什么是电导率传感器，电导率传感器有什么特点？

什么是电导率传感器？

电导率传感器技术是工程技术研究的一个非常重要的领域，用于测量液体的电导率，广泛用于人类的生产和生活。生产和技术开发中不可缺少的检测和监测装置。电导率传感器主要用于测量和检测工业用水、人类家庭用水、海水特性和电池电解质特性。

电导率传感器种类

根据各种原理和测量方法，电导率传感器可分为电极型电导率传感器、感应电导率传感器和超声波电导率传感器。

电极式电导率传感器，使用电阻测定法按照电解传导的原理测定导电率，其导电率测定电极，在测定过程中作为复杂的电化学系统工作。超声波电导率传感器根据液体中超声波的变化来测量导电率。前两个传感器使用最广泛。

电极式电导率传感器

1.2电极电导率传感器技术的现状与特性



2电极电导率传感器的导电率单元由1对电极构成。电极被施加了恒定电压。改变导电率单元内液体的电阻时，测量电极的电流会发生变化，符合欧姆定律。电导率将被金属电导率所取代。也就是说，电导率和电导率用来表示液体的电导率，以实现对液体电导率的测量。

目前，双电极电导率传感器测定范围为0～20000μS/cm，如果单元格常数不同，则范围也不同。单元常数为0.01/cm，范围测定范围为0～20μS/cm。单元常数为0.1/cm，测量范围为0.1-200μS/cm，晶胞常数1.0/cm，测量范围10-20000μS/cm。

传统的电极型电导率传感器的电极由一对平坦的电极构成，电极常数由面的面积和电极的距离决定。这种电极的结构和制造工序都很简单，但存在电力线的边缘效应、面向电极的面积和电极间隔的决定困难等问题。氯化钾标准液0.0100 mol/L。通过与导电率单元的原理组合，平面电极被改良，圆筒形电极，点电极，线电极，复合电极等被改良。正在开发。

电极式电导率传感器的特征如下。1）结构简单，制造方便。2）简单的后处理电路和简单的实现。3）高测量精度。4）使用方便。

2.4电极电导率传感器技术的状况和特性



4电极导电率单元由2个电流电极和2个电压电极构成。电压电极和电流电极同轴。在测量过程中，测量的液体通过两个电流电极之间的间隙。交流信号适用。通过电流电极的两端和电流，在液体介质上建立电场，两个电压电极感应电压，使两个电压电极之间的电压保持一定。流过两个电流电极的电流与液体的导电率呈线性关系。

为了满足海洋研究开发的需要，中国国立海洋技术中心的李建国，实施了开放式4电极电导率传感器的研究开发，成功开发了海水导电率测定用的4电极电导率传感器。性能指数达到国际标准。高级：测量范围为0〜65mS/cm。测量精度为±O。007mS/cm。

现在成熟的4电极电导率传感器的测量范围为0～2S/cm，如果单元常数不同，测量范围也不同。

4电极电导率传感器具有以下特征。1）电流电极与电压电极分离，电流电极由恒流源供电，可有效避免偏置阻抗的影响。2）高灵敏度和强污染防治能力。3）4电极导电率电池具有超细结构、较大的引线空间和短距离，适合长时间现场测量。

3.电极型电导率传感器的应用

电极型电导率传感器广泛用于生产、生活和军事领域。1）饮用水水质监测。2）工业用水质监测。3）电池电解质密度监测。4）电解氧及氢发生装置5）海洋测量、海洋资源调查、海洋环境监测。

4.电极电导率传感器的主要技术

1）电极极化效应的排除

为了降低电极偏压引起的测量偏差，一般采用提高电源频率、用铂黑涂层电极板、增大板的表面等方法。

2）消除容量效应

为了消除电容的影响，提高测量的灵敏度，一般采用两种方法。另一种是提高频率以减少电容性电抗。但是，提高频率有一定的限制。一般来说，低频用于高阻，高频用于低阻。

3）多电极导电率电池的设计与制造

多电极导电率单元需要各对电极，以保持严密的对称性和与其他电极的一定距离，对电极基座的处理提出了很高的要求。电极基部以高性能陶瓷材料为主要成分，电极材料以高性能金属材料为主要成分，因此膨胀系数有很大差异，电极的烧结、填充很困难。通常，烧结和封装使用中间温度系数的过渡材料，但效果不太令人满意。

