，在不同温度下的温度系数亦不尽相同 Company Logo 温度补偿系数的选择直接影响测量结果的不确定度，实际操作中可通过试验确定电导率测量的温度补偿系数。溶液类型温补系数范围溶液类型温度系

17、数范围酸性溶液1.0%/-1.6%/饮用水2.0%/碱性溶液1.8%/-2.2%/超纯水5.0%/盐类2.2%/-3.0%/不同类型电解质溶液的温补系数范围。大多数商用电导率仪都具有温度补偿功能，采用线性补偿的方法 基本知识基本知识温度的影响温度的影响 Company Logo 在0100的范围内，纯水电导率的温补系数从7%/变化到2.5%/，采用温补曲线比线形补偿更为合理。 基本知识基本知识温度的影响温度的影响 Company Logo标准电阻U=0.005% (k=2)温度标准 U=0.5mK (k=2)标准砝码 U=0.002mg (k=3) IUPAC U=0.03%(K=2)电阻测量

18、u=1.6 digital天平 u=0.2 digital 温度测量u=0.004国家基准 U=0.04%0.1%(k=2)电导率标准物质 =(0.0110)S/m U=0.1%0.25% (k=2)标准交流 电阻 R=(1002107)MEP=0.05%0.1%标准电阻 u=0.0025%电导率仪=0.01 S/m 110 2 S/mMPE=0.2% F.S. 4.0 % F.S.Electronic element of conductivity Meter is calibrated with resistorsCell constant of conductivity Meter is

19、 calibrated with CRMs CRMs is certified using the national standard instruments , which is traceable to qualities of resistance, mass, temperature and the reference values recommended by IUPACCompany Logo+电导率仪JJG376-2007国家计量检定规是在电导仪检定规程(试行)JJG37685基础上修订的。+修订工作主要是为了应对电导率仪的发展现状。 85版的规程是为DDS系列电导率仪“量身定制

20、”的 。 经过二十年的发展，电导率仪器在国内的使用状况有了非常大的变化，HACH，HANNA，TESTO，THERMO，METTLER等国外品牌的电导率仪越来越多。 Company Logo+除了使用经典的两电极电导池外，三电极，尤其是四电极电导池技术大量使用；+针对不同测量对象所设置的电导池常数参考值不尽相同；电导池常数的调节方式有所差异；+由于温度对电导率测量结果的影响，温度测量和温度补偿功能普遍使用。 仪器种类的丰富和技术的进步需要一部包容性好，能反映电导率仪技术进步的规程对电导率仪性能进行评价。规程修订背景规程修订背景 Company Logo+尽量覆盖多种电导率测量仪器 涵盖不同的电

21、导池常数校准方式手动调节、自动校准（两点校准或3点校准） 涵盖不同类型的电导池2电极电导池和4电极电导池 涵盖不同常数的电导池电导池常数是0.1cm-1，10 cm-1或5.0 cm-1等。Company Logo+尽量降低检定工作量仪器重复性的表达方式，用单点测量的标准偏差代替85版规程中每点测量电子单元检定要求每个量程至少选择3点检测，85版规程中要求一般检定5点温度和常数调节选择的点也尽量精简。+电导率仪检定规程是在电导仪检定规程(试行)JJG37685基础上修订;+这次修订注意了术语、表达方式等与国际标准的一致；+注意突出“电导率”的概念和检定思路的一致；+根据当前电导率仪的发展趋势，

22、增加了某些检定项目，提供了可以选择的检定方法，拓宽了规程覆盖范围。 Company LCompany Logo注意术语、表达方式等与国际标准的一致 注意突出“电导率”的概念和检定思路的一致 性 电解质电导率的定义、电导池常数定义与OIML的国际建议一致。电导和温度系数在OIML文件中没有，重点参考了欧洲标准(European Standard)的相关内容 鉴于温度对电导率测量的影响，以及检定项目中增加“温度系数的示值误差”，在“规程”的“术语和计量单位”中增加了“温度系数”的定义。修订说明修订说明-采用国际标准采用国际标准+考虑到符号与国际通用符号的一致，将原规程中的电导池常数J改成。+将原规

