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1、Liquisys M系列电导率测量仪表的应用摘要：简要介绍了E+H公司Liquisys M系列电导率测量仪表的原理、组态和校验。关键词：电导率，校验在化工和冶金行业中，电导率测量仪表主要用来测量被测介质的电导率，其测量值作为控制的重要参数直接影响到生产过程的控制和产品质量的好坏。E+H公司的Liquisys M系列电导率测量仪表就是其中一种性能稳定，精度灵敏度高，多功能的智能仪表。 电导率基本知识 电导率(L)是物体传导电流的能力，是电阻率(R)的倒数，由导体本身决定的。在液体中常以电导率来衡量其导电能力的大小。电导率L的计算式如下所示： L=l/R=S/l。电导率的基本单位是西门子（S），由
2、于S单位太大，常采用毫西门子、微西门子单位（1S=103mS=106S）。因为电导电极的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。 溶液的电阻是随温度升高而减小，即溶液的浓度一定时，它的电导率随着温度的升高而增加，其增加的幅度约为2%/k。另外同一类的电解质，当浓度不同时，它的温度系数也不一样。在低浓度时，电导率和温度之间的关系用下式表示：L=L0。由于第二项(t-t0)2之值较小，可忽略不计。在低温时的电导率与温度的关系可用以下近似值L=L0表示，因此实际测量时必须加入温度补偿。 电导率测量仪表的测量原理 电导率测量仪表的测量原理是将两块平行
3、的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的交变电势（通常为正弦波电压）。在电场的作用下，带电离子就产生一定方向的移动，从而产生交变电流在测量电极中流动。接受单元测量到电流，并通过转换和放大等变送单元将电导率信号转变成420mA标准模拟信号。 系统基本组成 完整测量系统包括：Liquisys M CLM 223变送器，带集成温度传感器的感应式探头CLS50和测量专用电缆。CLS50双电极测量探头的适用范围很广（02000mS/cm），通过标准多芯屏蔽专用电缆连接到Liquisys M CLM 223变送器。Liquisys M CLM 223具有综合自监控和自诊断功能，支持便捷的湿态和干态校
4、准，有HART协议通讯功能等。 系统设定 4.1 系统组态 系统上电后，必须对参数进行组态，仪表才能正常工作，以避免测量故障或无法测量。主要是选择测量类型和探头，设定温度测量参数等。功能菜单中的部分重要参数如表4-1所示： 表 4-1 主要参数 4.2 电导率的温度补偿 温度系数是指在温度每改变一度时电导率的改变值。它受溶液的化学成分和其温度的影响。为补偿这些因数，在Liquisys M中有四种不同的补偿类型供选择，即线性补偿，NaCl补偿，超纯水补偿和表格温度补偿。在一般使用中选用线性补偿方式，即值为常数。 系统校验 校验功能用于温度和电导率的校验。感应式电导率测量受如下三个量影响；探头常数
5、探头机械设计决定，安装因数探头安装条件决定，残余耦合零点偏移，在空气中校准。电导率测量仪表的校准有两种不同方式：用已知电导率的标定溶液进行校验；直接输入电导率传感器的确切探头常数。 5.1空气中校准（用于测量值500S/cm） 空气中校准是将探头从介质中拿出并完全干燥，然后将探头直接放在环境空气（而不是液体）中，调节设定值到0.0S/cm并写入仪表中。菜单中的部分重要参数如表5-1所示： 表 5-1 主要参数 5.2探头常数校准（用于重校验或探头覆盖层已形成） 在该校准中，感应式探头的探头常数由已知电导率和温度系数的溶液计算，且该溶液要放在足够大的容器（探头到容器壁的距离大于30mm）中。安装
6、因数在该校验中不变。菜单中的部分重要参数如表5-2所示： 表 5-2 主要参数 5.3安装因数校验（应用于管径DN110） 在该校准中，校准固有感应式探头的安装因数。修正时管道充满已知电导率和温度系数的液体或使用精确测量介质的样品。探头常数在该校验中不变。菜单中的部分重要参数如表5-3所示： 表 5-3 主要参数 系统测试模拟感应式电导率传感器 虽然感应式传感器不能用电位器代替，但我们仍可以用电位器代替感应式传感器来检查整个Liquisys M CLM 223系统。精确模拟，必须使用实际的探头常数来校验显示值（CLS50探头常数Knominal=2.00）：电导率显示值(mS /cm)=K/R(K)。在模拟时把传感器和变送器的连接断开，用一组电位器模拟传感器即可。 Liquisys M CLM 223系统无需特别维护，只需定期校准，清洁探头和变送器以及检查电缆和连接。 参考文献： 孙桂林等. 国内外环境监测仪器产品手册.第1版.北京：化学工业出版社.2004.1