酸（suān）度計和電導率儀溫度補（bǔ）償器的原理和作用

酸度（dù）計和（hé）電導率儀是廣（guǎng）泛應用於科學（xué）實驗、環境監測和生產環（huán）節的一種常（cháng）用科學分析儀器。酸度計和電導率儀的使用和檢定（dìng）都（dōu）離不開各自使用的溶液，而溶液的 pH 值和電（diàn）導率都與溫度密切相關，當溫度發生變化時，pH 值和電導率會發生不同變化。在計量檢（jiǎn）定過程中我們發（fā）現（xiàn）對兩種儀器（qì）溫度補償器（qì）的正確使用對測量結果有較大影響，而且部分（fèn）儀器使用（yòng）者，因對溫度補償器的原理和兩者之間的（de）區別理解不正確，使用不當，造成測得數據不準確，所以正（zhèng）確（què）理解溫度補償器的原理和區（qū）別是至關重要的。

一、酸度計和電導率儀（yí）溫度補償器的原理和作用
　　1、酸度計溫度補償器的原理和作用
　　在酸度計計量檢定和使用中，我（wǒ）們發現 pH 值（zhí）測量不準確的原（yuán）因主（zhǔ）要是（shì）未能正確使用溫度補償器造成的。下麵就介紹一下酸度計溫度補（bǔ）償器的原理、對（duì） pH示（shì）值的影響和產生問題的（de）原因。對於酸度計來說，不同溶液的 pH 值的（de）溫度係數差別很大， 要將不同溫度下的 pH 值折（shé）算到 25℃時的 pH 值是非常困難的（de）， 也沒有必要。所以酸（suān）度計的溫度補償器是將其電極在標定溫度（dù）下得到（dào）的轉（zhuǎn）換係（xì）數按能斯特公式（shì）換算（suàn）到當前溫度下的轉換係數，從而得到當前（qián）溫度下的 pH 值。其中酸度計是（shì）用電位相對測量（liàng）法來測定溶液 pH 值（zhí）的，其理論依據來自於能（néng）斯特方程式：
　　通過對一台 PHS-3C 型號酸度計在 25℃條件下使用標準緩衝液校準後（hòu），對同一溶液在不同溫度下的 pH 值進行測量實驗，得到結果如下：
　　由此表可看出溫度補償器固定在 25℃條件下時（即不啟動酸度計的溫（wēn）度補償器時），測量溶液的 mv 值是不隨著溫度（dù）變化而變化的，酸度計測得（dé）的 pH 值也永遠是標（biāo）定溫度下（xià）的 pH 值；當酸度計啟動溫度補償（cháng）器時，測量溶液的 mv 值（zhí）同樣是（shì）不隨著溫度變化而變化的，但是測得的 pH 值是隨溫度的改變（biàn）而變化的。根據實（shí）驗數據我們（men）可以發現，隨著溶液（yè）溫度的改變，由於溶液的（de） mV 值是不隨（suí）溫（wēn）度的變化而變化的（de），所以被測溶（róng）液與標定（dìng）溶液間的電位差也是不發生變化（huà）的，隨著（zhe）溫度的變（biàn）化實際發生變（biàn）化的是每 mV 值變（biàn）化（huà）量對應的 pH 值的變化（huà）量，通過公式（3）我們可以發現這就使得 K 值（zhí）發生了變化，所以酸度計通過溫度補償調整轉換（huàn）係數K 來抵消溫度變化引起的（de）電動勢差的變化。因此（cǐ），為了適應各（gè）種溫度狀態下 pH 值（zhí）的測量，酸度計中均設有溫度補（bǔ）償裝置。
　　2、電導（dǎo）率儀溫度補償器的原理和作用
　　電導率的大（dà）小與電解質在水中的離解度及（jí）離子的（de）遷移速度有密切的關係，而離解度及遷移速度又與（yǔ）溶液的溫度有關。溫度升（shēng）高，溶液的電（diàn）導率增加，反之，則電導率減小。溶液的電導（dǎo）率受溫度的（de）影響較大，實驗數據見下表。通過對一（yī）台 DDS-307 型號電導率在溶液不同溫度下進（jìn）行溫度補（bǔ）償實（shí）驗，得到結果如下：
　　由此表可（kě）以看（kàn）出不進行溫度補償（cháng），同（tóng）一（yī）溶液的電導（dǎo）率隨著溶液溫度的增加而不斷（duàn）增大，使得測量結果沒有參考價值，所以電導率的測量結果一般均折算到參考溫度（dù）下（參考溫度：20℃或 25℃，使用 25℃時較（jiào）多）。如果把電導率（lǜ）儀的溫度補償器關掉，則需先測出溶液的溫度及該溫度下的電導率（lǜ），再將測得的結果換算到參考溫度的電導率。公式如下：