23、程中的“电计”和“电导池”分别用“电子单元”和“传感器单元”代替。Company Logo+弱化“电导”概念，突出“电导率”概念 电导率是电解质溶液的特性，反映导电能力及溶液中电解质的含量。“电导”依赖于电导池常数，因此对于电解质溶液来讲，“电导”没有意义。+电导率仪测量结果是“电导率”而非“电导”。旧规程中之所以用计算电计引用误差，是因为当电导池常数设为1.00cm-1,电导率示值在数值上等于电导。但如此限制了规程的适用范围，因为有些电导池常数是0.1cm-1，10 cm-1或5.0 cm-1等等。+用“电导率”用代替“电导”，使得整个规程各检定项目的思路一致。Company Logo+扩大

24、规程适用范围。+例如，规程中规定“对于无电导池常数显示功能的电导率仪，选择与被检量程上限值相等或靠近上限值的标准电导作为输入量，调节仪器读数为，此时认为电导池常数为1.000 cm-1 ”+又如：由于四电极仪器的广泛应用，电子单元检定示意图增加了配置四电极的电导率仪的电子单元与标准器的连接方法。Company Logo+所有仪器计量性能指标的设定和对标准器及辅助设备的技术要求都基于测量结果的不确定度分析。+ 由于涉及多个不确定度分量，其影响量的设置以电子单元测量电导的不确定度为参照。标准器技术要求考虑了“标准输出值的不确定度小于被检对象测量不确定度的1/3”的通用要求。Company Logo

25、+采用绝对示值误差评价常数调节功能和温度补偿功能。+这是因为如此表述有利于用户对仪器测量结果进行不确定度分析和对测量结果的控制。检定结果不依赖于选用的标准电导的变化。同时有利于检定规程对电导率仪校准进行指导。Company Logo+检定项目按照对电导率仪测量结果不确定度的分析结果设置。影响电导率测量结果不确定度的因素有电导测量、电导池常数调节、温度补偿、温度测量等。+增加了“温度补偿系数示值误差”的检定项目。+增加了“仪器测量示值误差”的检定项目。+改进了“温度补偿系数示值误差”和“电导池常数示值误差”的检定方法。用参考条件下的测量值代替标准值作为参考值，避免了电子单元固有不确定度的重复引入

26、。Company Logo+改变了测量重复性的判定方式，通过对中量程的某点进行重复测量，用单次测量的标准偏差表征仪器测量结果的重复性。+在电导池常数校准中，使用两种标准溶液校准得到的电导池常数的平均值作为电导池常数，这里有两个原因：一是符合国际建议OIML R68相关内容的思路，二是在实际检定中，如果采用一种标准溶液校准得到的电导池常数，可能产生较大测量不确定度。Company Logo改变了仪器级别+舍弃了用最小分度占满量程的引用误差划分仪器级别的方法，一是因为这种划分几乎不起任何作用，二是因为现在的仪器很少这样的显示方式。+去掉了5.0级仪器，在实际检定中几乎不会碰到这种情况。针对新增加的

27、检定项目，提出恒温设备和标准温度以作为检定用基本设备。Company LCompany Logo1 1 范围范围2 2 引用文献引用文献3 3 术语和计量单位术语和计量单位4 4 概述概述5 5 计量性能要求计量性能要求6 6 通用技术要求通用技术要求7 7 计量器具控制计量器具控制附录附录A A 电导率标准溶液浓度及其电导率值电导率标准溶液浓度及其电导率值附录附录B B 电导率仪检定记录示例电导率仪检定记录示例附录附录C C 检定证书内页格式示例检定证书内页格式示例Company Logo1 范围范围本规程适用于电解质电导率仪的首次检定、后续检定本规程适用于电解质电导率仪的首次检定、后续检定

28、和使用中检验。电阻率仪和基于电导率测量原理的盐和使用中检验。电阻率仪和基于电导率测量原理的盐度计和总溶解固体含量度计和总溶解固体含量(TDS)测量仪的校准可参照测量仪的校准可参照执行。执行。 Company Logo+主要适用于台式电导率仪和便携式电导率仪的检定。 其他相关类型仪器，如在线电导率/电阻率检/监测仪，无电极（Electrodeless )电导率仪、基于电导率测量原理的盐度计和总溶解固体含量（TDS）测量仪的校准可以参照执行。 缺乏计量标准难以形成统一规范规程内容规程内容-范围范围Company Logo2 引用文献引用文献JJG 376-85 电导仪试行检定规程电导仪试行检定规程

29、OIML R68 Edition 1985 Calibration method for conductivity cell BS EN 60746-3:2002 Expression of performance of electrochemical analyzers-Part3: Electrolytic conductivity Company Logo3.1 （电解质溶液的）电导 Electrolytic Conductance电导池中电解质溶液的离子电荷移动时，电流和电势差的比值。电导池中电解质溶液的离子电荷移动时，电流和电势差的比值。式中：式中：G 电导，西门子电导，西门子 (S

