为什么同一杯盐水温度不同测出的电导率会变化？ATC温度补偿解析

为什么同一杯盐水温度不同测出的电导率会变化？ATC温度补偿解析

测量同一杯盐水，盐的浓度不变，只把水温从20℃升高到30℃，电导率读数就明显升高了。有些客户会疑惑水中没有加盐，为什么电导率会变大？水中离子数量确实没有变化，但是温度会影响离子的运动能力，电导率也会随温度变化。

一、电导率为什么会受温度影响？

电导率主要受到离子浓度、离子种类、离子迁移率和水温的影响。

食盐溶于水后，溶液中NaCl会解离为钠离子Na⁺和氯离子Cl⁻，这些带电离子在电场的作用下移动，形成导电能力。温度升高后水的黏度下降，离子的迁移速度也会随之加快，表现出来就是水溶液的导电能力增强。

很多常见水溶液在室温附近有一个类似“温度每升高1℃，电导率增强2%”的经验值。例如某盐水在25℃的电导率是1000μS/cm，按照2%/℃估算它在20℃的电导率大约是900μS/cm，在30℃的电导率大约1100μS/cm。盐水本身浓度相同，温度变化10℃电导率就相差了20%。

注：2%/℃只是一个示例，不同溶液的温度系数不一样，受离子种类、溶液浓度和温度范围影响。

二、ATC温度补偿是什么？

ATC自动温度补偿是一个功能概念：让仪器在温度变化时仍然能给出可比较的读数。ATC并不能改变盐水本身的导电性能，例如30℃盐水的导电能力和25℃盐水导电能力不同，仪器测量一杯35℃的盐水当下的电导率，根据设定的温度补偿模型将结果换算成参考温度下对应的电导率。常见的参考温度是25℃，也就是仪器屏幕上显示的可能并非实际水温下的原始电导率EC，而是折算到25℃后的等效电导率。

ATC温度补偿去掉了温度对电导率的影响，让不同水温的盐水得以在同一标准线（25℃）下比较。但是如果要测量实际温度下的电导率，需要关闭ATC，直接读取原始数据。

三、实验：同一杯盐水在不同温度下测量

实验使用同一份NaCl盐水，不改变盐浓度，将水温从15.3℃逐渐加热至34.7℃。分别使用无ATC温度补偿的盐度计、和带ATC温度补偿的林上LS313盐度计测量盐水电导率EC，数据如下：

可以发现没有ATC温度补偿的时候，EC值明显升高，如果盐度计显示盐度是由EC值换算而来，就可能误判为盐水浓度发生变化。

带ATC功能EC数据被折算到统一参考温度25℃，大约1000μS/cm左右，计算得到的盐度值也会更接近，让不同温度下测得的数据也能相互比较。

四、为什么同一杯盐水开启ATC后数据仍然不同？

客户有时候检测时会发现使用ATC测量不同温度盐水，数据也不一定完全相同。

1、实际温度系数并不一定等于仪器设置值。例如仪器可能采用1.9%/℃或2.0%/℃的固定温度系数，但实际样品可能并不是这个数值。特别是有时候检测的是汤汁卤汁等本身成分非常复杂的盐浓度，仪器内置温度系数很难完全还原它在参考温度下的电导率EC值，只能作为一个参考数据。

2、温度和电导率在较小范围内可以接近线性关系，但是温差较大的情况下简单的线性补偿公式很可能有偏差。

3、探头和水样还没有达到热平衡。例如把仪器刚从25℃的室内放入40℃的盐水水样，这时候探头温度还没来得及爬升，电导电极温度、温度传感器温度和水样温度暂时还不一致，检测出来的数据就可能有较大偏差。使用时建议将探头在水样中多放一会，等数据稳定之后再记录。

4、盐水水样本身也可能发生变化，水温升高后可能有部分水分蒸发，水中部分物质发生沉淀或溶解变化。这是由于温度变化导致水样组成发生变化，从而影响电导率EC值。

五、常见问题FAQ

1、ATC会不会同时影响温度和盐度？

很多便携式水质检测仪和盐度计是先测量电导率EC，再根据一定关系换算成TDS和盐度SAL。所以如果仪器对EC进行温度补偿，TDS和盐度计算通常也会受到影响。

2、有了ATC测水质时是不是就不用管温度了？

不是。ATC只是提高不同温度测量结果的可比性，水样温度条件也不能完全忽略。实际上在高精度对比测量时，还是建议使用尽量接近的温度测试条件。

3、温度升高后EC升高，是不是说明盐浓度增加了？

不一定。如果水样组成没变，很可能只是离子迁移率随温度加快导致EC升高。但是还有一种情况是盐水本身有部分没有完全溶解的盐，温度升高后溶解量变化使得这部分盐也能够溶解了，这时候EC变化就是离子迁移率和盐浓度共同作用的结果。