對工業控制用電導率儀校準方法的應用研究

李海浩

摘 要：工業控制用電導率儀對工業生產具有重要的作用，但是如果電導率儀存在誤差，將會導致電導率的測定存在問題，影響工業生產效率和質量。為了探究工業控制用電導率儀的校準方法先分析了工業控制用電導率儀的特點，并結合用電導率儀的特點探究有效的校準方法。

關鍵詞：工業控制;電導率儀;特點;校準方法

隨著生物技術、微電子產業以及食品工業等方面的發展，工業生產的電導率控制要求也不斷提升。特別是隨著電導率以及電阻率測量儀等精密儀器的發展，現有關于電導率儀鑒定規程對實驗室電導率儀也做出新的規定。其中對電導率儀的類型，校準參考執行標準等都做出明確的說明。并結合工業控制用電導率儀的校準要求，對原有的校準方法進行改進，使其更符合工業控制用電導率儀的要求。

一、工業控制用電導率儀特點

工業控制用電導率儀與實驗室的電導率儀間存在一定的差別，在精密度以及操作上都具有一定的特點，接下來將對工業控制用電導率儀的特點進行詳細說明：

（一）按鍵數量少

工業控制用電導率儀雖然結構比較復雜，但是設計的按鍵比較少。同一個按鍵具有不同的功能，可以通過長按和短按的方式進行區別。這也對功能鍵校準提出了更高的要求，防止因為“一鍵多用”的情況下按鍵出現混用的情況，影響按鍵的使用效果[1]。

（二）操作復雜

實驗室電導率儀在操作方面更加簡單、便捷，部分電導率儀不需要說明書的指導就可以完成操作，大部分懂電導率方面的人員，根據按鍵指示說明就可以獨立操作，進行測量。工業控制用電導率儀雖然按鍵數量不多，但是功能卻比較復雜，部分電導率儀的子目錄操作數量可以達到十幾項。因此必須要熟練電導率儀的操作方法，同時工業用電導率儀需要配備詳細的使用說明，防止操作失誤導致流水線的生產受到影響導致停產。

（三）接線多而雜

工業控制用電導率儀中涉及到的接線數量比較多，接線的情況遠遠比實驗室的電導率儀更復雜。實驗室的電導率儀一般在儀器的背后設置三個接入口，分別連接三芯電極，溫度以及電源。工業控制用電導率儀一般則會設有4到5個入口端子，溫度一般就會設有兩個接入段子，此外輸入電流一般會設置2個端子，電源一般會設置2-3個接入端子，在接入口方面更加復雜[2]。因此在工業控制用電導率儀的應用中必須要做好接線記錄的檢查，防止校準完成后恢復的難度大。

（四）電源風險大

工業控制用電導率儀在電源接入口方面一般會分成兩個種類，分別為24V直流和220V交流。高電壓的輸入相對于實驗室9V的低電壓直流工作情況在電源使用方面的危險性更高。因此在工業控制用電導率儀的電源方面也需要做好檢查工作，防止電源接入不良導致觸電風險。

（五）傳感器種類多

實驗室電導率儀的電極一般可以分為鉑黑和光亮電極兩種不同的形式，工業控制用電導率儀在傳感器方面的應用比較混亂，型號復雜，包括電極、電感以及超聲等不同形式的傳感器。其中電極傳感器又可以進一步劃分為普通測量用的傳感器和水中用的不銹鋼傳感器。從使用性質方面來劃分，還可以細化為兩電極以及四電極傳感器。在應用中需要根據不同的液體形式選擇相應的傳感器，保證溶液電導率測量的精準性。

