電導(dǎo)率的測(cè)量方式有很多，有直流法，直流脈沖法，有交流脈沖法，電磁法，根據(jù)電極數(shù)量有兩電極，四電極，甚至更多電極。但是不能否認(rèn)，眾多電導(dǎo)率測(cè)量方式中，雙電極交流脈沖法絕對(duì)是應(yīng)用最廣泛的，再配合這不同電導(dǎo)池系數(shù)的電極，足以應(yīng)對(duì)大多數(shù)地表水的測(cè)量。
我們今天就來(lái)探究一下，雙電極脈沖法的測(cè)量電路。
這種類型的測(cè)量電路主要分兩大類，第一類是使用了運(yùn)放，我們簡(jiǎn)稱運(yùn)放恒流法。另一類是用MCU單片機(jī)的IO管腳產(chǎn)生恒壓脈沖，我們成為IO恒壓法。
下面圖片中的原理圖描述的是運(yùn)放法。
放法實(shí)現(xiàn)TDS電導(dǎo)率-1024x489.jpg)
這個(gè)電路由4個(gè)主要部分組成.
下半部分是脈沖生成并調(diào)理輸出:右下部分的震蕩電路，左下部分的比例放大電路。
上半部分是脈沖信號(hào)接收并調(diào)理。
CD4060BM為脈動(dòng)計(jì)數(shù)器，為RC振蕩器。由R42和C35決定，頻率f=1/2.2RC。
電導(dǎo)率K=Q/(R53*|Vint2|)*Vout2
式中，Q為電導(dǎo)常數(shù)，是一個(gè)常量，每根電極的電極常數(shù)都不同。
溫度影響電導(dǎo)率變化，需要溫度補(bǔ)償，配合接入溫度傳感器，把非25℃的電導(dǎo)率值換算到25℃的值。公式是：Gt = G Trel {1 + α(T- Trel)}
其中：Gt為某一溫度（°C）下的電導(dǎo)率，G Trel為標(biāo)準(zhǔn)溫度（°C）下的電導(dǎo)率，Trel為溫度基準(zhǔn)值，設(shè)定為25℃，α為溶液的溫度系數(shù)，一般取0.0185。
電導(dǎo)率和輸出電壓成線性關(guān)系，可以把非25℃的電壓值進(jìn)行補(bǔ)償，轉(zhuǎn)換到25℃的電壓值，再帶入直線解析式求電導(dǎo)率值。
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上面的電導(dǎo)率測(cè)量電路不僅僅適合與雙電極，稍加改動(dòng)可以滿足4電極的需求。
隨著MCU技術(shù)的普及，有人開(kāi)始嘗試用MCU的IO管腳交替輸出方波的方法產(chǎn)生電導(dǎo)率的激勵(lì)信號(hào)。
所能查到的資料中，最早是由AO史密斯的工程師提出了對(duì)這種方法的探索，這種方法由于其低成本、占電路空間小的特點(diǎn)，很快得到了普及，也是目前市面上各廠家測(cè)量中應(yīng)用最多的電路.
盡管電路描述中使用的是TDS，但是通過(guò)標(biāo)定，可以使TDS與EC建起來(lái)等效關(guān)系。我們?cè)诖瞬粚?duì)TDS和EC進(jìn)行區(qū)分，統(tǒng)一稱作為EC.
這種電路很簡(jiǎn)潔。我們把做好的電極放置在不同EC值的溶液中，來(lái)看一下。
可以看出，隨著溶液的EC值變化，從采樣管腳上測(cè)得電壓也是正相關(guān)的。對(duì)于被測(cè)溶液，只需要測(cè)得采樣管腳上得電壓AD值，再通過(guò)軟件按照標(biāo)定值進(jìn)行處理，就可以得到溶液的EC值。
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