海水电导率仪的测量范围与校准原理

常用海水电导率仪的测量范围为0～70mS／cm，高精度仪器的示值误差可以达到±0.003 mS／cm。JJG 376—2012《电导率仪》的检定方法无法适用于海水电导率仪的计量检定；由于海水电导率仪体积较大且测量精度较高，JJG 2059—2014《电导率计量器具》中描述的电导率国家一级标准物质也难以满足海水电导率仪的计量校准需求。海水电导率仪的计量校准需要围绕大洋海水的特性进行专门设计。

海水电导率与海水温度、盐度和压力相关，可以通过改变其中一个或多个参量来提供不同的电导率。从海面到1万米水深，压力逐渐上升至约100MPa，如果通过改变压力方式获取不同海水电导率，在实验室难以实现。大洋中无污染的天然海水的实用盐度大约在32～35左右，如果通过改变海水盐度方式获取不同海水电导率，需要不断稀释天然海水，操作复杂且重复性差。海洋温度变化范围为–2℃～35℃，海水电导率与温度关系最为密切，通过改变海水的温度来获取不同的海水电导率是简便易行且科学合理的方法。

基于变温的海水电导率仪校准，需要提供稳定温度环境的海水恒温槽并具备高精度的温度测量系统，应至少满足以下条件：

（1）恒温槽直径和深度应足够大，放入海水电导率仪后其温场均匀性不大于0.001℃。

（2）以无污染的天然海水为介质，校准环境尽可能模拟海上使用现场。

（3）海水具有很强的腐蚀性，恒温槽材质应耐海水腐蚀，确保槽内介质保持天然海水的水质特性。

（4）恒温槽可实现35℃降至0℃的温度变化，模拟海水电导率仪从海面下放至深海的剖面测量过程。

（5）利用标准铂电阻温度计测量槽内温度，为确保铂电阻温度计测量过程中的安全性和准确性，需要设计铂电阻温度计水下专用固定支架。

计算海水电导率需要恒温槽内准确的海水盐度，但目前国际上仍难以实时准确测量槽内海水盐度，可以通过取样测量，取样测量应符合以下要求：

（1）可以通过人工取样或自动取样，取水口应尽量贴近海水电导率仪的测量端口，减少槽内水质不均匀带来的误差。

（2）取样前应将取样管内的空气和残留海水排除，确保所取样品与校准实验的同步性。

（3）取样瓶和瓶塞应有抗海水腐蚀性，取样时应尽量满瓶，减少因海水蒸发带来的误差。

（4）不同校准点所取海水样品的温度差异较大，测量前应将样品放置足够长时间，与室温达到平衡。

（5）用盐度计测量海水样品时应在盐度计内部的恒温环境下进行，并准确测量温度值。

根据海水实用盐度定义及特性，通过实验室盐度计测量获取海水样品盐度值，以及该样品取样时恒温槽内的温度，根据海水盐度与电导率的关系计算出海水电导率校准的标准值。

　　审核编辑：汤梓红