液體電阻率測試儀是一種用于精確測量液體電阻率的專用儀器,廣泛應用于石油、化工、電力、環保、制藥及食品等多個行業。其核心功能是通過測量液體在電場作用下的導電性能,推算出液體的電阻率值,從而評估液體的純度、離子濃度或電氣絕緣性能。
液體電阻率測試儀通常采用平行電極結構,將待測液體置于兩電極之間。施加直流電壓后,通過測量電極間的電流強度,結合電極間距、截面積等參數,利用歐姆定律計算液體的電阻率。部分高d型號還支持交流電場測量,以消除極化效應,提升測量精度。
液體電阻率測試儀的主要組成部分:
1、電導池/測量池(Conductivity Cell/Measurement Cell)
這是儀器最核心的傳感部件,直接與被測液體接觸,負責建立測量電場。
池體(Cell Body):
通常由化學惰性、高絕緣性的材料制成,如石英玻璃、特種塑料(PTFE、PFA)、陶瓷或硼硅酸鹽玻璃。
設計有液體容納腔室,可注入或流通待測液體。
電極(Electrodes):
內置于池體中,與液體直接接觸。常見的類型有:
雙電極式:結構簡單,適用于高電導率液體測量,但易受電極極化影響。
四電極式(或稱電導電極):更先進,能有效消除電極極化和接觸電阻的影響,測量精度高,尤其適用于低電導率(高電阻率)液體(如超純水)。
電極材質:常用鉑(Platinum),因其化學穩定性好、催化活性高。鉑電極表面常進行鉑黑處理(電鍍一層疏松的鉑黑),以增大有效表面積,減少極化效應,提高測量靈敏度和穩定性。
電極常數(Cell Constant,K):
這是一個關鍵參數,定義為電極間距離(d)與電極有效面積(A)的比值(K=d/A,單位:cm?¹)。
常見電極常數有:0.1 cm?¹(用于低電導率)、1.0 cm?¹(通用型)、10 cm?¹(用于高電導率)。
儀器會根據所用電極的標定常數自動修正測量結果。
2、測量主機(Main Unit/Meter)
這是儀器的“大腦”,負責信號處理、計算和結果顯示。
交流信號發生器:
向電極施加一個已知頻率和電壓的交流信號(通常為正弦波,頻率范圍1kHz-3kHz)。使用交流電是為了避免直流電導致的電極電解和極化。
電流/電壓檢測電路:
測量流過液體的電流或電極間的電壓降。
對于四電極系統,外側電極通電流,內側電極測電壓,原理類似四探針法。
阻抗/電導計算單元:
根據歐姆定律(R=V/I)計算出液體的電阻(R)。
結合預設的電極常數(K),計算出電導率(σ=K/R)或電阻率(ρ=R/K)。
溫度傳感器接口:
連接溫度探頭(通常集成在電導池內或單獨配置),實時測量液體溫度。
因為電導率對溫度敏感,儀器會進行溫度補償(通常補償到25°C標準值)。
3、溫度測量系統(Temperature Measurement System)
溫度傳感器:
通常是Pt100或Pt1000鉑電阻溫度計(RTD),精度高、穩定性好。
傳感器探頭位于電導池內部或緊貼池壁,確保準確反映液體溫度。
溫度補償功能:
主機內置算法,根據溫度系數(β,通常為2%/°C for水溶液)將實測電導率自動換算到參考溫度(如25°C)下的值,便于比較。
4、顯示與控制界面(Display and Control Interface)
顯示屏:
LCD或LED屏幕,實時顯示測量結果(電阻率、電導率、溫度)、單位、狀態信息。
操作按鍵/觸摸屏:
用于開關機、選擇測量模式、設置參數(如溫度補償系數、電極常數)、數據鎖定等。
指示燈:顯示電源、測量狀態等。
5、電源系統(Power Supply)
可能是內置可充電電池(便攜式)或外接交流電源適配器(臺式)。
提供穩定的工作電壓。
6、數據輸出與通信接口(Data Output&Communication)
模擬輸出:如4-20mA或0-10V信號,用于連接記錄儀或PLC。
數字接口:如USB、RS232、RS485、藍牙或Wi-Fi,用于連接計算機、打印機或數據采集系統,實現數據存儲和遠程監控。
7、(可選)輔助組件
流通池/流動池(Flow-Through Cell):設計有進液口和出液口,可連接管道,實現在線連續監測。
樣品杯/容器:用于靜態測量的小型容器。
自動清洗裝置:在工業在線系統中,可能配備清洗噴嘴和清洗液管路,定期自動清洗電極。
防護罩/支架:固定電導池,防止碰撞。