5.电极电导率传感器今后的开发动向

1）多电极及微电极是电极型电导率传感器的开发轴之一。由于电极极化的存在，2电极电导率传感器的测量范围和测量精度受到很大限制。多电极系统电导率传感器在测量范围和测量精度上取得了飞跃性的进步。经过多年的研究开发，成功开发了4电极结构的电导率传感器和商品化。中国国立海洋技术中心实施了7电极电导率传感器的研究开发，在电极结构的设计、烧结、封装等方面取得了一些成果。

2）将电导率传感器与单片机技术和微系统技术相结合，将电导率传感器与单片机技术和微系统技术相结合，实现电导率测量的自动化，提高电导率的适应性和测量精度。

3）优化激励信号的形状，使测量数据更准确、更迅速地采用。

4）如果电极的数量受到限制，则优化激发序列以获得相同导电率分布下尽可能最独立的测量数据。

6.电极材料的开发

根据电导率传感器导电率电极的特异性，电极的制造使用的材料有特定的必要条件。1）良好的电导率。2）电极与测量介质之间的化学或电化学反应会腐蚀。电极表面必须具有稳定的化学性质。

通常使用的电极材料有铂、不锈钢、铜、银等。白金是一种优秀的电极材料，但价格昂贵，在实际用途中，不锈钢和金属铜通常被用作电极材料。

随着材料科学的发展和进步，一些新材料被用来处理导电传感器的电极，如导电陶瓷、钛合金等，并取得了良好的结果。

感应电导率传感器

1.感应电导率传感器技术的状况和特性



感应电导率传感器使用电磁感应原理测量电导率。液体的导电率与特定范围内的感应电压/激励电压成正比，激励电压不变，导电率与感应电压成正比。

感应电导率传感器的检测器与测量的液体没有直接接触，因此没有电极极化或电极污染的问题。根据感应电导率传感器的原理，这种类型的传感器只适合于导电率高的液体的测量。测量范围为1000〜2000000μS/cm。

感应电导率传感器具有以下特性：。1）强力的耐污染性和耐腐蚀性。2）不受极化和电极电容的影响，可用于高导电率的液体测量。3）结构简单，操作简单。4）生产工艺简单。

2.感应电导率传感器的应用

感应电导率传感器主要用于测量和检测高电导率液体。1）海洋开发与研究，海水盐分浓度的测定与分析（温度、盐分、深海深度分布的标志）。2）生活排水、工业排水质量3）化学品生产工艺中单组分溶液浓度的监测与分析。4）用于强酸、强碱的浓度测定。

3.感应电导率传感器的主要技术

1）传感器检测器制造封装

激励线圈和感应线圈必须严格地配置在同一轴上。为了提高测量精度，必须密集放置匝道，在匝道之间设置适当的屏蔽，以减少产生的寄生耦合。

2）激励电压、频率

激励电压和频率决定感应电导率传感器的灵敏度和线性。根据传感器结构的确定，通过实验确定电压和激励频率等参数，传感器可以实现最高的灵敏度和线性。

3）检测器的小型化

感应电导率传感器的检测由线圈构成。检测器的小型化在于减小线圈的直径，减少卷数。线圈直径太小，卷数太小的话，会影响传感器的灵敏度和测量范围。

4.感应电导率传感器今后的开发动向

1）传感器的小型化是感应电导率传感器开发的轴心之一。随着材料加工和制备技术的发展，检测器，因此传感器的小型化成为可能。

2）感应电导率传感器结合单片机微机及微系统技术，实现电导率测量的自动化。通过采用这些技术，实现了激励信号的可控性，提高了测量的精度和线性。

由于导电率测量技术的开发，电导率传感器从原来的感应性和2电极电导率传感器变更为多电极和微电极电导率传感器。成为电导率传感器的开发方向，结合单片机、微系统和其他技术，实现电导率测量的自动化和精度。