30、)；I 通过电解质溶液的电流，安培通过电解质溶液的电流，安培 (A)；U 电极间的电势差，伏特电极间的电势差，伏特 (V)；电阻是电导的倒数，单位为欧姆电阻是电导的倒数，单位为欧姆 ()。UIG Company Logo3.2 （电解质溶液的）电导率（电解质溶液的）电导率 Electrolytic Conductivity电解质溶液电导率用以下公式定义：电解质溶液电导率用以下公式定义： Ej式中：式中：k 电导率，西门子每米电导率，西门子每米(Sm-1)；J 电流密度，安培每平方米电流密度，安培每平方米(Am-2)；E 电场强度，伏特每米电场强度，伏特每米(Vm-1)；电阻率是电导率的倒数，单

31、位是欧姆米（电阻率是电导率的倒数，单位是欧姆米（m）。Company Logo3.3 电导池常数电导池常数 Cell Constant 电导池常数由以下公式计算：电导池常数由以下公式计算：式中：式中：Kcell电导池常数，每米电导池常数，每米(m-1)；l 测量电极间的有效距离，米测量电极间的有效距离，米(m)；A电极间液柱的有效横截面积，平方米电极间液柱的有效横截面积，平方米(m2)。AlKCompany Logo由于电导池的有效几何参数难以直接测量，一般通过测量电导率准确已知由于电导池的有效几何参数难以直接测量，一般通过测量电导率准确已知的标准物质的电导，用相对测量方法确定电导池常数。电导

32、池常数、电导的标准物质的电导，用相对测量方法确定电导池常数。电导池常数、电导与电导率有以下关系：与电导率有以下关系： 注：通常电导池常数在一定范围内有恒定的值，超出这个范围，电注：通常电导池常数在一定范围内有恒定的值，超出这个范围，电 极极化效应或其他效应可能使电极常数发生变化。极极化效应或其他效应可能使电极常数发生变化。 GKcellRCompany Logo3.4 温度系数温度系数 Temperature Coefficient 温度每变化温度每变化1，电解质溶液电导率的相对变化。对于电导，电解质溶液电导率的相对变化。对于电导率大于率大于110-4 Sm-1的强电解质，温度系数可以近似地的

33、强电解质，温度系数可以近似地用下式表示：用下式表示： 式中：式中：%100)(RRRtt 温度温度t时的电导率时的电导率 参考温度下的电导率参考温度下的电导率Company Logo计 量 性 能仪 器 级 别0.20.51.01.52.02.53.04.0电子单元检定电子单元重复性(%FS)0.070.170.30.50.70.81.01.3电子单元引用误差 (%FS)0.200.501.01.52.02.53.04.0电导池常数示值误差(cm-1) 0.0030.0050.0100.0100.0100.0200.0200.020温度系数示值误差(%/) 0.050.080.150.150.

34、150.300.300.30配套检定温度示值误差()0.20.40.60.81.01.21.52.0仪器引用误差(%FS)0.400.801.52.02.53.03.54.5仪器重复性(%FS)0.200.400.701.01.21. Company Logo+ 根据电导率仪测量结果不确定度的影响因素设置检定项目GKCell 在任意温度T下的测量结果：补偿到参考温度后的结果：)(1RCellSTTGK测量结果由电导测量G，电导池常数Kcell，温度T和温度系数四个因素决定规程内容规程内容- 计量性能要求 Company Logo+采用了电子单元和整机检定的方式。电子单元部分采用标准电阻进行检定

35、电导率仪评价的理想方法是选用涵盖仪器测量范围的系列量值已知的标准物质对电导率仪整机进行整体评价。 由于标准物质的现状，国内外都采用无感标准交流电阻，对电导率仪的电子单元部分进行评价。European Standard 60746-3:2002 ASTM 1125-93规程内容规程内容- 计量性能要求 Company Logo+电子单元部分采用标准电阻进行检定European Standard 60746-3:2002 A series of non-inductive resisters used for the performance test of conductimetric elect

36、ronic units, simulating two- and three-electrodes sensors.For multi-electrode sensor simulator design, the manufacturer must be consulted.The temperature sensor may be simulated by another variable precision resistor, e.g., a variable decade resistance box.规程内容规程内容- 计量性能要求 Company Logo+电子单元部分采用标准电阻进

