四电极电导率传感器通过物理结构创新和测量原理优化，从根本上解决了传统双电极传感器因电极极化导致的测量误差问题。其核心设计原理如下：
一、极化效应的根源
在双电极传感器中：
二、四电极系统的结构设计
功能分离：
物理隔离：
电压电极（C、D）与电流通路无直接电接触
通过溶液本身构成电流回路
三、消除极化的关键机制
| 技术环节 | 作用原理 | 极化抑制效果 |
|---|
| 电流-电压分离 | 电压电极不参与电流传输，避免电极/溶液界面反应 | 消除电压测量端的极化阻抗影响 |
| 高阻抗测量 | 电压电极输入阻抗＞10¹²Ω，流经测量回路的电流＜1nA | 电极表面几乎无电化学反应发生 |
| 交流激励 | 高频交流电（非直流）快速反转离子移动方向 | 防止离子在电极表面持续堆积成膜 |
| 距离优化 | 电压电极间距（L）固定，电导率公式：κ = K·I/(ΔV·L)（K为常数） | 极化电压不参与ΔV计算 |
四、与传统双电极的对比优势
| 参数 | 双电极传感器 | 四电极传感器 |
|---|
| 极化误差 | 高电导率区显著（＞10mS/cm） | 全量程可忽略（0~2000mS/cm） |
| 测量精度 | ±1%~5% | ±0.5%~1% |
| 适用电导率范围 | 1μS/cm~100mS/cm | 0.05μS/cm~2000mS/cm |
| 电极污染影响 | 敏感（需频繁清洗） | 抗污染性强（电流电极退化不影响电压测量） |
五、典型应用场景
高电导溶液（海水、浓盐水）：传统电极极化误差可达20%，四电极保持±1%
低电导超纯水（半导体、制药）：精准测量0.055μS/cm（25℃理论值）
易结垢介质（硬水、废水）：电流电极结垢后仍能通过电压电极准确获取ΔV。
四电极技术将电导率测量精度提升了一个数量级，尤其在高/低极端电导率场景下具有不可替代性，已成为工业在线监测和实验室精密分析的标准配置。
