常規(guī)電導(dǎo)率傳感器的測量原理是什么？

常規(guī)電導(dǎo)率傳感器的測量原理基于物質(zhì)導(dǎo)電能力與離子濃度的關(guān)系，核心是通過測量溶液中離子對電流的傳導(dǎo)能力來間接反映電導(dǎo)率（單位：S/m 或 μS/cm）。以下是其具體原理的詳細(xì)解析：

一、基本原理：歐姆定律的應(yīng)用

電導(dǎo)率（σ）是衡量物質(zhì)導(dǎo)電能力的物理量，計(jì)算公式為：
σ = G × (L/A)
其中：

G 為電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)，單位 S），即溶液傳導(dǎo)電流的能力；

L/A 為電極常數(shù)（單位 m?1），由電極的幾何形狀決定（L 為兩電極間距，A 為電極面積）。

傳感器通過測量溶液的電導(dǎo)（G），結(jié)合已知的電極常數(shù)（L/A），即可計(jì)算出電導(dǎo)率（σ）。

二、核心測量方式：電極法

常規(guī)電導(dǎo)率傳感器主要采用兩極式電極，其測量過程如下：

施加交變電壓：向浸入溶液的兩個(gè)電極施加低頻交變電壓（通常 100~1000Hz）。

采用交變電壓的目的：避免直流電導(dǎo)致電極發(fā)生電解反應(yīng)（如水中 H?、OH?放電產(chǎn)生氣泡），影響測量精度。

測量電流：溶液中的離子（如 Na?、Cl?等）在電場作用下定向移動(dòng)，形成電流。傳感器通過測量此時(shí)的電流大小，結(jié)合施加的電壓，根據(jù)歐姆定律（I=U/R）計(jì)算出溶液的電阻（R），進(jìn)而得到電導(dǎo)（G=1/R）。

計(jì)算電導(dǎo)率：根據(jù) σ = G × (L/A)，代入測量得到的電導(dǎo)（G）和電極常數(shù)（出廠前校準(zhǔn)確定），最終輸出電導(dǎo)率值。

三、關(guān)鍵影響因素

離子濃度：濃度越高，離子數(shù)量越多，電導(dǎo)率越大（但高濃度時(shí)可能因離子間相互作用，電導(dǎo)率增長變緩）。

溫度：大多數(shù)溶液的電導(dǎo)率隨溫度升高而增大（離子運(yùn)動(dòng)速率加快），因此傳感器通常內(nèi)置溫度探頭，通過補(bǔ)償算法將測量值修正為標(biāo)準(zhǔn)溫度（如 25℃）下的電導(dǎo)率。

電極污染：電極表面吸附雜質(zhì)（如有機(jī)物、沉淀）會(huì)增加接觸電阻，導(dǎo)致測量誤差，因此需定期清潔或校準(zhǔn)。

四、適用場景與局限性

適用場景：常用于水質(zhì)監(jiān)測（如飲用水、污水、泳池水）、化工生產(chǎn)中溶液濃度控制等。

局限性：對高純度水（如超純水，離子濃度極低）測量精度較低，需采用更靈敏的四電極法或電磁感應(yīng)法傳感器。

綜上，常規(guī)電導(dǎo)率傳感器通過測量溶液中離子的導(dǎo)電能力，間接反映其離子濃度，是一種基于電化學(xué)原理的經(jīng)典檢測技術(shù)。