37、行检定ASTM 1125-93Standard resistors with certified accuracy of 0.05% may be used with appropriate calculations adapted to the instrument scale规程内容规程内容- 计量性能要求 Company Logo6 通用技术要求通用技术要求仪器外表应光洁平整。仪器功能键应能正常工作，各紧固件仪器外表应光洁平整。仪器功能键应能正常工作，各紧固件无松动。仪器面板的标识清晰，完整。数字显示仪器的显示无松动。仪器面板的标识清晰，完整。数字显示仪器的显示应清晰、完整，指针式仪器的

38、指针无阻滞现象。应清晰、完整，指针式仪器的指针无阻滞现象。 仪器铭牌应标明其制造厂名、仪器名称、型号、规格、出厂仪器铭牌应标明其制造厂名、仪器名称、型号、规格、出厂编号以及出厂日期，铭牌应清晰。编号以及出厂日期，铭牌应清晰。传感器单元应无裂纹，无破损，无污染物。铂黑电极上的铂传感器单元应无裂纹，无破损，无污染物。铂黑电极上的铂黑无明显剥落现象。传感器单元插头应清洁、干燥，导线连黑无明显剥落现象。传感器单元插头应清洁、干燥，导线连接紧固。接紧固。规程内容规程内容-通用技术要求通用技术要求Company Logo7.1 检定条件检定条件7.1.1 环境条件环境条件检定的环境条件应符合表检定的环境条

39、件应符合表2的规定。的规定。规程内容规程内容-检定条件检定条件仪器级别室温 相对湿度R.H标准溶液温度波动允许范围 电磁场振动情况0.220230850.05除地磁场外，应无显著电磁干扰、无显著振动源存在Company Logo7.1 检定条件检定条件7.1.1 环境条件环境条件规程内容规程内容-检定条件检定条件说明：说明：标准交流电阻的温度系数一般在标准交流电阻的温度系数一般在10ppm/以下，温度变化以下，温度变化10 ，引起的标准值变化为引起的标准值变化为 0.001%，不会对检定结果带来任何影响。，不会对检定结果带来任何影响。 环境条件中对室温的要求主要针对自行配制标准物质的实验室。水

40、的水环境条件中对室温的要求主要针对自行配制标准物质的实验室。水的水的膨胀系数为的膨胀系数为2.110-4/，温度变化，温度变化 5 ，引起的体积误差为，引起的体积误差为0.1%，还有溶液密度的变化，难以估算。如果使用成品标准物质，可以，还有溶液密度的变化，难以估算。如果使用成品标准物质，可以不受此条件的限制。不受此条件的限制。由于标准物质在使用过程中水分挥发会造成量值变化，因此，应避免高温由于标准物质在使用过程中水分挥发会造成量值变化，因此，应避免高温度和低湿度的环境。度和低湿度的环境。Company Logo7.1.2 溶液电导模拟装置溶液电导模拟装置是检定电子单元计量性能的标准器，由一组无

41、感交流电阻组成。电阻值的是检定电子单元计量性能的标准器，由一组无感交流电阻组成。电阻值的设定应能满足设定应能满足“检定方法检定方法”的要求。交流电阻值的不确定度应优于被检仪的要求。交流电阻值的不确定度应优于被检仪器电子单元测量不确定度的器电子单元测量不确定度的1/3，同时应与常见电导率仪的使用频率相适，同时应与常见电导率仪的使用频率相适应。电阻值相对误差不超过应。电阻值相对误差不超过0.07%的溶液电导模拟装置可满足各级别的溶液电导模拟装置可满足各级别的电导率仪的检定要求。的电导率仪的检定要求。 规程内容规程内容-检定条件检定条件注意事项：注意事项：电阻箱用于模拟充满溶液的电导池，对于连接线特

42、别长的电导池，要注电阻箱用于模拟充满溶液的电导池，对于连接线特别长的电导池，要注意电阻箱与电子单元的连接线的长度、规格等尽量与实际使用时相似。意电阻箱与电子单元的连接线的长度、规格等尽量与实际使用时相似。标准电阻应能满足标准电阻应能满足“每一量程至少检定每一量程至少检定3点，这些检定点在量程范围内应点，这些检定点在量程范围内应分散分布分散分布 ”的要求。的要求。 Company Logo7.1.3 电导率标准溶液电导率标准溶液检定中使用的标准溶液的参考值的相对不确度应小于或等于检定中使用的标准溶液的参考值的相对不确度应小于或等于0.25 (k=2)。可使用氯化钾电导率溶液标准物质，也可选。可使

