一种四电极电导率传感器的研制.pdf

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1、2013年第32卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)105一种四电极电导率传感器的研制李学胜，卢欣春，罗孝兵，刘冠军，王军涛，袁颖华(国网电力科学研究院南京南瑞集团公司，江苏南京210003)摘要：设计了一种四电极电导率传感器，介绍了该电导率传感器的测量原理、结构形式、测量电路及制作工艺，并阐述了探头制作材料的选取过程。通过对其进行性能实验，验证此仪器具有测量精度高、性能稳定等特点，并且此传感器还具有使用寿命长、测量范围广、价格便宜、实现了远距离自动化测量等优点，特别适用于水环境监测和水质污染控制等领域中。关键词：四电

2、极；电导率传感器；温度补偿；水质监测中图分类号：TH832文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)02-0105-03Researchandfabricationofafour·electrodeconductivitysensorLIXue-sheng，LUXin-chun，LU0Xiao-bing，LIUGuan-jun，WANGJun-tao，YUANYing·hua(NARIGroupCorporationofNanjing，StateGridElectricPowerResearchInstitute，Nanjing210003，China)Abstrac

3、t：Afour-electrodeconductivitysensorisdesigned，themeasuringprinciple，structureform，measuringcircuitandfabricationtechnologyoftheconductivitysensorareintroduced，andtheselectionprocessofmaterialsforprobefabricationisformulized．Throughperformancetest，itisverifiedthatthisinstrumenthasadvantagesofh

4、ighmeasuringprecision，stableperformance，longlife，widemeasuringrange，lowprice，an&remoteautomaticmeasurement，itisespeciallysuitableforthefieldsofwaterenvironmentmonitoringandwaterquanlitypollutioncontro1．Keywords：four—electrode；conductivitysensor；temperaturecompensation；waterqualitymonitoring0引

5、言1四电极电导率传感器的设计与制作电导率传感器作为测量水溶液电导率的重要手段，被1．1四电极电导率传感器的结构与测量原理广泛应用于环境水质监测、电子工业用水水质评定、木材烘四电极探头结构如图1所示。它是由2对电极构成。干、粮食水份检测等技术领域。电导率的测量方法主要有电流电极为圆柱形，相向固定于支架的两平行绝缘壁面上，感应式和电极式2种，电极式电导率传感器以其具有结构测量时在其两端施加一交流信号并通过电流，在溶液中建尺寸小、测量电路简单、工作稳定可靠、成本低、能较好地消立电场，以消除极化作用的影响，此时被测溶液可等效为纯除电极极化效应等优点而得以快速发展。电阻；电压电极为圆环形，

6、分别与电流电极精确同轴，用来目前，国外一些技术先进国家已相继开发出了具有高感应由电流电极产生的电压。通过反馈电路控制电流电极技术水平的四电极、六电极、七电极、八电极电导率传感间的交变电流，使电流维持恒定，当溶液的电导率发生器J。国内的电极式电导率传感器一般都为二电极、三电变化时，电压电极两端的电压相应发生变化。电压电极极，远远落后于国际水平。近年来，四电极法测量电导率技回路的电压对应于被测溶液的电导率存在某种对应关系，术发展迅速，但国内开发四电极电导率仪的公司较少，用户根据这种关系可通过测量电压电极回路的电压来求得溶液使用的电导率仪主要是美国哈希公司、意大利HANNA公的电导率，

7、即有司等国外产品，而且国外的产品价格过高。KIc本文设计的四电极式电导率传感，具有测量精度高、测rLK’量范围广、电导池稳定、使用寿命长、价格便宜等特点，并且式中c为电导率；为电导池常数；R为电导池的阻抗；具有很好的冲水性，提高了抗污染和抗生物附着的能力，特别适用于水环境监测、水质控制、海洋水文、化工等领域中。为通过电流电极的恒定电流；为两端电压降。收稿日期：2012-07-26106传感器与微系统第32卷A激励信号幅度，激励信号电流流过校准电阻和电导池；MCU脂先后选择校准电阻