电磁感应法氢氧化钠浓度计的工作原理介绍

电磁感应法氢氧化钠浓度计基于电解质溶液电导率与浓度的关联性及电磁感应效应设计，核心是通过无电极接触的方式，检测氢氧化钠溶液的电导率，再结合温度补偿与校准曲线，间接推算出溶液浓度，适用于化工厂烧碱生产（如离子膜电解、蒸发浓缩）中0-50%浓度范围的在线监测，其具体工作原理可拆解为以下4个核心环节：

一、核心前提：氢氧化钠溶液的电导率特性

氢氧化钠（NaOH）是强电解质，溶于水后会电离为Na⁺和OH⁻离子。在一定浓度与温度范围内（工业常用20%-50%浓度、0-100℃），溶液中离子浓度（即 Na⁺、OH⁻的数量）与氢氧化钠总浓度呈明确的对应关系——浓度升高时，离子数量增多，溶液的“导电能力"（即电导率）先随之上升；当浓度超过特定阈值（约 50%）后，离子间相互作用增强、自由移动受阻，电导率才会逐渐下降。

这种“电导率-浓度"的定量关联，是电磁感应法测量浓度的基础：设备只需精准检测电导率，即可反向推导浓度。

二、核心结构：无电极感应模块

与传统“电极插入式"浓度计不同，电磁感应法设备的测量单元无直接接触溶液的电极，而是由励磁线圈、检测线圈、耐腐测量管三部分组成，结构原理如下：

励磁线圈：缠绕在测量管外侧，连接高频交变电源（通常为 1000-5000Hz），通电后会在测量管内部产生稳定的交变磁场。

检测线圈：与励磁线圈同轴缠绕在测量管另一侧，用于感应磁场变化；两组线圈与测量管共同构成 “电磁感应腔"，且测量管材质为绝缘耐腐材料（如 PTFE），既不干扰磁场，又能耐受强碱腐蚀。

测量管：作为氢氧化钠溶液的流通通道，溶液持续流经时，会处于励磁线圈产生的交变磁场中。

三、感应过程：从磁场到电信号的转化

当氢氧化钠溶液流经测量管的交变磁场时，会因“电磁感应"产生一系列物理变化，最终转化为可检测的电信号，具体过程为：

涡流产生：交变磁场穿过导电的氢氧化钠溶液时，会在溶液内部感应出闭合的感应电流（即 “涡流"）。涡流的强度直接取决于溶液的电导率 —— 电导率越高（离子浓度越高），涡流越强；反之则越弱。

磁场扰动：溶液中的涡流会自身产生一个反向的交变磁场（根据楞次定律，反向磁场会阻碍原磁场的变化），导致励磁线圈产生的 “原磁场" 发生扰动，扰动幅度与涡流强度正相关（即与溶液电导率正相关）。

信号检测：检测线圈实时感应 “原磁场 + 反向涡流磁场" 的合磁场变化，并将磁场扰动转化为微弱的交变电压信号—— 电导率越高（涡流越强），反向磁场越强，检测线圈输出的电压信号幅值越大；反之则越小。

四、数据处理：从电信号到浓度值的计算

检测线圈输出的原始电压信号需经过电路处理与算法校正，才能最终显示为氢氧化钠浓度值，关键步骤包括：

信号放大与滤波：原始电压信号微弱（通常为mV级），且易受车间电磁干扰，设备会通过放大电路增强信号，并通过滤波模块去除杂波（如工频干扰、设备振动干扰），确保信号稳定性。

温度补偿：溶液电导率对温度极为敏感（温度每升高1℃，氢氧化钠溶液电导率约增加2%-3%），若不补偿会导致浓度计算偏差。设备内置温度传感器，实时检测溶液温度，并通过预设的“温度-电导率校正公式"，将当前温度下的电导率修正为 “标准温度（通常为 25℃）下的等效电导率"，消除温度影响。

浓度换算：上海SJT-6000A型设备内部存储有“标准温度下氢氧化钠电导率-浓度校准曲线"（该曲线通过实验室用标准浓度NaOH溶液标定得出，如30%浓度对应XXμS/cm），将校正后的等效电导率代入曲线，即可自动计算并显示出当前氢氧化钠溶液的浓度值（单位通常为%或 g/L）。

综上所述，电磁感应法的核心逻辑是“交变磁场→溶液涡流→磁场扰动→电信号→（温度补偿）→电导率→浓度"，其无电极接触的设计可避免强碱对电极的腐蚀与污染，尤其适合化工厂高浓度、含少量杂质的氢氧化钠溶液在线监测。