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数字电导率传感器的电极极化是指在测量过程中，电极表面因离子迁移失衡形成电荷积累，导致偏离真实值的现象。极化现象在高纯度水（电导率＜10μS/cm）或含高浓度电解质（＞10000μS/cm）的水体中尤为明显，严重时测量误差可达 20% 以上。科学预防与及时处理电极极化，是保证电导率监测数据可靠的关键技术环节。 一、极化现象的成因识别 电极极化主要分为电化学极化与浓差极化：前者因电极表面发生氧化还原反应（如金属电极溶解），形成钝化膜阻碍电荷传递，表现为测量值随时间持续漂移；后者因离子扩散速率跟不上电极反应需求，在电极附近形成浓度梯度，导致读数偏低且响应迟缓。通过监测电导率的温度系数可辅助判断：正常温度系数为 2%/℃，极化时该系数会偏离至 1% 或 3% 以上，且伴随测量值波动幅度增大（＞5%/10 分钟）。 预防极化的核心措施需从设计与操作双维度入手。传感器选型时优先采用四电极结构，相较于传统两电极，额外的电流电极可避免电压测量电极参与电荷转移，使极化概率降低 60% 以上。工作参数设置需优化：采用高频交变电流（1-10kHz）供电，频率越高越能减少离子在电极表面的滞留时间，在高电导率水体中建议使用 10kHz 频率，低电导率水体可降至 1kHz 平衡信噪比。测量时控制电流密度在 5-10μA/cm²，超过 20μA/cm² 会加剧电化学极化，需通过仪器菜单调整输出电流。 二、运行过程中的预防技巧 在管道式安装中，确保电极敏感面正对水流方向，流速控制在 0.3-0.8m/s，利用水流扰动减少浓差极化 —— 流速过低（＜0.2m/s）时，建议加装微型搅拌器（转速 150r/min）。对于循环监测系统，设置每小时 30 秒的反冲洗程序，用去离子水冲洗电极表面，破坏极化层形成条件。在高污染水体中，需在传感器前端加装预处理装置（如活性炭滤芯 + 5μm 滤膜），去除有机物与悬浮颗粒，避免其在电极表面吸附形成绝缘层。 极化后的分级处理方法需针对性实施。轻度极化（测量误差 5%-10%）可采用物理清洗法：用软毛刷蘸取 5% 柠檬酸溶液轻轻擦拭电极表面，去除金属氧化物与碳酸钙结晶，再用去离子水冲洗至中性，此操作可使 80% 的轻度极化恢复正常。中度极化（误差 10%-20%）需结合电化学活化：将电极浸入 10% 硝酸溶液中，施加反向电压（0.5V，持续 1 分钟），通过电解作用剥离钝化膜，处理后需用标准溶液（1413μS/cm）校准斜率，确保偏差≤2%。 重度极化（误差＞20% 或物理损伤）需深度修复。对于铂黑电极，若表面镀层脱落面积＜30%，可重新电镀铂黑（电流密度 2mA/cm²，时间 30 分钟），恢复电极有效表面积；脱落面积过大则需更换电极。金属电极（如钛电极）出现点蚀时，可用 800 目砂纸轻度打磨腐蚀区域，再用无水乙醇清洁，打磨后需重新标定电极常数（应在 0.95-1.05cm⁻¹ 范围内）。处理后的电极需进行极化测试：连续测量 1413μS/cm 标准液 30 分钟，最大偏差应≤1%，否则需重复处理。 三、校准与验证体系 每次处理极化后必须进行两点校准：用 0.01mol/L 氯化钾溶液（1413μS/cm @25℃）校准中值点，用去离子水（＜1μS/cm）校准零点，确保校准曲线相关系数 R²≥0.9995。日常运行中，每周用 1413μS/cm 标准液进行单点验证，偏差超过 3% 时需检查是否存在隐性极化。对于在线监测系统，建议每月进行一次 “极化恢复测试”：将传感器从高电导率水体切换至纯水中，观察 30 分钟内读数是否能降至 5μS/cm 以下，降速过慢说明存在潜在极化风险。 通过上述预防与处理措施，数字电导率传感器的极化导致的测量误差可控制在 5% 以内，电极使用寿命延长至 12 个月以上。实际应用中需结合水体特性制定个性化方案：如纯水系统侧重高频供电与定期活化，工业废水系统侧重预处理与反冲洗，从源头减少极化诱因，确保电导率监测数据的准确性与稳定性。
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