¿Cómo afecta el número de electrodos y polos a las mediciones de conductividad?
Diseño de dos electrodos, dos polos
El sensor más sencillo se basa en el diseño tradicional de dos electrodos y dos polos. Aquí la entrada de corriente y la medición de tensión se realizan utilizando el mismo par de electrodos. Dado que a altas conductividades la caída de tensión en los electrodos (ZTransition) y en el cable (ZCable) es relativamente grande en comparación con la caída de tensión en el medio (Rmedium), el diseño de dos polos sólo es adecuado para conductividades bajas (normalmente de 1 µS hasta 500 µS).
Figura 1 y 2: línea de campo magnético alrededor de un sensor de 2 polos y el diagrama de circuito equivalente
Diseño de cuatro electrodos, cuatro polos
La separación de los electrodos inductores de corriente y de medición de tensión elimina casi por completo los problemas de polarización y la influencia de la resistencia del cable. Sin embargo, la influencia capacitiva del cable permanece y debe ser compensada. Debido a la falta de homogeneidad del campo eléctrico en los electrodos de tensión, la constante celular de un sistema de cuatro polos está fuertemente influenciada por la conductividad de la solución. Es decir, los transmisores que trabajan con una célula de cuatro polos ofrecen la entrada de diferentes constantes celulares para cubrir todo el rango de conductividad.
Figura 3 y 4: línea de campo magnético alrededor de un sensor de 4 polos y el diagrama de circuito equivalente
Diseño de seis electrodos, cuatro polos
En un diseño de seis polos, la entrada de corriente se realiza utilizando dos electrodos por polo. Mientras que el circuito eléctrico correspondiente es idéntico al de cuatro electrodos de cuatro polos, la gran diferencia radica en la fuerza y homogeneidad del campo eléctrico presente en los electrodos de medición de tensión. La distribución de campo más homogénea en el área de los electrodos de tensión resulta en una constante de célula mucho menos variable, ya que la influencia del efecto marginal se reduce drásticamente. Además, el diseño de 6 electrodos de 4 polos permite una densidad de campo mucho mayor y una menor sensibilidad a la distorsión del campo.
Sensor de conductividad ACF60, 4 polos y 6 electrodos
Figura 5 y 6: línea de campo magnético alrededor de un sensor de 6 electrodos y 4 polos y el diagrama de circuito equivalente
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