兩電極式電導率傳感器的電極常數如何計算？

兩電極式電導率傳感器的電極常數（通常用符號 K 表示，單位為 cm?1）是衡量電極幾何特性的關鍵參數，直接影響電導率測量結果的準確性。其計算需結合電極的結構設計和實際校準，具體可分為理論計算和實際校準兩種方式：

一、理論計算公式

電極常數的核心是電極面積與電極間距的比值，公式為：K=AL
其中：

L：兩個電極之間的距離（單位：cm）；

A：單個電極與溶液接觸的有效面積（單位：cm2）。

二、理論計算的關鍵細節(jié)

電極間距（L）

指兩個電極表面之間的最短垂直距離（如平行板電極的板間距、圓柱電極的軸心距），需精確測量（通常用顯微鏡或激光測距儀）。

若電極形狀不規(guī)則（如針狀、網狀），需通過幾何建模推算等效間距。

有效面積（A）

僅計算電極與溶液直接接觸的部分（非引線或絕緣部分），例如：

平板電極：面積 = 長度 × 寬度（忽略邊緣效應時）；

圓柱電極：面積 = 圓周率 × 直徑 × 插入溶液的長度。

需扣除電極表面可能存在的絕緣涂層或縫隙，避免高估有效面積。

邊緣效應的影響

實際測量中，電極邊緣的電場分布不均勻（邊緣效應），會導致理論計算值與實際值存在偏差，因此理論值通常作為參考，需結合校準修正。

三、實際校準法（更常用，精度更高）

由于理論計算受邊緣效應、加工誤差等影響，實際應用中需通過標準溶液校準確定電極常數，步驟如下：

準備已知電導率的標準溶液

選用國家計量認證的標準溶液（如 0.01 mol/L KCl 溶液，25℃時電導率為 1413 μS/cm），根據傳感器測量范圍選擇合適濃度。

測量標準溶液的電導（G）

將傳感器浸入標準溶液，穩(wěn)定后讀取儀器顯示的電導值（G，單位：S 或 μS）。

計算電極常數

利用電導率公式反推：K=Gσ標準
其中：

σ標準 為標準溶液的已知電導率（μS/cm 或 S/cm）；

G 為傳感器測量的電導值（μS 或 S，注意單位統(tǒng)一）。

示例：若用 1413 μS/cm 的 KCl 溶液測得電導為 141.3 μS，則 K=1413/141.3=10cm?1。

四、電極常數的常見范圍

根據應用場景，電極常數通常分為以下幾類（通過設計 L 和 A 實現）：

低常數（0.01~0.1 cm?1）：適用于高電導率溶液（如濃鹽水、電解液）；

中常數（0.5~1 cm?1）：適用于中等電導率溶液（如自來水、地表水）；

高常數（10~50 cm?1）：適用于低電導率溶液（如純水、超純水）。

總結

電極常數的理論計算基于幾何參數（K=L/A），但實際中必須通過標準溶液校準才能獲得準確值。校準后的電極常數需定期驗證（如每 3~6 個月），尤其在電極污染、腐蝕或拆裝后，需重新校準以保證測量精度。