土壤水分溫度電導率測定儀多少錢？
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肥料的大量使用不僅能造成資源的浪費，同時也污染土壤的生態(tài)環(huán)境，所以合理進行施肥農事活動，根據(jù)果樹生長的養(yǎng)分需求規(guī)律，制定行之有效的施肥方案，防止過量施肥，實現(xiàn)配方施肥。通過土壤水分溫度電導率測定儀推進果園的合理施肥有效緩解土壤養(yǎng)分不均衡的問題，讓更多的農戶實時檢測土壤的養(yǎng)分含量情況，判斷果園的養(yǎng)分盈虧，減少盲目的施肥，降低生產成本，在農業(yè)生產中起到非常重要的作用。
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另外，土壤水分溫度電導率測定儀可以保護土壤生態(tài)平衡，因此間接保護了人們的健康。如果破壞土壤生態(tài)平衡，將降低土壤質量，影響農作物的正常生長和產品質量，并污染土壤。廠。人體通過土壤，水和人體被人體間接吸收，影響人們的健康。此外，該儀器易于操作，修改過程靈活，系統(tǒng)可擴展。它可用于農業(yè)，林業(yè)，畜牧業(yè)，工業(yè)，教學實驗等領域中土壤養(yǎng)分的快速測量。它還可用于農業(yè)肥料銷售網(wǎng)點和農業(yè)生產。
中瑞祥直銷電導率測定儀工作原理性能特點
工作原理
電導率是以數(shù)字表示溶液傳導電流的能力。水的電導率與其所含無機酸、堿、鹽的量有一定的關系，當它們的濃度較低時，電導率隨著濃度的增大而增加，因此，該指標常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。
水質硬度單位換算
硬度單位 ppm 德國硬度 法國硬度 英國硬度
1ppm = 1.000ppm 0.0560 0.1 0.0702
1德國硬度= 17.847ppm 1 1.7847 1.2521
1法國硬度= 10.000ppm 0.5603 1 0.7015
1英國硬度= 14.286ppm 0.7987 1.4285 1
電導率與水的硬度
水溶液的電導率直接和溶解固體量濃度成正比，而且固體量濃度越高，電導率越大。電導率和溶解固體量濃度的關系近似表示為:1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬單位CaCO3)。利用電導率儀或總固體溶解量計可以間接得到水的總硬度值，如前述，為了近似換算方便，1μs/cm電導率 = 0.5ppm硬度
但是需要注意:
(1)以電導率間接測算水的硬度，其理論誤差約20-30ppm
(2)溶液的電導率大小決定分子的運動，溫度影響分子的運動，為了比較測量結果，測試溫度一般定為20℃或25℃
(3)采用試劑檢測可以獲取比較準確的水的硬度值。
軟水與硬水
水分為軟水、硬水，凡不含或含有少量鈣、鎂離子的水稱為軟水，反之稱為硬水。水的硬度成份，如果是由碳酸氫鈉或碳酸氫鎂引起的，系暫時性硬水(煮沸暫時性硬水，分解的碳酸氫鈉，生成的不溶性碳酸鹽而沉淀，水由硬水變成軟水);如果是由含有鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的，。依照水的總硬度值大致劃分，總硬度0-30ppm稱為軟水，總硬度60ppm以上稱為硬水，高品質的飲用水不超過25ppm，高品質的軟水總硬度在10ppm以下。在天然水中，遠離城市未受污染的雨水、雪水屬于軟水;泉水、溪水、江河水、水庫水，多屬于暫時性硬水，部分地下水屬于高硬度水。
關于水質硬度換算常見單位的換算有 :
1mmol/L(1/2Ca2+ 、 1/2Mg2+)=50 ppm( 以 CaC03計 )