43、用氯化钾电导率溶液标准物质，也可选用氯化钾电导率固体标准物质按附录的规定配制。用氯化钾电导率固体标准物质按附录的规定配制。规程内容规程内容-检定条件检定条件注意事项：注意事项：标准物质的选用应根据检定需求，其不确定度水平必须高于被检仪器的标准物质的选用应根据检定需求，其不确定度水平必须高于被检仪器的测量能力。测量能力。标准物质量值应有所差别。标准物质量值应有所差别。标准物质配制时应保证所使用的试剂、水、容器、天平等符合要求；同标准物质配制时应保证所使用的试剂、水、容器、天平等符合要求；同时注意环境条件的要求。时注意环境条件的要求。 7.1.4 恒温装置恒温装置用于检定仪器的温度测量示值误差，控

44、制标准溶液温度。其温度波动性应符合表2的规定。7.1.5 标准温度计标准温度计用于仪器温度测量示值误差的检定和恒温装置温度波动的监控。示值误差在0.05 内的温度计可以满足各级别电导率仪的检定要求。7.1.6 电阻箱模拟温度传感器与电子单元连接，用于调节电子单元温度显示值。Company Logo7.2 检定项目检定项目电导率仪的首次检定、后续检定和使用中检验的检定项目见“检定项目一览表” 。检定项目首次检定后续检定使用中检验外观检查+电子单元引用误差+-电导池常数示值误差 +-温度系数示值误差+-电子单元重复性+-温度示值误差+仪器引用误差+仪器重复性+Company LCompany L电

45、子单元与标准器连接电子单元与标准器连接仪器调节到参考状态仪器调节到参考状态实施检定项目实施检定项目温度补偿：设定为0.00%或“不补偿”；或调节温度示值为参考温度电导池常数：设定为参考值RTCompany Logo两电极电导池两电极电导池四电极电导池四电极电导池三电极电导池三电极电导池Company Logo两电极电导池两电极电导池四电极电导池四电极电导池 电子单元检定接线示意图电子单元检定接线示意图配用配用2电极电导池的电导率仪电极电导池的电导率仪电子单元检定接线示意图。电子单元检定接线示意图。1、2连接标准电导的两个输出端；连接标准电导的两个输出端；T1和和T2分别与模拟温度探头分别与模拟

46、温度探头的电阻相连（仅对需要温度的电阻相连（仅对需要温度输入的仪器适用）。输入的仪器适用）。为配用为配用4电极电导池的电导电极电导池的电导率仪电子单元检定接线示意率仪电子单元检定接线示意图。图。1、4连接线对应于电导连接线对应于电导池的两个电流电极，池的两个电流电极，2、3连连接线对应于电导池的两个电接线对应于电导池的两个电压电极。压电极。Company Logo1. 按照厂家提供的示意图连接标准电阻；2. 用万用表确定电导池接口各点所对应的电极；3. 彼此可以测得电阻的两端为温度传感器接头。根据温度传感器类型不同，电阻从几十欧姆到十几千欧不等。规程内容规程内容-7.3 检定方法Company

47、 Logo 对于具有电导池常数显示功能的电导率仪，调节电导池常数为参考值（通常为1.000 cm-1）； 对于无常数显示的仪器，选择与被检量程上限值相等或靠近上限值的标准电导作为输入量，调节仪器到设定值此时认为电导池常数为1.000 cm-1。规程内容规程内容-7.3 检定方法电导池常数参考值的选取电导池常数参考值的选取0SG对于无法调节到输入标准值时，以下式计算得常数为设定常数。对于无法调节到输入标准值时，以下式计算得常数为设定常数。标准示值GKcell注：有些仪器必须对每个量程都进行调节，有的只需要调节一次即可。注：有些仪器必须对每个量程都进行调节，有的只需要调节一次即可。SRcellSG

48、KCompany Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.2 电子单元重复性电子单元重复性0SG以单次测量结果的标准偏差与相应量程上限值的比值评价电子单元重复性。 10051612.iMiMFs注：6次测量值的算术平均值，应符合表1关于电子单元引用误差的规定 接入中量程上任一标准电导（如100 S），计算相应的标准电导率:读取电导率仪测量值： SRcellSGK.MCompany Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.3 电子单元引用误差电子单元引用误差 0SG按下式计算电子单元引用误差 ：注：通常每一量程至少检定3点，这些检定点在量程范围内应分散分布。%100FSMF接

