一體化電導率儀測量溶液電導率的原理主要基于電磁感應現(xiàn)象，以下是其詳細的測量原理和工作過程：
一、基本測量原理
1、電導率與電阻率的關(guān)系
電導率（σ）是溶液傳導電流能力的一個度量標準，它與電阻率（ρ）呈倒數(shù)關(guān)系，即σ=1/ρ。電阻率的定義為導體兩端的電壓（U）與其通過的電流（I）的比值，即ρ=U/I。所以，電導率的計算公式為σ=I/U。
對于均勻截面的導體（在電導率儀的測量情境下，可類比考慮溶液），其電阻R與長度（L）、截面積（A）以及電阻率有關(guān)，根據(jù)公式R=ρ×（L/A）可知，當電阻率一定時，導體的電阻與長度成正比，與截面積成反比。
2、電極法測量原理
電極結(jié)構(gòu)與電場分布：一體化電導率儀通常采用兩個平行的電極，它們浸入待測溶液中。當在兩個電極之間施加一個交流電壓時，會在電極之間形成一個電場。溶液中的離子在電場力的作用下會發(fā)生定向移動，正離子向負極移動，負離子向正極移動，從而形成電流。
測量電流與電導率的關(guān)系：根據(jù)前面提到的電導率定義，在已知電極間距（類似于導體的長度L）、電極面積（類似于導體的截面積A）以及施加電壓（U）的情況下，通過測量流過電極之間的電流（I），就可以利用公式σ=I/U計算出溶液的電導率。
二、具體工作過程
1、電極激勵與信號產(chǎn)生
一體化電導率儀內(nèi)部的電子電路會產(chǎn)生一個交流電源，這個電源連接到兩個電極上，作為激勵信號。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，因為直流電源可能會導致電極表面的化學反應，影響測量的準確性。
2、電流測量與信號轉(zhuǎn)換
當交流電壓施加到電極上后，溶液中的離子開始移動，形成電流。儀器內(nèi)部的電流檢測電路會測量流過電極之間的電流大小。這個電流信號通常是一個很小的模擬信號，需要經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換處理。
信號放大是通過前置放大器實現(xiàn)的，它將微弱的電流信號放大到一個可以識別和處理的范圍。然后，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便后續(xù)的處理和顯示。
3、溫度補償與計算
由于溶液的電導率與溫度密切相關(guān)，一般來說，溫度升高，溶液的電導率也會增加。為了保證測量結(jié)果的準確性，一體化電導率儀通常會配備溫度傳感器，用于測量溶液的溫度。
根據(jù)不同溶液的溫度特性，儀器內(nèi)部存儲有相應的溫度補償算法。在測量過程中，溫度傳感器測得的溶液溫度會被送到微處理器中，微處理器按照預設(shè)的溫度補償公式對測量得到的電導率值進行修正，從而得到校正到標準溫度（通常是25℃）下的電導率值。 |
