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文档简介
1、TDS是英文total dissolved solids的缩写,中文译名为溶解性总固体,测量单位为毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体。TDS概念是个舶来品,在美国、台湾水处理领域广泛使用,TDS值的测量工具一股是用TDS笔,其测量原理实际上是通过测量水的电导率从而间接反映出TDS值。在物理意义上来说,水中溶解物越多,水的TDS®就越大,水的导电性也越 好,其电导率值也越大。通俗的讲:TDS值代表了水中溶解物杂质含量,TDS值越大,说明水中的杂质含 量大,反之,杂质含量小。TDS值的高低反映水中固体物质的总含量,与水的电导率成反比。就自来水而言, TDS值越高
2、表明水质越不好。通常把TD血70以下的水称为可以直饮的纯净水。 国际卫生织公认的理论是:人应该饮用 TDS®在100以下的水。TDS值(mg/L) 与电导率(m s/cm) TDS电导率之比=5: 10 9 : 200-89ppm(1 s) t强软水 0-4dh90-159pp叶软水 5-8dh160-229pp叶适度硬水9-12dh230-339pp叶中度硬水 13-18dh340-534pp叶硬水 19-30dh大于535pp叶强硬水30dh以上水质饮用水40ppm偶际nsf标准质),40ppm以上建议停止饮用。郑州 市自来水约为250ppm,RO屯水机水820ppm 1个ppm
3、就是该水溶液中含有1毫 克物质之浓度。电导率与水的硬度水溶液的电导率直接和溶解性总固体浓度成正比,而且固体量浓度越高,电导率越大。利用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值,如前述,为了近似换算方便,1 s/cm电导率=0.5ppm硬度。但是需要注意:(1) 以电导率间接测算水的硬度,其理论误差约20-30ppm。(2) 溶液的电导率大小决定分子的运动,温度影响分子的运动,为了比较测量结果,测试 温度一般定为 20 C或25 C。(3) 采用试剂检测可以获取比较准确的水的硬度值。什么是TDS值? TDS笔的用途?TDS笔就是专门用来测量水中可溶性物质含量的仪器。其测量原理实际上是通过
4、测量水的 电导率从而间接反映出TDS值。在物理意义上来说,水中溶解物越多,水的TDS值就越大,水的导电性也越好,其电导率值也越大。例如:A、B两种水质,其中 A水TDS值为200; B水TDS值为260,那么B水的电导率 要高于A水,说明B水污染程度比 A水严重些。什么是TDS值TDS笔或者其他类似仪器显示出来的TDS值指的是电导率,代表TDS的意义,间接反映了某种水中所含的溶解性固体的含量多少,对于人体饮用来说,它十分关键了。世界卫生组织规定的适合人体饮用水的TDS值标准为50以内香港标准在80以内,100以下可以接受国家标准GB5749-2006生活饮用水卫生标准中对饮用自来水的溶解性总固
5、体( TDS)有 限量要求:溶解性总固体 < 1000mg/L显然与国际标准差距太大了。随着工业的发展,水中 污染物品种及数量增多,该数值可能早已不符合人体饮用标准了。当TDS值超过200,为工业用水标准,300以上是被工业污染过的水。各种水的TDS值是多少?自来水不同地区的自来水 TDS值是不同的,北方地区偏高。一般自来水厂的水 TDS值在180260 左右,如果是深井地下水要偏高,在300左右,有的地方处于工业区,地下水体被污染后更高都有可能。一般反渗透(RO)技术正常处理的水在 50以内,符合人体饮用。1、何谓水的电阻率?水的导电性能与水的电阻值大小有关,电阻值大,导电性能差,电阻
6、值小,导电性能就良好。根据欧姆定律,在水温一定的情况下,水的电阻值R大小与电极的垂直截面积 F成反比,与电极之间的距离 L成正比,如下式:R=p *L/F式中R-电阻,单位为欧姆(Q) 1Q =10A6 Qp -电阻率单位为欧米(Q .M )如果电极的截面积 F做成1cmA2,两电极间的距离 L为1cm,那么电阻值就等于电阻率。水的电阻率的大小, 与水中含盐量的多少、水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。因此,纯净的水的电阻率很大,超纯水的电阻率就更大。水越纯,电子率越大。2、何谓水的电导率?电导率和电阻率有何关系?由于水中含有各种溶解盐类,并以离子的形式存在。当水中插入一对电极时
