TDScc（外科医生的反渗透净水机的控制主板）系列连载——TDS检测技术

    TDS是评价水质的一个非常简便和有效的指标，特别是在反渗透方式生产纯水的过程中。

    TDS——总溶解固体（Total dissolved solids）。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固体。一般可用电导率值大概了解溶液中的盐份。

检测方法

实验室称量（略）。

电导率检测换算——通过在两个或多个电极之间施加电压。带正电的离子（如钠离子，钙离子，镁离子，氢离子，等等）向负电荷的电极移动，带负电荷的离子（如氯离子，硫酸根离子，碳酸氢根离子等）将向正电荷的电极移动（图1）。离子的移动形成了电流。仪表通过检测离子的移动确定电流。再换算成TDS值。

TDS的电导率检测方法只是把所有的离子换算成氯和钠离子计算。

由于TDS表经常被用来检测水的纯度，因此，理解它不能检测的物质范围是非常重要的。因其源于电导率测试表，所以它只能检测到移动的电离子。而不会检测不带电的中性化合物。这类化合物包括糖、酒精、许多杀虫剂、不容性硅、氨和二氧化碳等。同时也不能检测到宏观粒子，因为太大，无法在既定的电场中检测它们的移动。所以，如果你看到水中有生锈的氧化铁颗粒，TDS是无法检测它们的。其它让水看起来很浑浊的颗粒也是无法检测的。细菌和病毒也不会被发现。因此，TDS所代表的“总溶解固体”这个概念是徒有虚名的。“总电荷态离子”应该是更加精确的定义。幸运的是，对于生活用水已经足够了。另外，测量电导率也是一种测试溶液中存在的离子种类和数量的方法。下表标注了等量的不同离子的电导率数值。不同离子之间的电导率有差异，这一点对于理解文中以下部分非常重要。带电荷较多的离子电导率较高，不仅因为其携带电荷多，在电场中向电极的移动速度也更快。例如，镁离子和硫酸根离子分别比钠离子和氯离子的电荷数多，其电导率也比后两者高。另一个特性是较大的离子在水中移动速度低于较小的离子，因此电导率倾向偏低。这其中还要考虑离子与水分子的结合率，因此不能简单的考虑其重量和直径。水合作用决定了阻力的大小。例如，锂离子比钠离子电导率低很多，而与钾离子比较情况会更好些。

TDS表会将电导率转换成ppm单位。因此，如果设备检测到电导率为447 mS/cm，将会显示215.5ppm，相当于215.5ppm的氯化钠溶液的电导率。

我能用万用表测试电导率吗？

有几个因素使人们无法用万用表精确测量电导率。电极的形状和大小会有区别，但更重要的是在电极之间发生了什么。如果向海水中施加直流电，会有大量的化学反应在电极上发生。有些离子会附着在电极上，有些会产生气体，电极本身也可能发生溶解。这些反应都会对溶液造成影响，从而改变电导率。

那么，电导率测试的探针是如何解决这些问题的？使用交流电替代直流电，电场方向变化速度非常快，不会形成电离子整体移动的效果。在一秒钟内，带电离子在不断往复运动。从总体上讲，溶液和电极都没有变化，因此可以测量精确的电导率。现代电导率测试仪器使用复杂的交流电波形，避免了很多简单测试时的干扰。

目前商用的电极基本都是2-4头的，可更有效的防止电极污染对测量结果的影响。电极可以是环氧树脂、石墨、玻璃、铂金、不锈钢等惰性材料。需要根据溶液的性质选择电极。

温度对TDS测试有影响吗？

最后一点比较复杂的是水中离子的电导率会受到温度的影响。这里有很多复杂因素的影响，但其中最简单的就是温度高了，离子的移动速率快了。离子移动速度越快，电导率自然就越高。电导率与温度之间的关系受到测量方法的限制。纯水表现出线性关系，温度升高1度，电导率升高4.55%。氯化钠溶液只能提高2.12%。自来水和其它自然水源中含有较多的离子，其反应往往是非线性的，但数值波动范围会低于纯水。

基于这个原理，几乎所有的电导率测试表都同时具有测量温度的功能。内置的计算功能会校正温度带来的变化，因此给出的数值一般都是标准温度（25度）时的电导率值。更高级的测试表还可供选择温度系数。有的甚至还能添加非线性规律。如果你的测试表有这个功能，最好使用，以校正其对淡水的曲线。一些最先进的设备还允许添加非线性曲线，测试超纯水。相关的应用说明在包装内会注明。总之，因为测试表可以根据温度校正数值，因此无论样本水温多少，都可以直接测量。

 

（以上TDS检测内容摘自：http://www.reefkeeping.com/issues/2004-04/rhf/feature/index.php ）