　　通過式（4）可以看出當電導率（lǜ）儀不啟動溫度補償器時，即溫度校正係（xì）數為0.00%時（shí），測得的電導率為溶液實際溫度下的電導率，需要人工換算成參考溫度下溶液的電導率值，否則測得值沒有參考價值。電導（dǎo）率儀的溫度補償器的（de）作用就是為了克（kè）服溫度的影（yǐng）響，將溶液在實際溫度下的電導率值轉換為參考溫度(一般為 25℃)下的電導率值，使得溶液在不同溫度下的電導率具有可比性，以滿（mǎn）足各行各業比對或控製（zhì）指標的需要。因此，市麵上越來越多的電導率儀具（jù）有溫（wēn）度（dù）補償功能，在檢（jiǎn）定過程中，檢定規程規定（dìng）增加這（zhè）一檢定（dìng）項目看來也是很有必要的。
　　二、酸度計與電導率儀溫度補償器使用過程（chéng）中的注意（yì）事項
　　1、酸度計溫度補（bǔ）償器使用中的注（zhù）意（yì）事項
　　由（yóu）於酸度計測量過程（chéng）中溶液的 mV 值是不（bú）隨（suí）溫度的變化而改變的，實際上起到（dào）作用的是通（tōng）過調節溫度補（bǔ）償器進而調整（zhěng）轉換（huàn）係數 K，進而改變每 mV 變化量引（yǐn）起的 pH 的變化量，所以（yǐ）在使用酸（suān）度計時需要注意的是用於標定儀器的標準參考溶液與被測溶液的溫度差。
　　2、電導率儀溫（wēn）度補償器使用中的注意事（shì）項
　　通（tōng）過公式（4）我們發現，在（zài）將電導率修正為參考溫度下電導率時，溫度校正係數β是一個關鍵參數，且不同的溶液溫度校正（zhèng）係數也不（bú）同，所以在使用溫度校正係數不可調節的電導率儀（yí）時，溫度校正係數會引（yǐn）入測量誤（wù）差，所以在（zài）進行準確度要求（qiú）較高（gāo）的測量時，如果溫（wēn）度校正係數不能調整為溶液實際的溫度校正係（xì）數，則應該關閉電導率儀的溫度補償功能（néng），通過準確測量（liàng）溶液溫度（dù）後根據公式（4）計算出參考溫度下的電導率值，或（huò）將被測溶液（yè）的溫度嚴格控（kòng）製在參考溫度條件下測量（liàng），進而減（jiǎn）小測量誤（wù）差。
　　三、儀器使用中溫度（dù）補償器出現異常的快（kuài）速判定方法
　　1、酸度計溫度補償器出（chū）現異常的快速判定方法
　　先通過兩（liǎng）點標定斜率，並測量第三種標準溶液示值誤差合格。然（rán）後用酸（suān）度計測量第三種標準溶液在打開溫度補償器時的 pH 值（zhí）及其溫（wēn）度，查（chá）找 JJG119-2018《酸（suān）度計檢定規程》,規程中表 A.2 顯示了標準溶液不同溫度下對應的 pH 值，通過與測量的 pH 值進行對比，測量結果的示值誤差應小於儀（yí）器對應等級的最大（dà）允許誤差，否則酸度計的溫度補償器功能可能（néng）出現異常，應及時送（sòng）檢。
　　2、電導率儀溫度補償器出現異常的快速（sù）判定方法
　　綜（zōng）上所述，電導率儀溫度補償器，其作用就是為（wéi）了克服溫度的影響（xiǎng），將溶液在實際（jì）溫度下的電導率值轉換（huàn）為（wéi）參考溫度(一般為 25℃)下的電導率值，使得溶（róng）液在不同溫度下的電導率具有可比性。而酸度計的（de）溫度補償器（qì），其（qí）作用是將電極在標定溫度下得到的轉換係數按能斯特公式換算到實際溫度（dù）下的轉換係數，從而得到實際溫度（dù）下的 pH 值。
　　由此可見兩種儀器的（de）溫度補償作用是有所區別的，不能混淆，隻有正確理解酸度計和（hé）電導率儀的溫（wēn）度補償器對於儀器測量準確度的意義和作用，才能促進儀（yí）器的（de）合理、正確使用，保證測量結果的準確性。同時通過文中溫度補償器出現異常的快速判定方法，使用者（zhě）就可以自己合理判定（dìng）溫度補償功能（néng）是否正常工作，當發現儀器溫（wēn）度補償（cháng）器可能存在異常時，需及（jí）時到計量（liàng）檢測機構對（duì）儀器進行檢（jiǎn）定（dìng）。