49、入中量程上任一标准电导（如100 S），计算相应的标准电导率:读取电导率仪测量值： SRcellSGK.MCompany Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.4 电导池常数示值误差电导池常数示值误差0SGRcellK.将电导池常数由 RcellK.调节至 RcellVcellKK.8 . 0处，读取测量值 V.M并按下式计算设定电导池常数为 VcellK.的示值误差 接入中量程上任一标准电导（如100 S），计算相应的标准电导率:读取电导率仪测量值： SRcellSGK.MVcellRMRcellcellKKK.MV.将常数调节为RcellVcellKK.2 . 1处，计算电导池

50、常数示值误差 注：通常电导池常数的允许变化范围为20%Company Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.5 温度系数示值误差温度系数示值误差 0SG置温度系数=2.00 %-1。调节温度传感器模拟电阻，使温度示值为T=15 ，读取电导率仪测量值KMV ,按下式计算温度系数的示值按下式计算温度系数的示值误差。误差。 V.MV.M100)(V.V.MRMMRTT调节温度传感器模拟电阻，使温度示值为调节温度传感器模拟电阻，使温度示值为T=35 ，计算温度系数的示，计算温度系数的示值误差值误差 2.0%/ 1.5%/ 2.5%/ 15 35注：红色部分仅为仪器首次检定时必需的操作注：红

51、色部分仅为仪器首次检定时必需的操作 Company Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.6 温度示值误差温度示值误差0SGRcellK.1. 连接温度传感器，与标准温度计置于同一恒温槽中，标准温度计和温度传感器尽量靠近。避免温场均匀性带来的影响。2. 控制恒温槽温度为仪器参考温度（通常为25），同时读取标准温度计测量值和电导率仪温度测量值，计算单次测量的温度示值误差。SMTTT3. 计算3次温度示值误差的算术平均值为仪器温度测量的示值误差。首次检定时，还必须检定T=15 和35 时的温度测量误差。Company Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.7 仪器引用误差仪

52、器引用误差0SGRcellK.电导池常数的校准电导池常数的校准在两个量程内分别选择标准溶液在两个量程内分别选择标准溶液1和标准溶液和标准溶液2，置于温度为（通常，置于温度为（通常为为25.0 ）的恒温槽中。）的恒温槽中。将传感器单元充分洗涤后放入标准溶液将传感器单元充分洗涤后放入标准溶液1中。达到平衡后，读取电导率仪中。达到平衡后，读取电导率仪测量值，根据下式计算电导池常数测量值，根据下式计算电导池常数 1 .1 .1 .MSRcellcellKK用标准溶液用标准溶液2确定电导池常数确定电导池常数 Company Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.7 仪器引用误差仪器引用误差0

53、SGRcellK.电导池常数的校准电导池常数的校准用两个标准物质确定的电导池常数的平均值作为电导池校准结果。用两个标准物质确定的电导池常数的平均值作为电导池校准结果。注：注：如仪器手册对电导池校准有明确要求，按照仪器手册的具体规定如仪器手册对电导池校准有明确要求，按照仪器手册的具体规定进行校准。进行校准。 如仪器无法调节，省略该步骤。如仪器无法调节，省略该步骤。Company Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.3.7 仪器引用误差仪器引用误差0SGRcellK.调节电导池常数为调节电导池常数为 cellK，其它设置不变，测量标准溶液，其它设置不变，测量标准溶液1和和2 重复操作并测

54、量三次，平均值为测量结果，计算引用误差重复操作并测量三次，平均值为测量结果，计算引用误差 1001 .1 .FSMF7.3.8 仪器重复性仪器重复性重复测量标准溶液重复测量标准溶液1或标准溶液或标准溶液2 共共6次，计算单次测量标准偏差与次，计算单次测量标准偏差与满量程的比值，表示仪器测量结果重复性。满量程的比值，表示仪器测量结果重复性。Company Logo规程内容规程内容-7.3 检定方法7.4 检定结果的处理检定结果的处理 0SGRcellK.经检定符合本规程规定的仪器为合格仪器，发给检定证书，检定证书应经检定符合本规程规定的仪器为合格仪器，发给检定证书，检定证书应给出各项检定结果和仪

