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技術(shù)文章/ article
更新時(shí)間：2025-10-21 
瀏覽次數(shù)：95與傳統(tǒng)采用電極接觸液體的“接觸式電導(dǎo)率"測(cè)量不同，Endress+Hauser 使用的是 “無電極式"或“電感式" 測(cè)量原理。
傳感器結(jié)構(gòu)：傳感器內(nèi)部有兩個(gè)緊密隔離的環(huán)形變壓器，被封裝在一個(gè)耐化學(xué)腐蝕的 PFA 或 PEEK 塑料外殼中。
驅(qū)動(dòng)線圈（發(fā)射器）：通入一個(gè)高頻交流電。
測(cè)量線圈（接收器）：用于檢測(cè)感應(yīng)出的電流。
工作過程：
驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的高頻交變磁場(chǎng)，會(huì)穿過傳感器前端形成的、充滿被測(cè)液體的環(huán)形流道。
如果液體具有導(dǎo)電性（即使像超純水這樣導(dǎo)電性極低），該交變磁場(chǎng)就會(huì)在液體回路中感應(yīng)出一個(gè)微弱的環(huán)形感應(yīng)電流。
這個(gè)感應(yīng)電流的強(qiáng)度與液體的電導(dǎo)率成正比。
感應(yīng)電流自身又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)交變磁場(chǎng)，被測(cè)量線圈檢測(cè)到。
測(cè)量線圈檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度，經(jīng)過儀表電子單元的精確計(jì)算，即可換算出液體的電導(dǎo)率值。
這是電感式傳感器在超純水應(yīng)用中的最的大的優(yōu)的勢(shì)。
完的全隔離：傳感器的線圈被完的全密封在惰性塑料外殼內(nèi)，與超純水零接觸。只有傳感器的塑料本體與被測(cè)介質(zhì)接觸。
使用惰性材料：與超純水接觸的部件通常采用極的高純度的 PFA（全氟烷氧基烷烴）。PFA 具有極的佳的化學(xué)惰性、表面光滑且不易吸附離子，不會(huì)向超純水中析出任何污染物（離子、有機(jī)物等）。
無極化效應(yīng)：接觸式電極在測(cè)量高純度水時(shí)，會(huì)因?yàn)殡姌O本身的極化效應(yīng)而產(chǎn)生測(cè)量誤差，并且電極表面的輕微污染或化學(xué)反應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)果。電感式測(cè)量完的全避免了電化學(xué)極化問題。
不易結(jié)垢與污染：光滑的 PFA 表面和流線型的設(shè)計(jì)，使得固體顆粒或生物膜難以附著和積聚，最大限度地降低了傳感器本身成為污染源的風(fēng)險(xiǎn)。
超純水的電導(dǎo)率極低（在 25°C 時(shí)，理論值約為 0.055 µS/cm），測(cè)量難度極大。Endress+Hauser 通過以下技術(shù)確保精度：
溫度補(bǔ)償：電導(dǎo)率對(duì)溫度極其敏感。Endress+Hauser 傳感器內(nèi)置高精度的 Pt1000 鉑電阻溫度探頭，實(shí)時(shí)測(cè)量介質(zhì)溫度，并采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的溫度補(bǔ)償算法（如根據(jù) USP<645> 標(biāo)準(zhǔn)），將測(cè)量值補(bǔ)償?shù)?25°C 下的參考值，確保讀數(shù)的一致性和可比性。
細(xì)胞常數(shù)穩(wěn)定性：在接觸式傳感器中，電極表面的微小劃痕或污染會(huì)改變其“細(xì)胞常數(shù)"，導(dǎo)致校準(zhǔn)失效。而電感式傳感器的“細(xì)胞常數(shù)"由其物理結(jié)構(gòu)（環(huán)形變壓器的幾何形狀）決定，一旦制造完成就極其穩(wěn)定，幾乎不會(huì)隨時(shí)間變化，因此具有卓的越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，大大減少了校準(zhǔn)需求。
先進(jìn)的電子信號(hào)處理：Endress+Hauser 的變送器（如 Liquiline系列）采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，能夠精確地放大和測(cè)量由超純水中微弱感應(yīng)電流產(chǎn)生的極其微小的信號(hào)，并有效抑制噪聲干擾。
完整的系統(tǒng)解決方案：提供從傳感器到變送器的一體化解決方案。變送器不僅顯示電導(dǎo)率和溫度值，還能提供：
電阻率值（電阻率是電導(dǎo)率的倒數(shù)，是制藥和微電子行業(yè)的常用參數(shù)）。
pH 值計(jì)算：基于電導(dǎo)率和溫度，通過內(nèi)置算法計(jì)算出理論 pH 值。
符合 USP <645>、EP 和 ChP 等藥典規(guī)程的要求，直接顯示合規(guī)結(jié)果。
Endress+Hauser 在該領(lǐng)域的代表性產(chǎn)品是 CLM1x3 型電感式電導(dǎo)率傳感器，通常與 Liquiline CM4x4 或 Liquiline M CML18 等變送器配套使用。
| 特性 | 實(shí)現(xiàn)方式與優(yōu)勢(shì) |
|---|---|
| 無污染 | 電感式原理、PFA/PEEK 惰性材料、與介質(zhì)完的全電隔離，無離子析出。 |
| 高精度與穩(wěn)定性 | 穩(wěn)定的物理細(xì)胞常數(shù)、高精度溫度補(bǔ)償、先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)。 |
| 低維護(hù) | 無需像接觸式電極那樣頻繁清洗和校準(zhǔn)，維護(hù)周期長(zhǎng)。 |
| 耐腐蝕與耐壓 | 全塑結(jié)構(gòu)，適用于各種苛刻的化學(xué)環(huán)境和高純水系統(tǒng)壓力。 |
| 合規(guī)性 | 內(nèi)置藥典（USP, EP, ChP）規(guī)程，直接輸出符合法規(guī)要求的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。 |
| 多功能監(jiān)測(cè) | 同時(shí)測(cè)量電導(dǎo)率、電阻率、溫度，并計(jì)算理論pH值。 |
結(jié)論：
Endress+Hauser 的電感式電導(dǎo)率傳感器，通過其獨(dú)特的無電極測(cè)量原理和精心設(shè)計(jì)的惰性材料，完的美地解決了在超純水監(jiān)測(cè)中“既要精準(zhǔn)測(cè)量，又不能引入污染"的核心矛盾。這使其成為制藥、生物技術(shù)、微電子半導(dǎo)體和電站動(dòng)力等高純度應(yīng)用領(lǐng)域中不可替代的監(jiān)測(cè)工具。
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