[发明专利]用于测量电导率的方法及采用该方法的用于测量电导率的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量电导率的方法及采用该方法的用于测量电导率的系统。

背景技术

电导率是当对材料施加电场时其所具有的传导电流的能力。电导率是表明材料导电容易程度的参数。电导率作为溶液的特性之一，其在基于溶液中离子总体浓度和传输特性（例如离子迁移率、扩散率和粘度等）提供有关溶液的化学结构的有用信息方面非常重要。

用于测量溶液电导率的方法通常分为采用直流的方法（DC）和采用交流（AC）的方法。采用DC的方法已普遍应用于测量具有高电导率的溶液。然而，采用DC的方法的缺点是可能会产生因电极表面上的极化而产生的测量误差。因此，近些年测量电导率时大部分采用AC的方法。

另一方面，虽然采用AC的方法能够减小电极表面上的极化现象，但其可能容易受到环境电磁干扰的影响，并且在存在多个电子器件的情况下，难以进行准确地分析。

发明内容

因此，详细描述的一方面是提供一种更为准确地测量溶液电导率的电导率测量方法及采用该方法的电导率测量系统。

为了实现上述性能及本发明的其他优点和目的，本发明提供了一种测量电阻和计算电导率的方法，该方法包括以下步骤：利用电导率标准溶液来获取电导池的电导池常数；将希望测量的溶液注入电导池中，并以在各个预设时间t上分阶段地改变预设DC电压的方式对设在电导池中的电极施加预定的直流DC电压；根据电压和峰值电流之间的线性关系获得作为斜率的溶液的电阻，其中峰值电流是针对各个电压测量而得到；以及，利用电导池常数和溶液的电阻来计算溶液的电导率。

根据本发明的一方面，分阶段地改变电压的施加步骤可以是通过在各个预设时间上分阶段地增大或者减小电压来施加电压的步骤。

根据本发明的另一方面，预设时间小于电极表面上开始发生极化的时间。

根据本发明的又一方面，预设时间可以是趋近于0的时间（t→0），以防止电极表面上的极化。

根据本发明的又一方面，峰值电流可以是在施加预定的DC电压的时刻测量得到的电流。

根据本发明的又一方面，电导池常数的获取可包括：通过在各个预设时间（T）上分阶段地改变电压来施加预定DC电压；以及，根据电压和针对各个电压测得的峰值电流的线性关系来获取作为斜率的电导率标准溶液的电阻。

在获取电导池常数的步骤中，通过分阶段地改变电压的施加步骤可以是通过在各个预设时间分阶段地增大或减小电压来施加电压的步骤。

预设时间小于在电极表面上开始发生极化的时间。

预设时间可以是趋近于0的时间（T→0），以防止在所述电极表面上发生极化。

如这里所体现的以及宽泛而言的，为了实现上述性能及本发明的其他优点和目的，本发明提供了一种溶液电导率测量系统，该系统包括：

具有电极的电导池，该电导池具有唯一的电导池常数；电压施加单元，其配置成通过在各个预设时间上分阶段地改变电压的方式来对电极施加预定直流电压；电流测量单元，其配置成测量针对每个电压的峰值电流；控制器，其配置成根据电压和峰值电流的线性关系来获取作为斜率的溶液的电阻，并利用电导池常数和溶液的电阻来计算溶液的电导率。

根据本发明的一个方面，电压施加单元可配置成用以在各个时间分阶段地增大或者减小电压，该时间小于电极表面上开始发生极化的时间。

根据本发明的另一个方面，电流测量单元可配置成用以在施加预定DC电压时测量电流。

本发明可应用的其他范围将在之后的详细说明中变得显而易见。然而，应该明白的是这里仅以阐述的方式给出详细说明和具体实施例包括本发明的优选实施例，因为在本发明的精神和范围内根据详细说明所作出的各种改变和修改对于本领域的技术人员而言是显而易见的。

附图说明

所包括的附图用以提供对本发明更进一步的理解并结合于此作为说明书的一部分，其阐述了示范性实施例并与文中的描述共同用来解释本发明的原理。附图中：

图1是根据本发明的一个示范性实施例的电导率测量方法的流程图；

图2和图3是通过分阶段地增加DC电压并采用针对各个电压测量的峰值电流的方式来获取溶液的电阻的方法的原理图；

图4是根据本发明的电导率测量系统的一个示范性实施例的原理图；

图5A至图5F是分别说明0.001M的KCl电导率标准溶液中基于电压施加时间的所施加的电压和所得的电流的图表；

图6A至图6G是分别说明3M的KCl电导率标准溶液中基于电压施加时间的所施加的电压和所得的电流的图表；以及