一體化電導(dǎo)率儀測(cè)量溶液電導(dǎo)率的原理主要基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以下是其詳細(xì)的測(cè)量原理和工作過(guò)程：
一、基本測(cè)量原理
1、電導(dǎo)率與電阻率的關(guān)系
電導(dǎo)率（σ）是溶液傳導(dǎo)電流能力的一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)，它與電阻率（ρ）呈倒數(shù)關(guān)系，即σ=1/ρ。電阻率的定義為導(dǎo)體兩端的電壓（U）與其通過(guò)的電流（I）的比值，即ρ=U/I。所以，電導(dǎo)率的計(jì)算公式為σ=I/U。
對(duì)于均勻截面的導(dǎo)體（在電導(dǎo)率儀的測(cè)量情境下，可類比考慮溶液），其電阻R與長(zhǎng)度（L）、截面積（A）以及電阻率有關(guān)，根據(jù)公式R=ρ×（L/A）可知，當(dāng)電阻率一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比，與截面積成反比。
2、電極法測(cè)量原理
電極結(jié)構(gòu)與電場(chǎng)分布：一體化電導(dǎo)率儀通常采用兩個(gè)平行的電極，它們浸入待測(cè)溶液中。當(dāng)在兩個(gè)電極之間施加一個(gè)交流電壓時(shí)，會(huì)在電極之間形成一個(gè)電場(chǎng)。溶液中的離子在電場(chǎng)力的作用下會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，正離子向負(fù)極移動(dòng)，負(fù)離子向正極移動(dòng)，從而形成電流。
測(cè)量電流與電導(dǎo)率的關(guān)系：根據(jù)前面提到的電導(dǎo)率定義，在已知電極間距（類似于導(dǎo)體的長(zhǎng)度L）、電極面積（類似于導(dǎo)體的截面積A）以及施加電壓（U）的情況下，通過(guò)測(cè)量流過(guò)電極之間的電流（I），就可以利用公式σ=I/U計(jì)算出溶液的電導(dǎo)率。
二、具體工作過(guò)程
1、電極激勵(lì)與信號(hào)產(chǎn)生
一體化電導(dǎo)率儀內(nèi)部的電子電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交流電源，這個(gè)電源連接到兩個(gè)電極上，作為激勵(lì)信號(hào)。交流電源的頻率通常是固定的，一般在數(shù)百赫茲到數(shù)兆赫茲之間。選擇交流電源是為了避免電極表面發(fā)生電解反應(yīng)，因?yàn)橹绷麟娫纯赡軙?huì)導(dǎo)致電極表面的化學(xué)反應(yīng)，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2、電流測(cè)量與信號(hào)轉(zhuǎn)換
當(dāng)交流電壓施加到電極上后，溶液中的離子開始移動(dòng)，形成電流。儀器內(nèi)部的電流檢測(cè)電路會(huì)測(cè)量流過(guò)電極之間的電流大小。這個(gè)電流信號(hào)通常是一個(gè)很小的模擬信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)放大和轉(zhuǎn)換處理。
信號(hào)放大是通過(guò)前置放大器實(shí)現(xiàn)的，它將微弱的電流信號(hào)放大到一個(gè)可以識(shí)別和處理的范圍。然后，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便后續(xù)的處理和顯示。
3、溫度補(bǔ)償與計(jì)算
由于溶液的電導(dǎo)率與溫度密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，溫度升高，溶液的電導(dǎo)率也會(huì)增加。為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，一體化電導(dǎo)率儀通常會(huì)配備溫度傳感器，用于測(cè)量溶液的溫度。
根據(jù)不同溶液的溫度特性，儀器內(nèi)部存儲(chǔ)有相應(yīng)的溫度補(bǔ)償算法。在測(cè)量過(guò)程中，溫度傳感器測(cè)得的溶液溫度會(huì)被送到微處理器中，微處理器按照預(yù)設(shè)的溫度補(bǔ)償公式對(duì)測(cè)量得到的電導(dǎo)率值進(jìn)行修正，從而得到校正到標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常是25℃）下的電導(dǎo)率值。 |
