电导率传感器技术

电导率是衡量物质导电能力的指标。它受介质中自由离子（盐、酸、碱）的数量以及介质温度的影响：自由离子越多，电导率越高。电导率传感器通常由两块与介质接触的金属板组成。如果将两根电极浸入导电液体中，并对这两根电极施加电压，就会产生电流。

带正电荷的离子（阳离子）向负极移动，而带负电荷的离子（阴离子）则向正极移动。介质中的自由离子越多，介质的电导率越高， 电流就越大。

电导率传感器所采用的技术因设计而异，主要分为电导式和电感式两大类。

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LDL100电导率传感器

与其他直接进行测量的电导率传感器一样，LDL100 具有两个金属电极。我们设计上的区别在于：传感器外壳和金属管道作为第一电极，而传感器的金属端头则作为第二电极。

在传感器端头与外壳螺纹连接处施加电压并测量电流。

注：鉴于其电极的设计，LDL传感器不建议在塑料管道中使用。

LDL101和LDL3x1电导率传感器

与将外壳用作第二电极的LDL100不同，这两款传感器采用两个套叠在一起的环形电极。在内电极与外电极之间施加电压，并测量该处的电流。

与LDL100相比，LDL101和LDL3x1型号的一个显著区别是采用了固定的单元常数。借助内置软件，可以映射不同的单元常数，从而在整个测量范围内始终能保持最佳分辨率。这意味着单个传感器即可完成原本需要其他不同型号传感器才能实现的功能。

电感式电导率传感器由两个金属线圈组成，这些线圈用导线绕制而成，并封装在塑料外壳内（ifm 通常采用 PEEK 或聚丙烯作为外壳材料）。第一个线圈（发射线圈）会在液体中产生电压，依靠介质的导电性产生交流电。后者会在第二个线圈（接收线圈）中产生一个与介质电导率成正比的交变磁场。

电感式电导率测量具有以下几个优点：

• 塑料端头保证了极强的耐腐蚀性。
• 介质中固体颗粒的影响可忽略不计，只要其不堵塞测量通道。

你知道吗？(LDL2)

注塑成型、较长的PEEK端头的一个常见问题是容易断裂，这是由于温度和压力波动造成的应力所致，这种情况在CIP应用中尤为常见。
ifm的端头采用整体车削工艺制成，使得PEEK材料能够随温度变化均匀膨胀，从而使压力沿轴线分布得更加均匀，避免了潜在的应力点，由此保证了设备的一般可用性。

物质的电导率受温度影响尤为明显──约为1%至5%每°C。所有电导率传感器均内置温度测量功能，以补偿介质中的温度变化。

该图旨在展示温度补偿后与温度未补偿的电导率之间的差异。未进行温度补偿时（蓝线），电导率会随温度升高或降低，也就是说即使介质保持不变，电导率也不再保持恒定。而采用温度补偿后（橙线），则能获得恒定且可重复的测量结果。这使得不同时间测得的数值具有可比性。有关温度补偿及调整方法的更多信息，请参阅校准章节。

每个ifm 电导率传感器均免费提供一份工厂证书。该证书直接在生产过程中生成，并配有序列号。传感器会经过多个校准工位，每个工位均设有不同的温度和电导率条件。在最终校准阶段，传感器会与参考传感器进行比对。所有这些信息均可从工厂证书中查阅。
工厂证书可从我们的官网免费下载。下载前请提前准备好传感器序列号以便输入。

现场校准

ifm 传感器在交付给您时即已准备就绪，可直接使用。不过，您仍可在现场根据具体介质或参考温度对传感器进行调节。为此，可设置“校准增益 – CGA”和“温度补偿 – T.cmp”这两个参数，以便将传感器调节至已知的参考介质。

校准增益 [CGA]：将传感器的测量曲线与参考介质的已知值进行对齐。可设置的范围为 80% 至 120%。计算时将已知值除以测量值即可。

温度补偿 [T.cmp]：温度偏离参考温度（通常为 25 °C）时，导致电导率发生变化的程度。

• 补偿值可在 0 至 5 %/K 之间自由设定。
• 温度补偿值既可从介质的数据表中查阅（对于水基介质，标准值为 2%），也可通过在两个温度下测量同一介质，利用直线方程计算得出。

调整 CGA 和 T.cmp 参数固然能提高精度，但在大多数情况下并非必要。

ISO 校准与再校准

为确保长期可靠的测量结果，ifm 提供电导率传感器的校准与再校准服务。电导率传感器的对比测量是使用具有已知电导率值的标准溶液进行的。在对比测量时，将受测设备浸入标准溶液中，记录实际值与目标值之间的偏差。据此，可以采取相应措施来校正偏差，从而确保测量精度。