1mmol/L(1/2Ca2+、 1/2Mg2+)=2.92grain/gallon(格令 / 加侖 )
lgrain/gallon( 格令 / 加侖 ) =17.lppm( 以 CaC03計)
1m3=264gallon (US)( 美加侖 )=22O ganon(UK)(英加倫 )
lkg=2.2pounds ( 英鎊 )
1ppm=1mg/L
TDS(總溶解性固體)用來衡量水中所有離子的總含量，通常以ppm表示。
在純水誰制造業(yè)，電導率也可用來間接表示成TDS。
溶液的電導率等于溶液中各種離子電導率之和。
經(jīng)驗公式是:將以微西門子為單位的電導率折半約等于TDS(ppm)
有時TDS 也用其它鹽類表示,如CaCO3(系數(shù)則為0.66)
TDS與電導率的換算系數(shù)可以在0.4-1.0之間調節(jié)，以對應不同種類的電解質溶液。
電導率
電導率是物質傳送電流的能力，與電阻值相對，單位Siemens/cm 。
水的硬度
水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升(mg/L)。
電導(G)是電阻(R)的倒數(shù)。因此當兩個電極(通常為鉑電極或鉑黑電極)插入溶液中，可以測出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時，這個電阻值與電極間距L(cm)正比，與電極的截面積A(cm2)反比，即R =ρ×(L/A);其中ρ為電阻率,是長1cm，截面積為1cm2導體的電阻，其大小決定于物質的本性。
據(jù)上式，導體的電導(G)可表示成下式:G =1/R=(1/ρ)×(A/L)=K×(1/J) ;其中，K=1/ρ稱為電導率，J =L/A稱為電極常數(shù);電解質溶液電導率指相距1cm的兩平行電極間充以1cm3溶液時所具有的電導。由上式可見，當已知電極常數(shù)(J)，并測出溶液電阻(R)或電導(G)時，即可求出電導率。
性能特點
●全中文顯示,界面友好:所有的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和操作提示都是中文顯示,完全沒有廠家自己定義的符號或代碼。
●簡單的菜單結構，文本式的人表對話:使用起來更清晰、方便，按照屏幕上的提示就可操作。
●多參數(shù)同時顯示:同時顯示電導率、輸出電流、溫度、時間和狀態(tài)。
●(超)純水的自動補償:對于超純水,實現(xiàn)了顯示25℃時的電導率自動溫度補償。
●記事本功能:忠實記錄儀表的操作使用情況和報警的發(fā)生時間,便于管理。
●歷史曲線和數(shù)字記錄儀功能:二次表每隔5分鐘自動存儲一次測量數(shù)據(jù),可連續(xù)存儲一個月的電導率。
●數(shù)字時鐘功能:顯示當前的時間,為數(shù)字記錄儀功能提供時間基準。
●背光功能:可在光線昏暗或徹底沒光亮的環(huán)境下使用，根據(jù)溫度變化，自動調節(jié)對比度到清晰。
●防程序飛死:看門狗程序確保儀表不會死機，這是在線式儀表的基本要求。
●輸出電流設置與檢查功能:手動電流源功能,可檢查和任意設定輸出電流值,方便檢測記錄儀和下位機。
●軟件設定電流輸出方式:軟件選擇是0~10mA或4~20mA輸出。
目前，國外直接用電導率表示土壤的鹽漬程度，國內也有人提倡用溫度為25℃時的電導率直接表示鹽漬度，但習慣上常用土壤含鹽量的質量分數(shù)表示鹽漬度。80年代后期制定的中國土壤分類系統(tǒng)中鹽漬土的分類診斷指標也是用鹽的質量分數(shù)。在不同地區(qū)，電導率換算成土壤含鹽量的質量分數(shù)，所用的關系式不同。目前乃至今后一段時間，測定土壤浸出液的電導率并換算成土壤含鹽量質量分數(shù)仍需進一步研究。
2、1 交流測量法