7、,通电之后,在电场的作用下,带电的离子就产生一定方向的移动。水中阴离子移向阳极,使水溶液起导电作用,水的导电能力的强弱程度,就称为电导(或电导度) ,用G表示。电导反映了水中含 盐量的多少,是水的纯净程度的一个重要指标,水越纯,含盐量越少,电阻越大,电导越小,超纯水几乎不能导电。电导是电阻的倒数,即G=L/R式中R-电阻,单位为欧姆(Q )G-电导,单位西门子(S)1S=10A3Ms=10A6 S因R= p *L/F ,代入上式,则得到:G=I/ p *I/J=K*I/J对于一对固定电极来讲,二极间的距离不变,电极面积也不变,因此 L与F为一个常数。令:J=L/F , J就称为电极常数,可得到
8、G=I/ p *I/J=K*I/J式中:K=1/ p就称为电导率,单位为 S/cm。 1S/cm=10A3m S/cm=10A6 S/cm电导率 K的 意义就是截面积为 1cmA2,长度为1cm的导体的电导。当电导常数 J=1时,电导率就等于 电导,电导率是不同电解质溶液导电能力的表现。电导率K,电导G,电阻率p三者之间的关系如下:K=J*G=1/ p式中J为电极常数,例如:电导率为0.1S/cm的高纯水,其电阻率应为:p =1/K=1/0.1*10A6=10M Q. cm3、如何测定电导电极常数?为何要对常数进行校准?根据公式J=K/G,电极常数J可以通过测量电导电极在一定浓度的 KCL溶液
9、中的电导 G来求得,此时KCL溶液的电阻率 K是已知的。测量时,电阻率仪常数旋钮应旋至 1.0cmA-1 处。由于测量溶液的浓度和温度不同,以及测量仪器的精度和频率也不相同,电导电极的常数J有时会出现较大的误差,使用一段时间后,电极常数也可能会有变化。因此,新购的电导电 极,以及使用一段时间后的电导电极,电极常数应重新测量标定。电导电极常数测量时应注意以下几点:(1) 测量时应采用配套使用的电导率仪,不要采用其他型号的电导率仪。(2) 测量电极常数的 KCL溶液的温度,以接近实际被溶液温度为好。(3) 测量电极常数的 KCL溶液的温度,以接近实际被溶液浓度为好。4、电导电极为何要镀钳黑,钳黑电
10、极能测试低电导率的溶液吗?电导电极使用的敏感材料通常为钳,镀钳黑就是在钳表面镀上一层黑色蓬松的金属钳,目的是为了减少极化效应。多孔的钳黑增加了电极的表面积,是电流密度减小,是极化效应变小,电容干扰也降低了。 不镀钳黑或镀得不好的钳黑电极,会产生很大的测量误差。钳黑电极存放期间要泡在蒸储水中不宜干放。如果发现钳黑电极污染或失效,可浸入10%硝酸或盐酸溶液中二分钟,然后用蒸储水冲洗干净在测量,钳黑电极也可以重新电镀,但镀钳黑需要一定的要求和经验,镀钳黑镀得好与坏对电极性能有很大影响。在国内一些电导电极或电导率仪的说明书中,对钳黑电极有一种误解,认为钳黑电极适合于高电导率的溶液中使用,其实不然,钳黑
11、电极测试几个S/cm甚至0.1 S/cm的溶液都可以,而在高电导率的溶液中的测试,钳黑电极就更稳定和准确了。因此常数大于1的电导电极,都应该使用钳黑电极。而不镀钳黑的光亮电导电极,因为它只能在较小的电导率的溶液中使用,所以常数小于1的电导电极可以使用光亮电极。光亮电极的另一个优点是钳片表面 可以擦拭,而钳黑电极表面则绝对不能擦拭,只能在水中晃动清洗。5、电导电极有哪些种类?有何不同用途?电导电极一般有二电极式和多电极式二种类型。二电极式电导电极是目前国内使用最多的电导电极类型,实验式二电极式电导电极的结构是将二片钳片烧结在二平行玻璃片上, 或圆形玻璃片管的内壁上, 调节钳片的面积和距 离,就可
12、以制成不同常数值的电导电极。通常有K=1、K=5、K=10等类型。而在在线电导率仪上使用的二电极式电导电极常数制成圆柱形对称的电极。当K=1时,常采用石墨,当K=0.1、0.01时,材料可以是不锈钢或钛合金。多电极式电导电极,一般在支持体上有几个环状的电极,通过环状电极的串联和并联 的不同组合,可以制成不同常数的电导电极。环状电极的材料可以是石墨、不锈钢、钛合金和车白金。 电导电极还有四电极类型和电磁式类型。四电极电导电极的主要优点是可以避免电极极化带来的测量误差,在国外的实验式和在线式电导率仪上较多使用。电磁式电导电极的特点是适宜于测量高电导率的溶液,一般用于工业电导率仪中,或利用起测量原理