二、工業控制用電導率儀校準方法

（一）電子單元校準

工業控制用電導率儀校準中電子單元的校準是一項重要的校準模式，需要通過溶液電導模擬的方式對電子單元計量性進行測試 。主要校準的內容包括誤差、重復性、溫度系數以及電導池常數等。并非所有工業控制用電導率儀都可以進行電子單元校準，比如梅特勒托利多M800儀器電導率傳感信號是利用網線接口或者USB進行傳輸的，無法利用接線模擬信號因此無法進行校準?；蛘卟捎秒姼惺诫妼蕚鞲衅鞯囊矡o法對電子單元校準。

對于可以進行電子單元校準的電導率儀需要保證電導池常數的科學性。工業控制用電導率儀器的電導池常數可以分為不同的量級，包括從0.01級到10級共4個等級，每個等級中又可以分為不同的型號，部分又細化了0.05到0.5的等級規格。在校準的過程中需要根據不同的測量范圍，科學選擇儀器型號和電導池常數[3]。以+GF+3-8850-1P為例，需要采取0.01等級的電導池常數，如果選用其他的電導池常數進行校準則會導致一定的偏差，影響校準準確率。

同時在電子單元的校準中還需要保證量程范圍和校準點的準確性。工業用電導率的量程范圍也比較大，部分量程只有0-2000μS/cm這個檔，會導致顯示數值不準確，不適合純水的檢測，可以結合實際應用情況科學選擇校準點。

（二）儀器配套設備校準

1.電導池常數校準

工業控制用電導率儀的應用中，純水一般在封閉的管道內進行測量，如果純水露置容易融入二氧化碳，導致電導率的值不準確。因此在校準方式中可以采用兩種方法，一種為低電導率法，應用100μS/cm、84μS/cm、10μS/cm等低電導率的溶液進行校準。使用這些低電導率的溶液進行測定不會因為二氧化碳的融入而產生較大的影響。另一種為電導池常數的傳遞方式，通過對一個可以確定上一級的電導池常數的電導率傳感電機，利用流通池進行空氣隔絕，將待測的電導池常數電導率傳感電機對液體進行測量，進而確定電導池常數。

電感式電導率儀在校準方面比較特殊，電感式電導率儀主要用來測定高電導率的液體，設置的量程比較高，如果采用低量程的校準方式會導致測量的結果不準確，因此需要采取的電導率溶液進行校準，保證校準結果的科學性。

2.誤差、重復性校準

根據儀器引用誤差的規定進行誤差測試的過程中主要是通過對電導池常數的調節完成，不需要變動其他的設置。在兩種標準液的測量中需要重復測量，測量的次數一般為3次，然后綜合各個測量結果選擇平均值，對誤差進行計劃。因此在工業控制純水用電導率儀中盡可能采用低標準溶液。常規的電感式電導率儀則可以采取高標準溶液，這種測量方式獲得的結果更客觀。

3.穩定性校準

工業控制用電導率儀的構造以及性能等都與實驗室的電導率儀存在較大的差別，在電導率的檢測中時間一般都比較長，同時一般需要進行連續測試，因此對電導率儀的工作穩定性要求比較高，在校準的過程中需要對穩定性進行檢測，保證工業控制用電導率儀使用效果。

結語：

綜上所述，工業控制用電導率儀是工業生產中對液體導電能力測定的重要儀器設備，但是新的儀器設備或者使用一段時間后的儀器設備準確率會存在一定的影響，容易造成測定誤差。需要對工業控制用電導率儀進行校準，保證測定的準確性。工業控制用電導率儀與實驗室電導率儀存在較大的差別，在校準的方面也需要結合儀器的型號，應用的特點等選擇合理的校準方法，保證電導率儀的精確性，為工業生產提供準確的測定數值。

參考文獻：

[1] 傅家樂. 工業控制用電導率儀校準方法的研究[J]. 中國計量，2015（3）：101-103.

[2] 侯美英，王海，宋小平. 在線電導率儀現場校準方法的探討[J]. 計量技術，2017（7）：53-55.

[3] 于得水，李域，龔敏珍. 在線電導率儀計量現狀及校準方法研究[J]. 計量技術，2017（10）：58-61.