電(dian)導(dao)率(lv)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)液(ye)體(ti)中(zhong)導(dao)電(dian)離(li)子(zi)的(de)含(han)量(liang)
，它(ta)也(ye)代(dai)表(biao)了(le)溶(rong)液(ye)的(de)導(dao)電(dian)能(neng)力(li)。相(xiang)比(bi)於(yu)電(dian)導(dao)率(lv)的(de)概(gai)念(nian)，電(dian)阻(zu)對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)人(ren)來(lai)說(shuo)是(shi)一(yi)個(ge)更(geng)加(jia)直(zhi)觀(guan)的(de)概(gai)念(nian)，它(ta)描(miao)述(shu)的(de)是(shi)一(yi)段(duan)確(que)定(ding)物(wu)體(ti)的(de)導(dao)電(dian)能(neng)力(li)
，根(gen)據(ju)歐(ou)姆(mu)定(ding)律(lv)，導(dao)體(ti)兩(liang)端(duan)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)壓(ya)降(jiang)，除(chu)以(yi)通(tong)過(guo)它(ta)的(de)電(dian)流(liu)，就(jiu)是(shi)該(gai)導(dao)體(ti)的(de)電(dian)阻(zu)，其(qi)倒(dao)數(shu)就(jiu)是(shi)電(dian)導(dao)。對(dui)於(yu)電(dian)阻(zu)或(huo)電(dian)導(dao)
，它(ta)們(men)是(shi)對(dui)於(yu)有(you)固(gu)定(ding)形(xing)態(tai)的(de)整(zheng)個(ge)導(dao)體(ti)導(dao)電(dian)能(neng)力(li)的(de)描(miao)述(shu)
，但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)水(shui)或(huo)其(qi)他(ta)不(bu)具(ju)有(you)固(gu)定(ding)形(xing)態(tai)的(de)液(ye)體(ti)，我(wo)們(men)隻(zhi)能(neng)去(qu)描(miao)述(shu)他(ta)們(men)的(de)自(zi)身(shen)固(gu)有(you)屬(shu)性(xing)，或(huo)是(shi)組(zu)成(cheng)成(cheng)分(fen)，這(zhe)也(ye)就(jiu)是(shi)我(wo)們(men)為(wei)什(shen)麼(me)要(yao)測(ce)量(liang)電(dian)導(dao)率(lv)的(de)原(yuan)因(yin)。

 

在對電導率進行測量時
，我們首先人為構造一個固定的導體結構。想象一段有固定外形的長方形導體，截麵積為A，長度為L
，我們通過電極常數k=L/A來記錄這一結構特征。通過對該段認為構造導體電導的測量，結合結構參數k，就可以計算出被測量溶液的電導率數值。

 

 

電(dian)導(dao)率(lv)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)作(zuo)用(yong)就(jiu)是(shi)構(gou)造(zao)一(yi)個(ge)穩(wen)定(ding)合(he)理(li)的(de)電(dian)導(dao)池(chi)結(jie)構(gou)，並(bing)且(qie)在(zai)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)具(ju)有(you)極(ji)好(hao)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)
，以(yi)減(jian)少(shao)甚(shen)至(zhi)消(xiao)除(chu)探(tan)頭(tou)生(sheng)產(chan)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)標(biao)定(ding)成(cheng)本(ben)。除(chu)了(le)結(jie)構(gou)尺(chi)寸(cun)上(shang)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)要(yao)求(qiu)外(wai)

，傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)液(ye)體(ti)中(zhong)長(chang)期(qi)浸(jin)泡(pao)並(bing)參(can)與(yu)反(fan)應(ying)
，因(yin)此(ci)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇(ze)也(ye)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。

 

溫度會明顯影響液體的導電能力（如圖2）。yetidaodianxuyaojiezhuliziyundongwancheng，yujinshubutong，yetidedaodiannenglisuizhewendudeshenggaoerzengqiang。duiyubutongyeti


，wenduduidiandaolvdeyingxiangchengduyebujinxiangtong，zhezhuyaoshiyinweiwenduduirongyezhongqidaodianzuoyongdechengfenyingxiangbutong。chaochunshuidedaodiannenglilaizishuidedianli，diandaolvshoudaowendudeyingxiangzuida，keyidadao5%/℃以上
；大部分一般濃度的離子鹽溶液在2%/℃左右
，酸，堿或濃度較高的鹽溶液電導率受溫度的影響進一步降低，通常為1.5%/℃。上麵已經說到，液體電導率代表了液體組分的性質，為了消除溫度因素對測量結果的巨大影響，一般我們會將測量結果標準化到25℃以進行比較。

 

 

