第四章盐度测量
- 格式:ppt
- 大小:415.50 KB
- 文档页数:33
盐度计原理一、引言盐度是指水中溶解的盐类的含量,通常用百分比表示。
盐度的测量对于海洋学、气象学、生物学等领域都有重要意义。
因此,盐度计成为了测量海水盐度的重要工具之一。
本文将详细介绍盐度计的原理。
二、盐度计的分类1. 折射法折射法是通过测定水溶液中光线的折射率来计算盐度。
这种方法需要使用折射仪,将光线从空气中传入水中,然后再经过一定距离后从水中传回空气中,通过测定光线在空气和水中传播时发生的折射角来计算盐度。
2. 电导率法电导率法是通过测定水溶液中电流通过时所遇到的阻力大小来计算盐度。
这种方法需要使用电导仪器,将电流通入水溶液中,在不同温度下测定电导率,并根据电导率和温度值推算出盐度。
3. 密度法密度法是通过测定水溶液密度来计算盐度。
这种方法需要使用密度计,在不同温度下测定水溶液的密度,并根据密度值推算出盐度。
三、折射法盐度计原理1. 折射仪的工作原理折射仪是利用光线在不同介质中传播时发生折射的原理来测定水溶液中盐度的仪器。
当光线从空气进入水中时,由于水的折射率较高,光线会发生向反向弯曲;而当光线从水中进入空气时,由于空气的折射率较低,光线会发生向同向弯曲。
因此,在测定盐度时,需要将光线从空气中传入水中一定距离后再传回空气中,通过测定光线在两种介质中传播时所发生的折射角来计算盐度。
2. 盐度计的工作原理盐度计是一种利用折射仪进行测量的仪器。
它通过测量水溶液中光线在不同介质中传播时所发生的折射角来计算盐度。
具体操作过程如下:(1)将样品放置于样品池内,并使其与环境温度相同。
(2)打开灯源,使其照亮样品池。
(3)将折射仪的光线从空气中传入样品池中,经过一定距离后再从样品池中传回空气中,通过测定光线在两种介质中传播时所发生的折射角来计算盐度。
(4)根据测量结果推算出水溶液的盐度值。
四、电导率法盐度计原理1. 电导仪器的工作原理电导仪器是利用水溶液中离子导电性差异来测定盐度的仪器。
当水溶液中含有较多的离子时,其导电性就会较强;而当水溶液中含有较少的离子时,其导电性就会较弱。
盐度测定实验一、实验目的(1)学会使用电导率仪测量水的电导率;(2)掌握盐度对电导率的影响规律;(3)测定海水盐度。
二、实验原理电导率是物体传导电流的能力。
电导率测定仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。
根据欧姆定律,电导(G)--电阻(R)的倒数,是有电压和电流决定的。
G=1/R=I/E=amps/Volts水的电阻随温度和溶解离子浓度的增加而减少,电导是电阻的倒数。
当电导电极(通常为铂电极或铂黑电极)插入溶液中,可测出两电极间的电阻R,温度压力一定时,电阻与电极的间距L(cm)成正比,与电极截面积A(cm2)成反比。
即:由于电极的L和A是固定不变的,即是一常数,称电极常数,以Q表示。
其比例常数P叫电阻率,P的倒数为电导率,以K表示。
K=Q/R式中:Q----电导池常数,cm-1;R----电阻,MΩ,K----电导率,μs/cm。
当已知电极常数Q,并测出样品的电阻值R后,即可算出电阻率。
因为溶液中离子的电荷会加速电流的导通,所以水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。
溶液的电导率随温度的增大而增加,因此,该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。
三、实验仪器与药品电导率仪、纯水、NaCl、电子天平、烧杯四、实验步骤(1)选择合适的电极;(2)连接电极与电导率仪表;(3)打开电导率仪表开关,按照电极上的标识值,为测量仪表设置电极常数和温度常数;(4)用烧杯量取适量纯水,用天平称取氯化钠适量,溶入纯水搅拌完全溶解后,测量电导率与温度并记录;重复以上步骤20次;(5)量取适量海水,测量电导率与温度并记录。