55、器级别。给出各项检定结果和仪器级别。判定为某级别的仪器必须符合该级别仪器的全部计量性能要求。判定为某级别的仪器必须符合该级别仪器的全部计量性能要求。如果仪器的个别量程不符合该级别要求，应注明限制量程使用。如果仪器的个别量程不符合该级别要求，应注明限制量程使用。经检定不符合要求的仪器，发给检定结果通知书，并注明不合格项目。经检定不符合要求的仪器，发给检定结果通知书，并注明不合格项目。当电子单元检定结果符合本规程规定，但配用该仪器原带传感器单元进当电子单元检定结果符合本规程规定，但配用该仪器原带传感器单元进行配套检定超出本规程规定时，可以更换传感器单元后重新进行配套检行配套检定超出本规程规定时，可

56、以更换传感器单元后重新进行配套检定，检定合格的仪器为合格仪器，发给检定证书。定，检定合格的仪器为合格仪器，发给检定证书。Company Logo 问：新规程中7.1.6仅提出要配套电阻箱用于模拟温度传 感器，应该买什么精度的电阻箱？ 答：电阻箱仅用于温度传感器的模拟，我们只关注是否通过电阻的调节使得仪器温度示值为我们希望的显示（如25.0）。 我们在实际操作中碰到的电导率仪，在显示温度为25.0时，其模拟电阻为1k5 k，一般电阻箱完全可以满足要求。Company Logo问：新规程中公式（9）是否写错了，%100)(参考温度实际温度补偿后电导率示值补偿后电导率示值电导率实际值温补系数MRMV

57、是否将同写反了？ 按规程的操作要求，电导率实际值为100S/cm，既为mR；因为检定时电导率仪置于补偿状态，仪器示值mV既为补偿后的电导率值，与公式9相合 答：因为模拟电阻与待测溶液的不同，为了便于说明，可以用文字来表达公式 100)(V.V.MRMMRTTCompany Logo 答：实际上该公式表述的是常数的实际值与显示值之间的差距，此显示值可以理解为约定真值，因此公式没有错误。 问：P6第7.3.4款中，给出的电导池常数示值误差计算公式（8）中 ，Kcell RMV/MR与Kcell V，应该说前者是示值，还是后者是示值？我好象觉得后者是示值，如真是后者是示值，是否应该将该项公式中的Kc

58、ell RMV/MR与Kcell V互换一下顺序，以达到习惯的示值-实际值？ VcellRMRcellcellKKK.MVCompany Logo 问：如何理解P2公式（4）G=/ Kcell的注：通常电导通常电导池常数在一定范围内有恒定值，超出这个范围，电极极化效池常数在一定范围内有恒定值，超出这个范围，电极极化效应或其他效应可能使电极常数发生变化。应或其他效应可能使电极常数发生变化。？ RKCell/答：在一定的范围内有恒定值，这个恒定值是相对的。以下公式R是指溶液电阻。但是电导率测量的是复数阻抗，通过锁相技术等得到的阻抗实部并不等同于溶液电阻，还有极化效应、旁路电容、包括边缘效应等的影响

59、。Company Logo这里仅讨论相对简单的极化效应对电导池常数的影响用第一种标准物质确定的电导池常数：)(1111elsolSCellRRK用第二种标准物质确定的电导池常数：)(2222elsolSCellRRK两种标准物质确定的电导池常数之差：elSSCellRK)(211elelsolRRR22设若：Company Logo两种标准物质确定的电导池常数之差：elSSCellRK)(211u极化电阻尽量小u校准用标物量值同被测样品量值尽量相近这也是规程中规定要求用两种标准物质校准电导池常数，并采用其平均值的原因。基于同样原因，OIML 56 中推荐用5种标准物质对电导池常数作图，求得其电

60、导池常数。Company Logo 问：4电极电导池有何好处，如何连接其电导率仪的电子单元和标准电阻箱？2电极电导池的电极同时具有电流传导和电压测量的功能，容易受到电极污染，极化的影响。4电极电导池实现电流传导和电压测量的分离。Company Logo 问：4电极电导池有何好处，如何连接其电导率仪的电子单元和标准电阻箱？1. 按照厂家提供的示意图连接标准电阻；2. 用万用表确定电导池接口各点所对应的电极；3. 彼此可以测得电阻的两端为温度传感器接头。根据温度传感器类型不同，电阻从几十欧姆到十几千欧不等。Company Logo 问：电导率标准物质使用的注意事项？标准物质暴露空气后应尽快使用，尤