13、制成单组分的浓度 计,如盐酸浓度计、硝酸浓度计等。6、电导率仪的结构原理是什么?电导率的测量原理其实就是按欧姆定律测定平行电极间溶液部分的电阻。但是,当电 流通过电极时,会发生氧化或还原反应,从而改变电极附近溶液的组成,产生:“极化”现象,从而引起电导测量的严重误差。为此,采用高频率交流电测定法,可以减轻或消除上述极化现象,因为在电极表面的氧化和还原迅速交替进行,其结果可以认为没有氧化或还原发生。 电导率仪由电导电极和电计(电子元件)组成。电计采用了适当频率的交流信号的方法,将信号放大处理后换算成电导率。电计中还可能装有与传感器相匹配的温度测量系统,能补偿到标准温度电导率的温度补偿系统、温度系
14、数调节系统以及电导池常数调节系统,以及自动换挡功能等。电导电极有时还装有热敏元件。7、电导率仪有哪些种类,其用途和优缺点是什么?电导率仪从使用用途分大致有笔形、便携式、实验室、工业用四种类型。笔形电导率仪,一般制成单一量程,测量范围狭,为专用简便仪器。笔形还有制成TDS 计,用于测量 饮用水质量,盐度计测量汤(溶液)盐度等。 便携式和实验室电导率仪测量范围较广,常用仪器,不同点是便携式采用直流供电,可携带到现场。实验室电导率仪测量范围广、功能多、测量精度高。 工业用电导率仪的特点是要求稳定性好、工作可靠,有一定的测量精度、环境适应能力强、 抗干扰能力强,具有模拟里量输出、数字通讯、上下限报警和
15、控制功能等。8、如何解读电导率仪的精确度?电导率仪的精确度, 采用的是引用误差概念。它是将仪表量程中的满刻度值,乘以误差百分比。例如我们以1.0级的电导率仪为例,他的精确度指标为:基本误差土1%F.S 土 1个字,配套误差土 1.5F.S 土 1个字,他是什么意思呢?基本误差是指电导率仪电计部分的误差,配套误差是指电计和电极配套使用的误差。F.S是指电子单元各分档的满量程。例如,对于0.0一199.9 S/cm量程档来说,基本误差为土 1%x 199.9土 1个字土 2.1 S/cm,配套误差为 土 1.5% X 199.9 土 1个字q 土 3.1 S/cm, 土 1个字是指仪表分辨率的最后
16、一位数。因此,电 导率仪的误差概念, 是对于一段量程挡而言的,与实际使用中的绝对误差概念是不同的, 这一点要引起注意,例如你测试一杯纯水的电导率仪值为10 S/cm,你不能理解为其中有 3.1S/cm为误差值。在一些分挡和连续刻度的仪表中一般都引用误差的概念,例如mV计也是如此。9、电导率仪的温度补偿有何意义?一定浓度的溶液,其电导率随温度的改变而改变,在作精密测量时应该保持恒温,也可在任意温度下测量,染后通过仪器的温度补偿系统,换成25C时的电导率,这样测量数值就可以比较。但是,由于各种不同种类, 不同浓度的电导率温度系数各不相同,例如酸溶液的温度系数为(1.01.6) %C,碱溶液的温度系
17、数为 (1.8 2.2) %C,盐容度的温度系数为 (2.2 3.0) % C,天然水的温度系数为 2.0% C,因此电导率测量的温度补偿问题比较复杂,或 者可以认为这种温度补偿的不充分的,或有较大误差的,为此,有些电导率仪就不采用温度补偿电路,仪器测得的是当时温度下的电导率值。有温度补偿的电导率仪,若将温度补偿旋钮调至25C时,仪器也无温度补偿作用,测量值为当时温度下的未经换算的电导率值。10、如何配制电导率标准溶液?中国的电导率基准是用相对法建立起来的,它建立于国际公认值的基础上,以标准物质为实物依据。1989年国家技术监督局发布了四种氯化钾溶液在五个温度下的电导率值,见表(2)和表(3)
18、: 表(2)氯化钾浓度和电导率值近似浓度Mol - L-1 电导率 S cm-115C 18 C 20 C 25 C 35 C10.10.010.0010.092120.0104550.00114140.00011850.091800.0111630.00122000.00012670.101700.0116440.00127370.00013220.111310.0128520.00140830.00014660.131100.0153530.00168760.0001765表(3)溶液的组成近似浓度Mol - L-1容量浓度 KCIg - L-1溶液(20C空气中)10.10.010.00174.26507.43650.7440将100Ml0.01mol L-1溶解稀释10倍电导率标准溶液的配置应注意以下几点:(1) KC1应采用优级纯(GR),且需要在220 240 C下烘干2小时
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