电导率传感器技术是工程技术研究的一个重要领域。它通常用于人类生产和生活中评估液体的导电性。在生产和技术开发中，这是必备的检测和监控设备。电导率传感器用于测试和检测工业过程用水、人类饮用水、海洋特性和电池电解质质量

一电导率传感器的类型
根据不同的测量原理和方法，导电传感器可以分为电极型导电传感器、电感式导电传感器和超声波导电传感器。

电极型电导率传感器采用基于电解传导原理的电阻测量方法测量电导率，其电导率测量电极在测量过程中充当复杂的电化学系统；超声波电导率传感器是根据液体中超声波的变化来测量电导率的，前两者应用最为广泛。


二电极式电导率传感器
1.双电极电导率传感器技术的现状和特点





双电极电导率传感器的电导率池由一对施加恒定电压的电极组成。电导率池中液体电阻的变化导致测量电极的电流发生变化，这符合欧姆定律，并且使用电导率而不是电阻率。金属中的电导率用于代替液体中的电导率，即电导率和电导率用于表示液体的电导率并测量液体的电导率。
双电极电导率传感器的测量范围目前为020000S/cm，电池常数有不同的范围：电池常数为0.01/cm，测量范围为020S/cm；细胞常数为0.1/cm，测量范围为0.1-200μS/cm；细胞常数为1.0/cm，测量范围为10-2000μS/cm。

典型的电极电导率传感器的电极由两个平面电极组成，电极常数由电极的相对面积和距离决定。这种类型的电极具有简单的结构和生产方法，但存在诸如电力线的边缘效应以及难以计算面对电极的区域和电极间距等问题。标准溶液是浓度为0.0100mol/L的氯化钾标准溶液。当与导电单元原理和圆柱形电极相结合时，扁平电极得到了改进。点电极。金属丝电极、复合电极。并且开发了其他电极。

该电极型电导率传感器具有以下特点：1）结构简单，易于制造；2） 简单的后续处理电路，易于实现；3） 优异的测量精度和4）易于使用。

2.四电极电导率传感器技术的现状和特点




两个电流电极和两个电压电极组成四电极导电单元。电流电极与电压电极同轴，待测液体在测量过程中穿过两个电流电极之间的空间。电流电极的两端接收AC信号。电流在液体介质中产生电场，两个电压电极产生电压以保持两个电压极之间的恒定电压。液体电导率与流经两个电流电极的电流呈线性关系，

为了满足海洋研发的需要，中国海洋技术中心的李建国对开放式四电极电导率传感器进行了研发，并成功开发了一种用于海水电导率测量的四电极电导传感器，其性能指标符合国际标准。测量范围为065 mS/cm，测量精度为先进水平的0.007 mS/cm。

目前成熟的四电极电导率传感器的测量范围为0-2S/cm，不同的电池常数具有不同的测量范围。
以下是四电极电导率传感器的特性：1）电流电极与电压电极分离，由恒流源驱动，完全消除了极化阻抗的影响；2） 高灵敏度和抗污染能力；3） 第四，电极电导率池由于其超微观结构、巨大的导流空间和较低的距离，适合长期现场测量。

3.电极式电导率传感器的应用
带电极的电导率传感器经常用于制造、生活和军事应用：1）监测人类饮用水的质量；2） 监测工业用水的质量3）电池电解液密度监测；4） 生产电解氧气和氢气的设备5）海洋测量、海洋资源调查和海洋环境监测。

4.电极电导率传感器的关键技术
1） 消除电极极化效应
通常采用增加电源频率、用铂黑覆盖电极板、扩大电极板面积等方法来减少电极极化引起的测量偏差。

2） 消除电容效应
通常采用两种方法来降低电容效应和提高测量灵敏度：一种是提高液体电阻，这很难做到；另一种是增加频率并降低容抗。然而，频率增长会有一定的限制。低频通常用于高电阻，而高频通常用于低电阻。