交流法是常用的電導測量方法。如果操作正確，特別是當采用Wheatstone電橋法時，可以得到高精度的電導測量結果。交流法的測量電路主要是由電導池、測量電源和指示器組成。
2.1.1電導率的測定
采用交流法的主要目的是避免電極極化。如果在測量電路上施加直流電壓，一電極是正極，另一電極是負極，則在二個電極的表面上會發(fā)生電解作用。而電解產物的生成可以導致電極表面狀況的改變，于是會產生極化電動勢和極化電阻。另一方面，當外加交流電時，一般假定二電極上的凈極性為零，因此不發(fā)生電解過程。
然而，實際上對于大多數(shù)電導儀來說，在測量電路中，總有或多或少的直流分量存在，這就可能導致測量誤差，尤其當溶液電阻很低，電極表面的電流密度很高時更明顯。為了減弱或消除這種極化效應，外加電壓的直流分量應該盡可能小。另一種方法是提高頻率(通常高達1000赫)。鍍鉑黑可以增大電極的有效面積，降低電流密度。然而，鉑黑層不應當太厚，當電極用于稀溶液中的測量時尤為如此。這是因為電極表面上的離子吸附作用可能引起溶液濃度的變化。此外，當電極先在濃溶液中使用，然后放到稀溶液中測量時，未被蒸餾水洗去的原先吸附的離子可以重新擴散到稀溶液中，造成測定誤差。為了克服這一缺陷，有些研究者提出將電極加熱到紅熱，冷卻后得到灰色的表面。這樣的電極可減少對溶液中離子的吸附。也有人建議用沒有鍍鉑黑的光滑電極在不同頻率下測量稀溶液的電導，然后將測量的電導值對頻率平方的倒數(shù)作圖，外推到無限大頻率，即可獲得溶液的真實電導。
Kohlrausch推導得的下列公式，表明了電極極化所造成的誤差與溶液電阻R和外加電流頻率 的關系：
ΔR≌P2/ωR2 (13-16)
式中P是極化電動勢。顯然，當 R2>>P2時，誤差將接近于零。增高頻率的主要困難是需要有一個精密設計的波形發(fā)生器。此外，當測量的R值大于50000歐姆時，可能存在漏電阻，而招致另一種測量誤差。
當用浸沒式電極測量交流電導時，由于寄生電流的形成可以出現(xiàn)另一種誤差。它是由測量電路中存在的電容所引起的，稱為電容效應(Shedlovsky,1932)。電容效應的主要表現(xiàn)是使所測得的“電導池常數(shù)”不是恒值，而是隨KCl溶液的濃度而改變。對于微電導電極，電容效應更為嚴重(劉志光和于天仁，1963)。例如，對于一個鉑絲長為0.6毫米，間距為0.3毫米的微電導電極，在0.00l摩爾／升、0.002摩爾／升，0.005摩爾／升和0.01摩爾／升KCl溶液中測得的電導池常數(shù)分別為4.36，4.43，4.60和4.95；而對于鉑絲長為0.1毫米、間距為0.3毫米的微電導電極，相應的電導池常數(shù)分別為25.3，29.3，34.1和42.8。
實際測量時，通常僅用一種KCl溶液來測定電導池常數(shù)。這是以下述假定為根據(jù)的：對于一定的電導池來說，由于上述的原因，如果不考慮可能的電容效應，有可能引起嚴重的誤差。避免這種誤差來源的—個方法是，用一系列KCl溶液測定電導池常數(shù)，然后以用其電阻值與待測溶液的電阻相接近的KCl溶液測得的電導池常數(shù)作電導計算。如果所測量的電阻很大，以采用屏蔽導線為好。
普通蒸餾水含有CO2、NH3和一些其它雜質。普通玻璃容器的微量溶解也可以使水污染。因此，當測量稀溶液電導，或需要高精度測量時，必須使用高純水。
與空氣中CO2平衡的蒸餾水的電導率約為0.8—1.0 ×10-6姆歐／厘米。在普通蒸餾水中加入少量堿性高錳酸鉀或奈氏試劑，用石英或硬質玻璃蒸餾器即可制得。但須棄去最初蒸出的約占四分之一的蒸餾水。目前，更常用的制備純水的方法是，用離子交換樹脂處理蒸餾水。如果處理得法，可以獲得高純度的去離子水。其電導率可低到0.05—0.06×10-6姆歐／厘米。對這種純水，必須防止空氣中CO2和其它氣體的污染。
