Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Der an der PTB entwickelte primäre Messplatz ist konzipiert für Leitfähigkeits-messzellen, die für Anwendungen in Rein- und Reinstwasser im Durchflussbetrieb ausgelegt sind. Der Messbereich reicht von 5.5 µS/m (0.05 µS/cm) bis ca. 15 mS/m (150 µS/cm). Die relative Messunsicherheit beträgt ca. 0.5 %.

Der Messplatz besteht aus einem geschlossenen Wasserkreislauf, der aus einer kommerziellen Anlage zur Reinstwasseraufbereitung gespeist wird. Durch die Zugabe einer Elektrolytlösung kann die Leitfähigkeit im Kreislauf eingestellt werden. Die Ionenkonzentration im Kreislauf wird mit einem Ionenchromatographen gemessen. Die Leitfähigkeit im Kreislauf wird mit einer an der PTB entwickelten primären Zelle gemessen. Der gesamte Kreislauf befindet sich in einer temperierbaren Box, die mit Argon geflutet ist, um die Veränderung des eingestellten Leitfähigkeitswerts durch gelöstes Kohlendioxid zu vermeiden.

Die primäre Leitfähigkeitsmesszelle besteht aus zwei unterschiedlich langen, inneren Zylinderelektroden und einer zylindrischen Außenelektrode, die beide Innenelektroden konzentrisch umschließt. Zwischen jeder Innenelektrode und der Außenelektrode wird jeweils ein Impedanzspektrum aufgenommen, aus dem der Widerstand der Lösung im Volumen zwischen Innen- und Außenelektrode abgeleitet werden kann. Die Messung an unterschiedlich langen Elektroden erfolgt um Streuimpedanzen an den Elektrodenenden zu eliminieren. Die Zellkonstante wird über präzises Vermessen der Zellgeometrie bestimmt.

Alle in die Bestimmung der Leitfähigkeit eingehenden Messwerte sind auf das SI zurückgeführt, sodass auch die derart gemessene Leitfähigkeit auf das SI zurückgeführt ist. Integriert man eine Messzelle in den Kreislauf, kann deren Zellkonstante somit bei einer beliebigen Leitfähigkeit innerhalb des oben angegebenen Bereichs auf das SI zurückgeführt gemessen werden.