3） 多电极导电电池的设计与制造
多电极导电电池中的每对电极必须保持紧密的对称性和与相邻电极的恒定距离。对电极基底处理提出了很大的要求。电极材料大多由高性能金属组成，而电极基体大多由高功能陶瓷材料制成。这两种材料的膨胀系数差异很大，这使得电极的烧结和封装具有挑战性。烧结和封装通常用具有中间温度系数的过渡材料来完成，尽管结果并不总是令人满意的。

5.电极电导率传感器的未来发展趋势
（1） 电极型电导率传感器的发展方向之一是多电极和微电极。由于电极极化，双电极电导率传感器的测量范围和精度非常有限。多电极系统电导率传感器在测量范围和精度方面达到了新的水平。经过多年的研发，一种具有四电极配置的电导率传感器已经成功制造并商业化。中国海洋技术中心一直在研制七电极电导率传感器，并在电极结构设计、烧结、封装等领域取得了重大进展。
（2） 为了实现电导率测量的自动化，提高电导率测量的适应性和测量精度，将电导率传感器与单片机技术和微系统技术相结合。
（3） 改善激励信号的形状提高了可以采用测量数据的精度和速度。
（4） 在电极数量有限的情况下，对激励序列进行优化，以获得尽可能相同电导率分布的最独立的测量数据。

6.电极材料的发展
由于电导率传感器的电导率电极非常专业，因此用于生产它的材料有一些限制：1）它具有良好的导电性；2） 由于电极和被测介质之间的化学或电化学反应，它会被腐蚀。电极表面需要电极的化学稳定性。
铂、不锈钢、铜、银等材料是常用的电极材料。铂是一种很好的电极材料，但它很贵。在实际应用中，通常使用不锈钢和金属铜作为电极材料。
随着材料科学的进步，导电陶瓷和钛合金等几种新型材料正被用于生产导电传感器电极，并取得了有希望的成果。


三电感式电导率传感器
1.电感式电导率传感器技术的现状和特点


为了检测电导率，感应电导率传感器采用电磁感应原理。在特定范围内，液体的电导率与感应电压/激励电压成比例，激励电压不受影响，电导率与感应压力成比例。
由于感应电导率传感器检测器不与待研究的液体直接接触，因此电极极化和污染不是问题。感应电导率传感器的概念表明，它只能用于测量具有高电导率的液体：测量范围为1000-20000 s/cm。
电感式电导率传感器的性能如下：1）具有优异的抗污染和耐腐蚀性能；2） 无电极极化或电容影响，因此可用于测试高导电性液体；3） 该结构基本且易于使用；4） 制造过程很简单。

2.电感式电导率传感器的应用
大多数感应电导率传感器用于测量和检测高电导率液体：1）海洋开发和研究，包括海水盐度测量和分析（深海温度、盐度和深度剖面签名）；2） 生活和工业废水质量3）在化学制造过程中，用于监测和分析单组分溶液的浓度；4） 它用于测量强酸和强碱的浓度。

3.电感式电导率传感器的关键技术
（1） 传感器探测器生产包
励磁线圈和感应线圈必须在同一轴线上对齐。为了提高测量精度，匝之间必须紧密间隔，并且匝之间必须有足够的屏蔽，以限制干扰耦合的产生。
（2） 励磁电压、频率
感应电导率传感器的灵敏度和线性度由激励电压和频率决定。实验用于基于传感器结构识别激励电压和频率等参数，从而使传感器能够实现最佳的灵敏度和线性度。
（3） 探测器小型化
电感式电导率传感器的检测是由一个线圈组成的。通过减小线圈的直径和匝数，使探测器小型化。如果线圈直径和匝数过小，传感器的灵敏度和测量范围将受到影响。

4.电感式电导率传感器的未来发展趋势
（1） 感应导电传感器的发展方向之一是传感器的小型化。由于材料加工和制备技术的进步，探测器和传感器现在可以小型化。
为了实现电导率测量的自动化，电感式电导率传感器与单片机和微系统技术集成在一起。通过使用这些技术可以获得激励信号的可控性，从而提高了测量精度和线性度。