圖1中(zhong)所(suo)示(shi)的(de)極(ji)板(ban)結(jie)構(gou)是(shi)一(yi)種(zhong)基(ji)於(yu)原(yuan)理(li)的(de)描(miao)述(shu)
，但(dan)是(shi)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)導(dao)池(chi)的(de)外(wai)形(xing)往(wang)往(wang)不(bu)必(bi)拘(ju)泥(ni)於(yu)此(ci)。與(yu)常(chang)見(jian)的(de)結(jie)構(gou)外(wai)形(xing)如(ru)同(tong)軸(zhou)異(yi)體(ti)或(huo)平(ping)行(xing)環(huan)結(jie)構(gou)不(bu)同(tong)，Innovative Sensor Technology IST AG 結合薄膜和厚膜技術開發了陶瓷基電導率傳感器，傳感器中包含一個電阻式溫度傳感器 (Pt1000 IEC 60751 F0.3)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)在(zai)測(ce)量(liang)時(shi)進(jin)行(xing)準(zhun)確(que)補(bu)償(chang)。電(dian)導(dao)率(lv)傳(chuan)感(gan)器(qi)由(you)兩(liang)根(gen)電(dian)流(liu)電(dian)極(ji)和(he)兩(liang)根(gen)測(ce)量(liang)電(dian)極(ji)組(zu)成(cheng)。這(zhe)一(yi)基(ji)本(ben)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)特(te)定(ding)應(ying)用(yong)和(he)要(yao)求(qiu)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)。

 

 

選xuan用yong鉑bo作zuo為wei電dian極ji，是shi因yin為wei鉑bo具ju有you穩wen定ding的de化hua學xue性xing質zhi，抗kang酸suan腐fu蝕shi能neng力li略lve弱ruo於yu金jin
，但dan是shi有you非fei常chang強qiang的de抗kang堿jian腐fu蝕shi能neng力li。基ji於yu電dian導dao率lv的de測ce量liang原yuan理li，圖tu中zhong的de測ce量liang與yu激ji勵li電dian極ji必bi須xu裸luo露lu在zai外wai，直zhi接jie與yu被bei測ce溶rong液ye接jie觸chu，其qi餘yu部bu分fen由you一yi層ceng玻bo璃li鈍dun化hua層ceng覆fu蓋gai，使shi得de溫wen度du測ce量liang電dian阻zu與yu溶rong液ye具ju有you電dian氣qi隔ge離li。

 

IST-AGsuoyoudiandaolvchuanganqijunweisidianjipeizhi
，tigongkuanguangdeceliangfanweiyujijiadechangqiwendingxing。zaiceliangjiaodidiandaoderongyeshi，yekeyilinghuoqiehuanweiliangdianjijinxingceliang。biaozhundediandaolvchuanganqidianjichangshufugai0.44cm-1到0.86cm-1
，可以實現10uS到200mS的測量範圍
，溫度可以覆蓋-30℃到130℃。tongshiwomentigongduichuanganqidedingzhifuwu，congwaiguanchicun，daocailiaopeizhiyujiegouzucheng
，womenkeyiweiyonghushejibingshengchanchuzuitieheyingyongdechuanganqichanpin。liruweilejinyibujianxiaochuanganqichicun，LFS1107采用環狀電極的結構設計，在保證穩定且準確測量能力的前提下，進一步優化基板的空間利用率

，整支傳感器的尺寸僅有：11.3 x 7 x 0.63 mm (LxWxH)

 

 

IST-AG的電導率傳感器雖然具有特殊的外形結構
，但是它的測量原理與電路設計與傳統電導率傳感器無異（如圖5）。在4電dian極ji模mo式shi下xia，對dui外wai側ce的de激ji勵li電dian極ji施shi加jia交jiao流liu源yuan

，通tong過guo回hui路lu中zhong的de采cai樣yang電dian阻zu運yun算suan出chu電dian流liu的de峰feng峰feng值zhi，同tong時shi記ji錄lu居ju中zhong的de測ce量liang電dian極ji上shang的de電dian壓ya峰feng峰feng值zhi
，結jie合he電dian導dao池chi常chang數shuk與片上溫度信息即可準確計算出當前電導率；在2電(dian)極(ji)模(mo)式(shi)下(xia)，根(gen)據(ju)相(xiang)同(tong)的(de)方(fang)法(fa)記(ji)錄(lu)回(hui)路(lu)電(dian)流(liu)與(yu)電(dian)導(dao)池(chi)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)，結(jie)合(he)其(qi)他(ta)參(can)數(shu)信(xin)息(xi)即(ji)可(ke)得(de)到(dao)當(dang)前(qian)的(de)電(dian)導(dao)率(lv)。值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)施(shi)加(jia)在(zai)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)兩(liang)側(ce)的(de)交(jiao)流(liu)源(yuan)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)嚴(yan)格(ge)的(de)0V直流電壓，否則將損壞傳感器與被測液。

 

 

作者：IST應用工程師 李馳

 

 

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