对工业控制用电导率仪校准方法的应用研究

李海浩

摘 要：工业控制用电导率仪对工业生产具有重要的作用，但是如果电导率仪存在误差，将会导致电导率的测定存在问题，影响工业生产效率和质量。为了探究工业控制用电导率仪的校准方法先分析了工业控制用电导率仪的特点，并结合用电导率仪的特点探究有效的校准方法。

关键词：工业控制;电导率仪;特点;校准方法

随着生物技术、微电子产业以及食品工业等方面的发展，工业生产的电导率控制要求也不断提升。特别是随着电导率以及电阻率测量仪等精密仪器的发展，现有关于电导率仪鉴定规程对实验室电导率仪也做出新的规定。其中对电导率仪的类型，校准参考执行标准等都做出明确的说明。并结合工业控制用电导率仪的校准要求，对原有的校准方法进行改进，使其更符合工业控制用电导率仪的要求。

一、工业控制用电导率仪特点

工业控制用电导率仪与实验室的电导率仪间存在一定的差别，在精密度以及操作上都具有一定的特点，接下来将对工业控制用电导率仪的特点进行详细说明：

（一）按键数量少

工业控制用电导率仪虽然结构比较复杂，但是设计的按键比较少。同一个按键具有不同的功能，可以通过长按和短按的方式进行区别。这也对功能键校准提出了更高的要求，防止因为“一键多用”的情况下按键出现混用的情况，影响按键的使用效果[1]。

（二）操作复杂

实验室电导率仪在操作方面更加简单、便捷，部分电导率仪不需要说明书的指导就可以完成操作，大部分懂电导率方面的人员，根据按键指示说明就可以独立操作，进行测量。工业控制用电导率仪虽然按键数量不多，但是功能却比较复杂，部分电导率仪的子目录操作数量可以达到十几项。因此必须要熟练电导率仪的操作方法，同时工业用电导率仪需要配备详细的使用说明，防止操作失误导致流水线的生产受到影响导致停产。

（三）接线多而杂

工业控制用电导率仪中涉及到的接线数量比较多，接线的情况远远比实验室的电导率仪更复杂。实验室的电导率仪一般在仪器的背后设置三个接入口，分别连接三芯电极，温度以及电源。工业控制用电导率仪一般则会设有4到5个入口端子，温度一般就会设有两个接入段子，此外输入电流一般会设置2个端子，电源一般会设置2-3个接入端子，在接入口方面更加复杂[2]。因此在工业控制用电导率仪的应用中必须要做好接线记录的检查，防止校准完成后恢复的难度大。

（四）电源风险大

工业控制用电导率仪在电源接入口方面一般会分成两个种类，分别为24V直流和220V交流。高电压的输入相对于实验室9V的低电压直流工作情况在电源使用方面的危险性更高。因此在工业控制用电导率仪的电源方面也需要做好检查工作，防止电源接入不良导致触电风险。

（五）传感器种类多

实验室电导率仪的电极一般可以分为铂黑和光亮电极两种不同的形式，工业控制用电导率仪在传感器方面的应用比较混乱，型号复杂，包括电极、电感以及超声等不同形式的传感器。其中电极传感器又可以进一步划分为普通测量用的传感器和水中用的不锈钢传感器。从使用性质方面来划分，还可以细化为两电极以及四电极传感器。在应用中需要根据不同的液体形式选择相应的传感器，保证溶液电导率测量的精准性。

二、工业控制用电导率仪校准方法

（一）电子单元校准

工业控制用电导率仪校准中电子单元的校准是一项重要的校准模式，需要通过溶液电导模拟的方式对电子单元计量性进行测试 。主要校准的内容包括误差、重复性、温度系数以及电导池常数等。并非所有工业控制用电导率仪都可以进行电子单元校准，比如梅特勒托利多M800仪器电导率传感信号是利用网线接口或者USB进行传输的，无法利用接线模拟信号因此无法进行校准。或者采用电感式电导率传感器的也无法对电子单元校准。

对于可以进行电子单元校准的电导率仪需要保证电导池常数的科学性。工业控制用电导率仪器的电导池常数可以分为不同的量级，包括从0.01级到10级共4个等级，每个等级中又可以分为不同的型号，部分又细化了0.05到0.5的等级规格。在校准的过程中需要根据不同的测量范围，科学选择仪器型号和电导池常数[3]。以+GF+3-8850-1P为例，需要采取0.01等级的电导池常数，如果选用其他的电导池常数进行校准则会导致一定的偏差，影响校准准确率。

同时在电子单元的校准中还需要保证量程范围和校准点的准确性。工业用电导率的量程范围也比较大，部分量程只有0-2000μS/cm这个档，会导致显示数值不准确，不适合纯水的检测，可以结合实际应用情况科学选择校准点。

（二）仪器配套设备校准

1.电导池常数校准

工业控制用电导率仪的应用中，纯水一般在封闭的管道内进行测量，如果纯水露置容易融入二氧化碳，导致电导率的值不准确。因此在校准方式中可以采用两种方法，一种为低电导率法，应用100μS/cm、84μS/cm、10μS/cm等低電导率的溶液进行校准。使用这些低电导率的溶液进行测定不会因为二氧化碳的融入而产生较大的影响。另一种为电导池常数的传递方式，通过对一个可以确定上一级的电导池常数的电导率传感电机，利用流通池进行空气隔绝，将待测的电导池常数电导率传感电机对液体进行测量，进而确定电导池常数。

电感式电导率仪在校准方面比较特殊，电感式电导率仪主要用来测定高电导率的液体，设置的量程比较高，如果采用低量程的校准方式会导致测量的结果不准确，因此需要采取的电导率溶液进行校准，保证校准结果的科学性。

2.误差、重复性校准

根据仪器引用误差的规定进行误差测试的过程中主要是通过对电导池常数的调节完成，不需要变动其他的设置。在两种标准液的测量中需要重复测量，测量的次数一般为3次，然后综合各个测量结果选择平均值，对误差进行计划。因此在工业控制纯水用电导率仪中尽可能采用低标准溶液。常规的电感式电导率仪则可以采取高标准溶液，这种测量方式获得的结果更客观。

3.稳定性校准

工业控制用电导率仪的构造以及性能等都与实验室的电导率仪存在较大的差别，在电导率的检测中时间一般都比较长，同时一般需要进行连续测试，因此对电导率仪的工作稳定性要求比较高，在校准的过程中需要对稳定性进行检测，保证工业控制用电导率仪使用效果。

结语：

综上所述，工业控制用电导率仪是工业生产中对液体导电能力测定的重要仪器设备，但是新的仪器设备或者使用一段时间后的仪器设备准确率会存在一定的影响，容易造成测定误差。需要对工业控制用电导率仪进行校准，保证测定的准确性。工业控制用电导率仪与实验室电导率仪存在较大的差别，在校准的方面也需要结合仪器的型号，应用的特点等选择合理的校准方法，保证电导率仪的精确性，为工业生产提供准确的测定数值。

参考文献：

[1] 傅家乐. 工业控制用电导率仪校准方法的研究[J]. 中国计量，2015（3）：101-103.

[2] 侯美英，王海，宋小平. 在线电导率仪现场校准方法的探讨[J]. 计量技术，2017（7）：53-55.

[3] 于得水，李域，龚敏珍. 在线电导率仪计量现状及校准方法研究[J]. 计量技术，2017（10）：58-61.