电导率传感器/电阻率传感器

什么是电导率？

导电性是衡量物质携带电流的能力。 

什么是电阻率？

电阻率为电导率的倒数。 电阻率是本质属性，用于对某个材料阻挡电流的强度进行定量。

为什么测量电导率？

电导率测量已有多年历史，如今仍然是一个广为使用的重要分析参数。 这是一个简单、方便经济的方式，可用来表示所测量介质的纯度，通常为水（电导率读数越高，水中溶解离子的浓度越高）。 高度可靠、高灵敏度、快速响应和成本相对较低使电导率成为有效、易用的质量控制工具。 在某些应用中，纯度测量为电阻率（电导率的倒数）。

电导率传感器测量什么？

电导率传感器测量溶液的导电性能。 溶液中的离子使溶液具有导电性： 离子浓度越高，则电导率越高。 您可以了解梅特勒-托利多电导率传感器的更多信息：

• 2/4-电极电导率传感器
• 感应式电导率传感器
• 电导率/电阻率传感器

电导率传感器的测量原理是什么？

电导率电极由一对带电的电极组成。 电导率传感器测量以下电流并计算电导率。

在什么装置中测量电导率？

按siemens/cm（S/cm）测量电导率。 1 S/cm的电导率相当高，因此绝大多数电导率测量采用mS/cm（千分之一S/cm）或μS/cm（百万分之一 S/cm）。

共有多少种电导率传感器？

有三种技术类型的电导率电极用于测量过程电导率：

• 2-电极电导率传感器
• 4-电极电导率传感器
• 感应式电导率传感器

2-电极电导率仪的工作原理是怎样的？

传统型2-电极电导率仪由两个平行板构成。 两个电极均采用交流电压，可测量它们之间的电阻。 2-电极电导率仪用于水处理和纯化阶段，可检测到超纯水中极小的杂质含量。

4-电极电导率仪的工作原理是怎样的？

4-电极电导率仪增加了一对驱动电极。 外电极是采用交流电的电流电极； 它们的工作方式与2-电极电导率仪相同。 内部测量电极被置于电流电极的电场内，使用高阻抗放大器测量电压。 电路能够准确地测量通过外部电极与溶液的电流。 如果内部电极的电压与电流已知，则可计算电阻与电导。 4-电极电导率传感器的优点在于：内部电极可以测量微乎其微的电流信号。 因此，不会出现极化效应影响测量。 另外，4-电极电导率传感器不容易因电极结垢出现测量误差。 4-电极传感器用于中到高量程。

感应式电导率电极的工作原理是怎样的？

梅特勒-托利多感应式电导率电极的结构类似于一对变压器线圈，其中待测量的溶液为变压器铁芯。 并联的两个线圈平行紧凑且相互绝缘，安装在环状的聚合物内浸入溶液测量。 这时没有金属材质的电极和溶液接触。 一个线圈施加交流电，第二个线圈感应产生电流信号，该电流的大小和溶液的电导率相关。 电极常数由孔径等因素决定。 电感式电导率传感器测量中到非常高的电导率量程，尤其可以预防结垢。  因为它是非接触型的，所以非常适用于化学（腐蚀性）应用，即金属介质可能被介质损坏的情况。

什么是电极常数？

电极常数指的是2-电极和4-电极电导率传感器中电极间距与电极面积的比例。 电极常数越小，电极测量介质中的电导率变化时越精确。 但是，电极常数小会降低传感器的测量量程。 准确的电导率测试需要准确测量电极常数，这由校准决定。 对于梅特勒-托利多传感器，电极常数会精确测量，并在每个传感器的质量证书上记录。 校准溶液可以追溯到美国国家标准技术研究院（NIST）。

您如何校准电导率传感器？

可以在已知电导率的溶液中校准梅特勒-托利多电导率传感器（如同在已知pH的溶液中校准pH传感器）。 或者，也可以使用包含一系列非常精密电阻器校准电导率系统。

何时需要进行电导率传感器校准或检定？

一般来说，电极常数不会发生更改; 但是，如果传感元件在某种程度上发生了变化（例如传感器的电极或绝缘器的固体沉积或其他结垢，由于腐蚀损失电极材料等），电极常数则会变化。 梅特勒-托利多所有电导率传感器出厂前都进行过校准，电极常数也经过了精确测定。 因此一般不需要校准。 但是，建议每年进行一次传感器验证，或在必要时进行校准调节。 检定或校准的频率很大程度上取决于应用或者工厂标准操作程序要求。

温度会影响电导率测量吗？

电导率受温度的影响很大。 当样品的温度升高时，样品的粘度会下降，从而导致离子的移动性提高。 因此，即使离子浓度有可能保持恒定，但是检测到的样品电导率也会上升。

作为最佳实践，必须对每一个电导率结果指定温度或者进行温度补偿，通常补偿至行业标准温度（即：25 °C）。 因为温度也取决于不同的样品，所以必须仔细选择恰当的温度补偿算法。