因為普通蒸餾水具有一定的電導率，因此在測定稀溶液的電導時，必須從測定值扣除空白值.。然而，由于蒸餾水中的雜質，例如CO2對溶液電導的影響機理十分復雜，這樣簡單的扣除并不是很合理的。
2.1.2 測定結果的計算
因為所測量的溶液電導與電導池的幾何形狀有關，如果要把直接測量的電導值換算成比電導，則在任何測量中均需知道電導池常數(shù)。
常用的測定電導池常數(shù)的方法，是測量已知比電導或當量電導的溶液的電阻，然后按式(13．4)計算電導池常數(shù)。實際工作中，往往需要有更寬比電導范圍的溶液。由式(13-3)可知，溶液的比電導可根據(jù)它的當量電導來計算。在250C時濃度由無限稀到1摩爾／升KCl溶液的當量電導和比電導數(shù)據(jù)列于表13-4中。
標準曲線法是無需知道電導池常數(shù)而可測定溶液比電導的方法。先配制一系列的KCl標準溶液，然后在恒溫(250c)下用某一電導池測量其電導值，將比電導對電導作圖即得標準曲線。那末，用同一電導池測量待測液的電導，并校正到250c后，就可以從標準曲線上查得待測溶液的比電導。
為了在同一甚礎上進行比較，在一定溫度下測量的電導應該換算到250c。對于大多數(shù)離子，溫度升高10c，電導約增加2%。然而，不同離子的溫度系數(shù)頗不相同。例如，在無限稀釋時，H+，OH-，Na+和Ca2+的溫度系數(shù)分別為1.42％，1.60%，2.09％和2.11%。在不同溫度范圍內，溫度系數(shù)也不相同。如Campbell等(1948)發(fā)現(xiàn)，土壤溶液在15~250C時的溫度系數(shù)為1.98%；而在25—350c時則為2.07%。因此，雖然在例行測量中一般允許采用溫度系數(shù)為2％，但可以還是在恒溫(250c)下測量電導值。
2、2 直流測量法
2.2.1交流法與直流法的比較
在上面討論了交流電導測量中的電極極化作用和電容效應。由于這些效應與電導池及儀器的設計有關，所以在一定的情況下可使它們降至最小．然而在某些情況下，對儀器設計的要求可能是互相矛盾的。例如，為了降低極化作用所引起的測量誤差，希望外加一個高頻交流電壓。另一方面，頻率的增加可能導致電容效應的增大。除此而外，對于交流儀器，很難避免外交流電場的影響。對于Wheatstone電橋法，可以得出精確測量結果的最大測量范圍為l03—5×104歐姆左右。對于電阻很大的溶液來說，即使采用電導池常數(shù)很小的電導池，也很難準確地測量其電阻值。正如前面所述，電極愈小，電容效應愈明顯。
對于直流法，可以避免電容和電感等的干擾。如果操作得法，可獲得三四位有效數(shù)字的測量結果。
直流電導測量中遇到的主要問題是電極極化。這就是雖然早巳知道該法的優(yōu)點，但它還沒有廣泛應用的原因。在過去，為了使極化效應減至最小，必須使用非極化電極，例如在鹵化物溶液中的銀—鹵化銀電極，在硫酸鹽溶液中的汞—硫酸亞汞電極。由于介質電阻愈大，電極表面上的電流密度愈小，因而電極極化的程度就愈小，所以直流法尤其適用于測量高阻溶液的電導。
近年來，隨著測量儀器的發(fā)展，直流法在化學分析中已得到日益廣泛的應用。在土壤和水的研究中尤為如此。
2.2.2 原 理
在直流電導測量中，電導池可以由二個電極或四個電極構成。四電極法的應用更為普遍。直流法測量電導的原理是把一直流電壓加到二個外電極上（圖13.4），因而有電流I流過溶液，首先通過串聯(lián)在電路中的標準電阻Rs上的電壓降Es來計算電流I：
(13-17)
然后，測量通電時二個內電極間的電壓降Ex。根據(jù)下式即可計算待測液的電阻：
(13-18)
如果用已知比電導的標準溶液測定電導池常數(shù)K，則可計算待測液的比電導：
(13-19)