五、数据处理次数纯水/ml NaCl/g 盐度S 电导率C ms/cm 温度/℃12000.248.786 2.99719.122000.4614.331 4.81919.332000.7019.891 6.35019.542000.9323.3697.35219.75200 1.1627.7048.57619.86200 1.5230.7879.43120.37200 1.8232.0699.78320.58200 2.1232.6809.95021.09200 2.3833.12010.0721.210200 2.7033.34010.1321.511200 3.1033.59810.2021.512200 3.4233.70810.2321.513200 3.7933.74510.2421.614200 4.2033.74510.2421.715200 4.5233.74510.2421.716200 4.7833.74510.2421.717200 5.0010.26010.2621.718200 5.3110.26010.2621.719200 5.7810.26010.2621.7202006.1110.26010.2621.7表1-氯化钠含量、电导率值记录与处理表图1-电导率-盐度关系曲线表2-实验测得的标准KCL 溶液的电导率和海水的电导率标准KCL 溶液KCL 的含量纯水/ml KCL/gKCL 溶液电导率C ms/cm海水电导率C ms/cm32.4356×200 6.710.589.909所测海水的盐度:将实验所测得的海水电导率代入由电导率——盐度关系所得曲线公式C=0.285S+0.6341S=(9.909-0.6341)÷0.285=32.544(2)利用标准KCl溶液计算海水的盐度:K=10.58÷9.909=1.068S=37.678误差分析:(1) 读数在盐完全溶化的前提下,电导率仪的读数有漂移现象,即读数并不是恒定不变的,读取出现次数最多的数据,对结果有一定影响。
在海洋学研究中,海水密度是描述其特征的一个重要参数;海洋中的各种现象,如大洋环流深海密度流以及水声传播,都与海洋中海水密度的分布与变化规律密切相关。
而海洋生态环境也受盐度的重要影响。
海水盐度标准[1][2]:海水的盐度是海洋的一项基本参数。
由于盐度本身所具有的特珠的重要性,几百年来,人们一直在研究它通过坚特不懈的实践, ,探索盐度的实质,逼近绝对盐度(绝对盐度定义为:海水中溶解盐的质量时海水质量的比。
实际上,直接测量绝对盐度是极其困难的。
我们通常测定的盐度本质上只是实用盐度。
1902年,根据海水主要成分的比值近似恒定"基于化学方法的氯度盐使用了65年。
1967年,盐度重新定义"给出盐度与氯度新关系式和盐度与相对电导率关系式,使用11年。
1978年,作为当前水平的一个重要标志,就是联合国教科文组织(UNESCO)、国际海洋考察理事会(ICES)、海洋研究科学委员会(SCOR)和国际海洋物理科学协会(IAPSO)批准。
并从1982年1月1日起在全世界正式使用的“PSS78国际实用盐标”和国际海水状态方程EOS-80及其海洋学常用表。
在推广应用了30年后,EOS-80 和实用盐度的不足之处愈发明显,于是海洋学家着手构建2010 年国际海水热力学方程(International Thermodynam-ics Equation of Seawater-2010,TEOS-10)TEOS-10 是全新的6高精度的综合公式,它构建的基础依然是海水的密度6温度与压强等关键性因素,但是其核心思想发生了实质性变化。
测量方法:1.电导法测量:利用海水不同盐度下导电率不同,由标准盐度参照进行测量海水盐度。
根据应用条件不同可分为实验室测量与实时测量装置。
电导法实时测量具有小型化,精度高,数字化等优势,我国从六十年代初开始“现场”测量电导盐度计的研制工作,至今已取得一定的成果。
在过去所作的研究的基础上,用我国现在普通使用的一些电子仪器及有关设备,装配了一套精密测量海水盐度的电桥及恒温装置,并进行了对中国标准海水盐度的测定,与电位滴定法结果进行了比较,最后结果表明,这套装置在实验室内测定海水盐度精度达土0.002‰S,换算为氯度为士0.00‰Cl,研究结果还表明中国标准海水的电导比,盐度、氯度关系与大洋水是一致的。
FHZDZHS0052 海水 盐度的测定 盐度计法F-HZ-DZ-HS-0052海水—盐度的测定—盐度计法1 范围本方法适用于在陆地或船上实验室中测量海水样品的盐度。
典型的仪器应用范围:2<S <42,-2℃<θ<35℃2 原理实验室用的盐度计分为感应式、电极式两种类型。
本法介绍感应式盐度计的测量方法。
测量海水样品与标准海水在101 325 Pa 下的电导率比R 0,再查国际海洋学常用表,得出海水样品的实用盐度。
或由公式(1)计算:()(1)1511525524233221125524233211……………⎟⎠⎞⎜⎝⎛+++++−+−+++++=θθθθθθθθθθθR b R b R b R b R b b K R a R a R a R a a S o o 式(1)中:αo =0.0080 α1=-0.1692 α2=25.385α3=14.0941 α4=7.0261 α5=2.7081K =0.0162 b o =0.0005 b 1=-0.0056b 2=-0.0066 b 3=-0.0375 b 4=0.0636b 5=0.0144R θ—被测海水与实用盐度为35的标准海水在温度为θ时的电导率的比值(均在101 325 Pa 下)。
