一、基本概念

• 单位：西门子 / 米（S/m），常用单位为微西门子 / 厘米（μS/cm）或毫西门子 / 厘米（mS/cm）。

• 原理：基于欧姆定律，通过测量电极间溶液的电阻，结合电极常数（几何参数）计算电导率，公式为：$\text{电导率}(\kappa )=\frac{1}{R}\times \frac{l}{A}=\frac{K}{R}$
  其中，$R$ 为电阻，$l$ 为电极间距，$A$ 为电极面积，$K=l/A$ 为电极常数。

二、核心应用场景

1. 水质监测

   • 纯水 / 超纯水：检测离子污染（如半导体行业要求电导率 < 0.1 μS/cm）。

   • 饮用水：评估溶解性总固体（TDS），参考标准 GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》（电导率无直接限值，但 TDS ≤ 1000 mg/L）。

   • 废水 / 污水：监测离子浓度（如重金属、电解质），判断处理效果。

   
   

2. 化工与制药

   • 反应溶液浓度控制、纯化水（符合 USP/EP/ChP 标准，电导率 ≤ 1.3 μS/cm @25℃）。

   
   

3. 食品与饮料

   • 原料纯度检测（如果汁、酒类）、清洗水洁净度（避免离子残留）。

   
   

4. 环境监测

   • 土壤、地表水的电解质污染（如盐度、酸雨影响）。

   
   

三、测试步骤与操作要点

1. 样品准备

   • 确保样品无悬浮物、气泡，温度稳定（建议 25℃，需温度补偿时记录实时温度）。

   • 高纯水需避免空气中 CO₂溶解（影响 pH 和电导率），建议现取现测。

2. 仪器校准

   • 使用标准溶液（如 KCl 标准液：0.01M 溶液在 25℃时电导率为 1408.8 μS/cm）。

   • 校准内容：电极常数（新电极或长期使用后需校准）、温度补偿系数（默认 2%/℃）。

3. 测量操作

   • 电极浸入样品，确保完全浸没且无气泡附着，搅拌均匀后静置 10-30 秒至读数稳定。

   • 高电导率样品（如海水）需注意电极极化效应，可选择四电极法降低误差。

4. 数据处理

   • 自动温度补偿：仪器默认转换为 25℃标准值（公式：${\kappa }^{25}={\kappa }^t/[1+\alpha (t-25)]$，$\alpha$ 为离子平均温度系数）。

   • 多次测量取平均值，避免单次误差。

四、注意事项

1. 电极维护

   • 测试后用去离子水冲洗，避免有机物 / 无机盐残留（油污可用酒精擦拭，金属离子污染可用稀酸浸泡）。

   • 长期不用时干放，避免电极膜老化。

2. 干扰因素

   • 温度：每升高 1℃，电导率约增加 2-3%，需严格控温或启用补偿功能。

   • 电极常数：不同仪器电极常数不同（如 0.1 cm⁻¹、1 cm⁻¹），需匹配样品量程（低电导率用 0.1 cm⁻¹ 电极，高电导率用 10 cm⁻¹）。

   • 极化效应：直流电源会导致电极表面电解，改用交流电源或高频信号减少影响。

3. 误差排查

   • 读数波动：检查电极接触是否良好、样品是否均匀。

   • 校准失败：标准液是否过期（建议临用现配）、电极是否损坏。

五、标准与仪器选型

• 常用标准：

  • 中国：GB/T 6682《分析实验室用水规格和试验方法》（电导率 ≤ 0.5 μS/cm @25℃，一级水）。

  • 国际：ISO 7888《水质 电导率的测定》、ASTM D1125《水中电导率的标准试验方法》。

  
  

• 仪器类型：

  • 便携式（现场快速检测）、台式（高精度实验室用）、在线式（工业流程监控，如反渗透系统）。

  
  

六、扩展知识：电导率 vs 电阻率

• 电阻率（Resistivity）：电导率的倒数，单位为 Ω・cm，常用于高纯度水（如超纯水电阻率 > 18 MΩ・cm）。

• TDS 估算：电导率与 TDS 近似正相关（换算系数 0.5-0.7，视离子种类而定），公式：$\text{TDS}(mg/L)\approx \text{电导率}(\mu S/cm)\times 0.6$。