顯然，所有測量和計算均是基于歐姆定律的，因此，采用交流電所引起的誤差來源均可被消除。
2．2．3測量裝置
直流電導測量裝置包括直流電源、電導池和高輸入阻抗的毫伏計三部分。供給直流的簡便方法是，采用一個由晶體管構成的恒流源。如果電導池與運算放大器的反饋電路相連，可以省去恒流源（如圖13.5）。當選定一個合適的參比電位，如1.00伏時，運算放大器能供給電流流過電導池，該電流的大小為使在內電極間產生的壓降正好為1.00伏。可通過測量標準電阻R上的壓降來測定這個電流值。
電導池由于選用的電極材料、使用器具不同，可采用不同的構型。 外電極是由惰性材料制成的。即使有電流流過，這種材料也不與待測液起反應．通常使用的惰性材料有用石蠟處理過的石墨，玻璃碳，鉑和不銹鋼等。如果恒流源性能良好，在直流電通過時電極電位的變化將不會影響測量結果。
對內電極的基本要求是，必須很快地建立穩(wěn)定的界面電位；不對稱電位，即浸入同一溶液中的二個電極間的電位差應當盡可能小。與外電極的情況不一樣，內電極的極化作用通常無需考慮，因為當用一臺高輸入阻抗的毫伏計來測量內電極間的電位降時，流過測量電路的電流一般為10-11安數(shù)量級，如果內電極的表面積不是很小，這樣小的電流不會引起明顯的極化作用。
如果被測溶液含有足夠數(shù)量的氯離子，可用銀—氯化銀電極或銀絲作內電極。Rhoades(1979)制作四極電導池時就是這樣做的。許多天然水和污水的電導，特別是在干旱和半干旱地區(qū)，可用這類電導池來測定。然而，當氯離子濃度很低，例如低于10-4摩爾／升時，則需要很長時間才能建立穩(wěn)定的電極電位，這將給測定帶來不便。因此，這樣的電導池不能用于一般測量。
在某些情況下，一些其它金屬也可用作內電極。有人（孫慧珍等，1983)發(fā)現(xiàn)，供試金屬中紫銅是較為合適的材料。當與鹽溶液粗土壤接觸時，紫銅的電位響應較快，不對稱電位最小。紫銅電銀的一個優(yōu)點是非常牢固。然而，由于兩電極間的不對稱電位一般不等于零，因此在計算電導時應予以考慮。
理論上，浸于同一溶液中的二個相同的參比電極應是可以的內電極，因為如果制作得法，不對稱電位可以很小。這就是在氯化物溶液中常常采用銀—氯化銀電極的原因。然而，實際上電極和待測液間的液接狀況可能成為一個大難題。當待測液濃度很低時尤其如此。為了有一個小而穩(wěn)定的液接電位，對于銀—氯化銀電極來說，氯離子濃度應該高些。另一方面，在這樣的情況下，參比電極污染待測液的危險性將增大。因此，在實際測量中，應仔細選擇內電極的離子濃度。設計電導池時，應仔細考慮電導池的結構，特別是內電極間的距離。電流一定時，為了使二個內電極間有較大的電位降，從而可獲得高精度的讀數(shù)，電極間距離應大些。但電導池太大也是很不方便的，因為它需要較多的待測液。對于普通水的電導測量，4—6厘米可能是合適的距離范圍。
2.2.4 測 量
用KCl標準溶液測量電導池常數(shù)以及待測液電導的測量與交流法相似。對于一個性能良好的恒流源來說，電極極化不會影響電流，通?？梢院芸飓@得穩(wěn)定的電流讀數(shù)。另一方面，插入內電極后，建立一個穩(wěn)定的電極電位需要一些時間。因此，首先應該觀察內電極間電位差的變化，直至測得一個穩(wěn)定的空白電位值，然后接通電路，依次地讀取電位降和電流值。為了減小測量時空白電位的任何變化所可能引起的測量誤差，空白電位讀數(shù)和電位降讀數(shù)之間的時間間隔應當盡可能短。在以后計算電導時，應扣除這一空白電位。如果用方向相反的電流作二次測量，并取電位降的平均值，則可以抵消空白電位。
測量直流電導時，所選擇的實驗條件應使電流讀數(shù)和電位降讀數(shù)有三位或三位以上數(shù)字。
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