详情介绍
| 品牌 | IFM/德国易福门 | 应用领域 | 食品/农产品,化工,石油,制药/生物制药,电气 |
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一、核心工作原理:电导法
1.
基本概念:溶液的电导率(G)是电阻(R)的倒数。即: G = 1/R。2.
传感器结构:传感器通常有两个或四个金属电极。当在电极上施加一个交流电压时,溶液中的离子会定向移动,从而形成电流。 3.
测量过程:传感器测量的是在两个电极之间溶液的电阻。溶液的离子浓度越高,其电阻越小,电导率就越大。
二、关键技术与类型
1. 接触式电导率传感器
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二电极式: ∙
结构:有两个电极。 ∙
优点:结构简单,成本低。 ∙
缺点:易受电极极化和电缆电阻影响,测量范围较窄,精度相对较低。常用于便携式仪表和一般水质检测。 ∙
四电极式: ∙
结构:有两对电极——一对驱动电极(施加电流)和一对检测电极(测量电压)。 ∙
优点:有效消除了电极极化和电缆电阻的影响,测量范围更宽,精度和稳定性更高。适用于高电导率溶液或恶劣工况,如污水、强酸强碱等。 ∙
缺点:结构和电路更复杂,价格更高。 ∙
电磁感应式(无电极式) ∙
结构:没有直接接触溶液的电极,而是由两个磁芯线圈组成,一个为驱动线圈,一个为检测线圈,溶液在一个环形通道(测量室)中流过。 ∙
工作原理:驱动线圈通交流电产生交变磁场,在溶液回路中感应出电流。该电流大小与溶液电导率成正比,检测线圈会感应到这个电流产生的磁场并输出信号。 ∙
优点:杜绝了电极污染、腐蚀和极化问题,极其耐用。特别适用于高电导率、高腐蚀性或易结垢的溶液,如海水、浓酸、浆料等。 ∙
缺点:对低电导率溶液不敏感,测量精度相对接触式略低,且传感器体积通常较大。
三、主要应用领域
1.
水质监测 ∙
饮用水/自来水:监测总溶解固体(TDS)含量,确保水质安全。 ∙
污水处理:监控处理过程的各个阶段。 ∙
环境监测:河流、湖泊、海洋的盐度变化和污染情况。 ∙
水产养殖:维持适宜的水体盐度。 2.
工业过程控制 ∙
制药和生物技术:监控纯水(WFI/RO水)的纯度,以及发酵、层析等生物过程的离子浓度变化。 ∙
食品和饮料:控制浓度、糖度、盐度,如果汁浓缩、牛奶加工。 ∙
化工:监测反应过程中离子浓度的变化,控制产品浓度。 ∙
锅炉水/冷却水:监测水质以防止结垢和腐蚀。 3.
科学研究 ∙
化学、生物学、环境科学等实验室中的常规分析。 4.
其他 ∙
海水淡化、游泳池水处理、农业水培等。
四、重要参数与选型要点
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测量范围:你需要测量的电导率大概是多少?从超纯水(µS/cm级)到浓酸(数百mS/cm级),范围差异巨大,需要选择对应量程的传感器。 ∙
精度和稳定性:应用场景对精度要求高吗?四电极式和电磁感应式通常更稳定。 ∙
介质兼容性:传感器的接液部件材质(如电极材料、壳体材质)必须能耐受被测液体的化学腐蚀(如酸碱、有机溶剂)。常用材质有316不锈钢、钛、哈氏合金、石墨、聚四氟乙烯(PTFE)等。 ∙
温度补偿:电导率受温度影响很大(温度升高,电导率增大)。几乎所有传感器都内置温度探头(PT1000或NTC等),用于自动将测量值补偿到标准温度(通常是25°C)下的值。 ∙
安装方式:需要浸入式安装、管道安装(螺纹/法兰)、还是流通式安装? ∙
维护需求:接触式传感器需要定期清洁电极以防止结垢,而无电极式维护需求较低。
五、优点与局限性总结
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响应快速,可实时监测。 ∙
测量原理简单可靠。 ∙
设备成本从低到高,选择多样。
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非特异性测量:只能测量总离子浓度,无法区分是哪种离子。如果需要分析具体离子成分,需与其他传感器(如pH、离子选择性电极)联用或使用色谱等仪器。 ∙
易受污染:接触式传感器的电极表面污染会严重影响读数。 ∙
温度依赖性:必须进行温度补偿。
总结
电导率传感器是一种基础而强大的分析工具,是工业和环境监测的“眼睛"。理解其工作原理、不同类型的特点以及应用场景,对于正确选择和使用它至关重要。从简单的便携笔到复杂的工业过程传感器,它们都在默默地确保着水质安全和生产流程的稳定。
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