61、其在温度比较高，湿度比较低的环境中，由于水分损失，电导率逐渐增高。Company Logo 问：电导率标准物质使用的注意事项？为了保证量值准确，标准物质使用必须在恒温条件下使用。见“规程” 检定环境条件。温度波动为0.20 时，引入的不确定度为%23. 03/2%2 . 0将电导池放入标准物质之前，应改保证电导池清洁，并先后用去离子水和标准物质清洗。循环使用标准物质将难以保证量值准确。Company Logo 问：电导池的保养维护1. 铂黑电极的电导池在存放期间要浸泡在蒸馏水中，不能干放；2. 一旦铂黑电极受到污染后，首先用异戊醇和乙醇洗涤电极表面，然后使用去离子水清洗，最后用被测溶液清洗。3

62、. 对于钛、钯不锈钢电导池可以用或溶液浸润沾污的电极；同时可以用小软刷子刷洗电极，或在超声清洗其中清洗。在化学清洗后必须用去离子水充分淋洗。Company Logo+纯水/超纯水 在线检/监测仪器的校准/检定+无电极(Electrodeless )电导率仪的校准/检定+轻质油品电导率仪的校准Company Logo水是最为常用的生产原料，也是最常见的化学试剂，水在生活、生产和科学研究中的重要性往往被人们忽视Company Logo分析用水分析用水一级一级二级二级三级三级电导率要求0.1S/cm1.0S/cm5.0S/cm电子级水电子级水一级一级二级二级三级三级四级四级电导率要求0.055S/c

63、m0.067S/cm0.083S/cm2.0S/cm科学研究（GB6682-92）微电子行业 （GB/T1146.1-1997）能源行业（GBT121451999），要求冷却水 电导率2.0S/cmUSP和EP要求医药的纯水的电导率在1.3S/cm 以下，且有溯源性要求，不确定度2%电导率是水质评价的重要指标，国内外标准提出明确要求Company Logo+“推进量值在1.0S/cm 以下的基准测量能力，并支撑用于水的纯度的评价的低电导率范围的测量标准的研究”(terms of reference of the CCQM working group on electrochemical ana

64、lysis)+“在电导率低于10S/cm的测量范围内，现有标准溶液不适合作为电导率测量基准。 如何校准(flow-through type)电导池和评价纯水电导率测量不确定度需进一步讨论”。（2000年CCQM-EAWG文件）Company Logo序号序号时间时间比对比对最小量值最小量值12001CCQM-P221000S/cm22003CCQM-P4750S/cm32005CCQM-K3650S/cm42007CCQM-K36.150S/cm5 2008CCQM-P835S/cm6？1S/Company Logo+随着微电子产业、生物技术、食品工业、医药卫生和能源产业的快速发展，对纯水电导

65、率的控制提出了更高的要求。+各种纯水电导率/电阻率测量仪/监视仪有了快速发展。+低电导率范围内的计量问题一直未能得到解决，建立低电导率精密测量技术及溯源体系的要求日益迫切。Company Logo 在线电导率/电阻率测量仪实验室用和便携式电导率仪封闭循环闭路中纯水电导率（0.0610Scm-1）测量标准在线电导率仪校准技术低电导率（550Scm-1 测量标准标准物质Company Logo国家国家国家计量院国家计量院测量下限测量下限Scm-1扩展相对不扩展相对不确定度确定度(%)丹 麦DFM2500.1意大利IEN1000.5美 国NIST1000.04德 国PTB21.0荷 兰NMi101.

66、0中 国NIM1000.05各国都未建立覆盖纯水电导率的测量基准各国都未建立覆盖纯水电导率的测量基准Company Logo国家国家量量 值值不确定度不确定度(%)溯源性溯源性美国NIST5.20S/cm3.8NIST15.36S/cm3.5NIST25.32S/cm1.5NIST德国0.9S/cm50NIST,PTB14.2S/cm1.5NIST,PTB波兰(10323)S/cm-加拿大(23100)S/cm-中国146.5S/cm0.1NIMCompany Logo无电极无电极(Electrodeless) 电导率仪的检定电导率仪的检定/校准校准l又称为环形测量(Toroidal)或感应测量技术(Inductivity),出现在上实际50年代，作为商品化的仪器在2000年以后逐渐进入中国。l避免常规电导池由于金属电极暴露于测量介质所引起的电极极化、电极玷污、过程涂覆问题。l无电极电导率测量技术还具有高电导率测量（一般都在2000mS/cm以上）和测量温度范围宽（可到200以上）等优势。l在化学化工、造纸、食品加工、电镀等行业有广泛应用。尤其在水质污染严重的恶劣环境中有不可比拟的优势