3 试剂3.1 标准海水4 仪器设备仪器型号不限,感应式盐度计。
以WUS 型感应式盐度计为例,其主要技术指标如下(仅供参考):电导率比0.07~1.2;测量准确度0.01;测量精密度0.003;盐度分辨率0.001;测温电桥准确度0.5℃。
5 试样制备5.1 海水样品可用玻璃、塑料或金属采样器采集。
贮存于聚乙烯塑料瓶或硬质玻璃瓶中,密封保存,保存时间90d 。
详见GB17378.3—1998。
5.2 试样量测量水样用量250mL 。
250mL 样品瓶及瓶塞必须用同一水样严格清洗3次后,再装取测试水样。
使用后的样品瓶应盛有部分海水,在下一次取样时放掉。
6 操作步骤6.1 准备将被测海水放置至与标准海水温差在±2℃内,以备测量。
以SYA2-2盐度计为例介绍盐度测量方法
1.准备工作
将被测样品放置至与标准海水温差在±1℃内,以备测量。
并做好测温测盐检查:将温盐转换开关转到测温档。
准备好30、35的标准海水。
打开仪器,显示P即为正常,可以开始检测。
2.定标
以35的标准海水定标。
2.1将标样进水管和样品进水管用蒸馏水淋洗过后放入35的标准海水中,旋开标样进水开关,启动电泵,用手指堵住水池的气孔,开始进标样。
2.2进完标样之后松开手指,关闭标样进水开关、电泵。
旋开样品进水开关,启动电泵,用手指堵住水池的气孔,开始进标样。
2.3进完标样之后松开手指,关闭样品进水开关、电泵。
输入R15,35的标准海水R15=0.99995,按V观察电压,基本稳定后按Tmst测定温度。
2.4将温盐转换开关转到测盐档按Cal校准。
3.回测
用30的标准海水回测
3.1将样品进水管用蒸馏水淋洗擦干后放入30的标准海水中,旋开样品进水开关,启动电泵,用手指堵住水池的气孔,开始进30的标准海水。
3.2进完样之后松开手指,关闭样品进水开关、电泵。
按V观察电压,基本稳定后按Smst测定盐度。
4.样品测量
4.1将样品进水管用蒸馏水淋洗擦干后放入样品水样中,旋开样品进水开关,启动电泵,用手指堵住水池的气孔,开始进样品水样。
4.2进完样之后松开手指,关闭样品进水开关、电泵。
按V观察电压,基本稳定后按Smst测定盐度。
盐度测试原理,设备、设备参数盐度⽂档●盐度测试原理:1.盐的种类盐度传感器测量溶液的导电率性来确定它的盐分。
在所给的溶液中,盐度最初的定义是⼀个指定的溶液重量中所含溶解盐的质量。
但是,⽤化学分析来确定这个定义的盐度已证明是⾮常消耗时间和不精确的。
近年来,测量盐分的⾸选⽅法是密度和导电率 2.盐的浓度因为光线从⼀种介质进⼊另⼀种介质时会产⽣折射现象,且⼊射⾓正弦之⽐恒为定值,此⽐值称为折光率。
利⽤盐溶液中可溶性物质含量与折光率在普通环境下成正⽐例,可以测定出盐溶液的折光率,这样盐度计/折射仪就求算出盐的浓度●盐度的测试影响因素:1.温度对⽔溶液的电导率影响温度影响⽔溶液的电导率,因此温度与盐度有着紧密的关系[1]。
对于某⼀固定的⽔溶液其电导率⼏乎随温度线性地增加,但是,不同溶液、不同的电导率、不同温度下其温度系数是不同的,依据实验,在任意温度t 的条件下测定电导⽐t R ,由t R 可计算此时溶液的盐度,t R 计算公式如下:(,,0)(35,,0)t r s t R r t =(1-5)其中(,,0)r s t 是仪器在t ℃下,测量得到的电导率值;(35,,0)r t 由下⾯的经验公式计算:2(35,,0)0.00330.879328.988r t t t =++ (1-6)在任意温度t 下,计算盐度的公式为0S S S =+? (1-7)其中51/200i t i S a R ==∑ (1-8)5/20151(15)i i t i t S b R K t =-?=+-∑ (1-9) S ?是温度变化引起的盐度修正值,式(1-8)中系数a 的值与式(1-4)中相同。
S ?系数b 分别为:b 0=0.0005,b 1=-0.0056,b 2=-0.0066,b 3=-0.0375,b 4=0.0636,b 5=-0.0144,5i i b =∑=0.0000,K =0.0162。
由式(1-5)、(1-6)、(1-7)、(1-8)和(1-9)我们可以得出结论:⽤电测法测量某温度下⽔溶液的盐度时,需要知道的参数有:温度t 和此时溶液的电导率与标准海⽔电导率的值,公式的适⽤范围是:温度-2℃~35℃,盐度2~42‰。