電導率測量已有100多年歷史，如今仍然是一個廣為使用的重要分析參數。

高度可靠、高靈敏度、快速響應和成本相對較低使電導率傳感器成為有效、易用的質量控制工具。

圖1 電導率傳感器

電導率是對溶液中所有溶解離子種類（鹽、酸、堿和一些有機物）的非特征性綜合指標參數。除瞭直接用電導率這一指標監控不同類型的水（純水、飲用水、天然水、工藝水等）及其他溶劑的性質，在實際生產中，電導率傳感器還有許多妙用，可幫助我們優化控制過程工藝，降低意外的生產風險。

化學品濃度測量

在二元溶液（電解液和水）中，可利用電導率直接讀出電解液濃度，這是因為經過溫度補償後的電導率值與濃度有直接對應關系，每種電解液具有獨特的電導率-濃度關系。

8b8e1d875a8ac8fa3da38cc0da1fc46f圖2 化學品電導率-濃度曲線

例如，可使用電導率傳感器檢測CIP過程中的堿液濃度，保證管路清洗效果。對於生產硫酸的企業，還可以使用電導率傳感器控制硫酸的濃度。在半導體行業，矽表面蝕刻二氧化矽層是濕法加工技術中最關鍵的步驟之一。為瞭獲得一致性和更具成本效益的集成電路制造，化學濃度控制對於晶片加工變得至關重要。實際操作中可使用電導率傳感器來監控HF蝕刻溶液的濃度，市售氫氟酸濃度接近 50%。在蝕刻溶液中，該濃度必須經過稀釋，並保持在嚴格的誤差范圍內，以實現受控的蝕刻速率和高產率等。

控制相分離過程

d72026c98dc6b5c6f9e308ac4d0121e3圖3 電導率控制相分離過程

在相分離過程中，由於不同相間所包含的組分不同，有機相和無機相之間的電導率差異往往非常顯著，使用電導率傳感器可以快速地判斷、並實現相分離過程的自動化控制。使用時可將傳感器安裝在分液罐或者萃取設備底部收集閥之後和三通閥上遊，就可以有效地進行液相分離監測。當液體從分液罐排出，中間界面層與電導率傳感器接觸時，電導率讀數將發生顯著的變化。根據觀察到的電導率變化來打開和關閉閥門可以得到最佳的相分離。

氣體洗滌中的電導率

濕法氣體洗滌能夠避免氣態/揮發性污染物釋放到環境中，不過，使用不合適的傳感器會導致有害氣體釋放、過量添加化學品，並帶來高額維護成本。電導率測量反映瞭洗滌溶液和副產物的離子總濃度，隨著化學洗滌液耗盡，電導率值通常會下降。因此，電導率測量可用於監測過程效率，一個例子就是用燒堿 (10–15% NaOH) 洗滌氯氣。

在某個濃度下，洗滌溶液開始失效，無法吸收氯氣。電導率測量能夠檢測此下限值，隨後啟動排污或者排放消耗溶液，同時添加新鮮溶液。我們需要意識到電導率值不僅取決於離子濃度，還取決於離子類型。1 摩爾 NaCl 溶液與 1 摩爾 HCl 溶液的電導率數值完全不同，這是因為溶液中氫質子比鈉離子遷移率更強。

傳感器的選擇

0ec29f94dc4dee9e95cad4a0f47d9412圖4 感應式電導率傳感器

通常，無電極的感應式電導率可以實現非常高的測量精度，該儀器允許在沒有任何金屬與流體接觸的情況下進行測量。該傳感器由封裝在單個聚合物主體中的兩個相鄰線圈組成，第一線圈用交流電流通電，環形傳感器周圍的流體將與流體的電導率成比例的信號感應到第二線圈中，然後對該信號進行測量、溫度補償並提供顯示和控制。

使用 PFA（例如 InPro 7250）接液材料的感應式電導率傳感器可耐受有腐蝕性的酸堿和高溫環境。

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