一种V形电流电极及包括其的海水电导率测量装置

本申请涉及海水电导率测量，具体而言，涉及一种v形电流电极及包括其的海水电导率测量装置。

背景技术：

1、海水电导率是评估海水盐度的重要参数，其测量结果直接影响海洋环境监测与相关数据分析的准确性。若电导率测量存在误差，可能导致盐度评估偏差，进而影响对水体状态的判断与长期监测数据的可靠性。因此，获得稳定、准确的海水电导率测量结果具有重要意义。

2、目前，海水电导率测量普遍采用四电极结构，通过外侧电流电极注入电流、内侧电压电极测量电压来计算电导率，能够有效减小极化误差。然而，在实际使用中，海水样品中存在的悬浮颗粒和微小气泡易在电极附近聚集或附着，会对电极周围的电流分布产生干扰，使测量结果出现波动或漂移。在静止或低流速等弱扰动环境下，这一问题尤为突出，常导致测量结果的准确性与重复性降低。针对上述情况，已有技术多通过外部流道设计、强制流动或电极表面抗污处理来减缓杂质附着，但这些措施依赖外部冲刷或周期性维护，在弱扰动环境下难以发挥持续作用，仍难以避免因杂质聚集引发的测量不稳定问题。

3、因此，亟需提出一种能够减弱悬浮颗粒和气泡干扰、保持电极周围电流分布稳定的电流电极结构，以提升四电极海水电导率测量装置的测量准确性和长期稳定性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种v形电流电极及包括其的海水电导率测量装置，以解决现有技术中悬浮颗粒和气泡干扰导致海水电导率测量结果不稳定的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、本申请提供一种v形电流电极，电流电极为沿高度方向延伸的薄片状电极件，电流电极的水平截面为v形，v形由两个相交的侧壁构成。

4、本申请通过将电流电极设计为水平截面呈v形的薄片状结构，使其在几何流动与电场分布两个方面均表现出优于常规平板电极的特性，降低悬浮颗粒对测量的干扰。在几何效应上，v形截面能够在液体掠流时将近壁流动分散至两侧壁方向，削弱平板电极前缘和后缘易形成的低速滞留区与回流分离，从而降低悬浮颗粒在电极表面聚集沉积的可能性，并保持电极邻域流动的持续刷新。在电场效应上，v形截面由两侧壁在水平截面内相交形成，使得注入电流沿两个侧壁分散传导，避免电流集中于单一方向，减轻局部电流密度峰值与极化现象。当某一侧壁局部受到颗粒或气泡附着时，电流可部分转移至另一侧壁路径，整体电场分布不易出现明显偏折，因而对局部扰动具有较强的适应性。由此，v形电极在单体层面即可建立较为分散且稳定的电流分布与几何导流作用，为提升电导率测量的准确性和长期稳定性提供结构基础。

5、进一步地，两个侧壁的v形夹角为60°至100°。该v形夹角能够在电极截面内形成适度张开的导流几何：当液体在微弱扰动下掠过电极时，近壁流体会沿两侧壁分流绕行，夹角过小时两股流体会在交线处形成滞流夹持区，容易聚集悬浮颗粒；夹角过大则两侧壁趋于平行，导流分流作用减弱，电极中心附近仍易产生局部高密度电流区。

6、更进一步地，电流电极的基体为钛或钛合金材料。钛具有良好的耐腐蚀性和结构强度，能在海水环境中长期稳定使用，延长电极使用寿命。

7、更进一步地，基体表面涂覆有贵金属氧化物涂层，贵金属氧化物涂层包括iro2和ta2o5。在钛基体表面涂覆iro2、ta2o5等贵金属氧化物，能够在钛基体表面形成稳定且高导电性的活性层，在海水长期浸泡条件下保持电极性能稳定，减缓表面污染导致的性能衰减，进一步延长电极的使用寿命。

8、更进一步地，电流电极的高度为10-20mm。该高度在保证足够有效面积的同时控制液体扰动范围，减小电极本体对样品腔体流场的干扰，有利于保持测量稳定性。

9、本申请还提供一种海水电导率测量装置，包括两个电流电极，还包括两个电压电极及壳体；电流电极与电压电极共面并依次间隔设置，两个电压电极位于壳体底部的中间区域，两个电流电极分别位于电压电极的两侧。

10、更进一步地，电流电极相对设置，v形开口朝向电压电极所在的中间区域。两个v形电流电极的开口朝向电压电极所在的中心测量区域，使电极表面的宽阔开口侧面对准中心区，而非将尖端顶角对向中心区。这种排布能够避免中心区出现电流线汇聚与电流密度峰值，使中心区电场分布更平缓稳定，减弱悬浮颗粒或气泡局部扰动对中心测量区的影响，从而提升四电极装置的测量稳定性。

11、更进一步地，电流电极之间的距离为5-10mm。将电流电极的间距控制在该范围内可确保中心测量区电流密度充足且分布均匀，为稳定测量提供结构条件。

12、更进一步地，电流电极的高度高于电压电极的高度。电流电极高于电压电极，可使电压测量区域远离电流电极边缘干扰区，获得更稳定的电势信号。

13、更进一步地，还包括温度传感器，用于测量被测海水的温度。测量装置配设温度传感器，可同步采集海水温度用于电导率结果的温度补偿，避免环境温度波动对测量结果造成系统误差，提高测量精度与适应性。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

15、（1）本申请通过将电流电极设计为水平截面呈v形的薄片结构，使液体在电极表面流动被分散到两侧，减少滞留和沉积现象；同时电流在电极表面传导更均匀，因而局部极化和杂质附着对电流分布的干扰得到削弱，为海水电导率的稳定测量提供了结构基础。

16、（2）本申请在测量装置中将两个v形电流电极相对设置，开口朝向中心测量区域，使中心区电流线均匀展开，避免尖角对向造成的电流汇聚。当气泡或颗粒进入中心区时，其扰动被均匀分散，不会形成局部集中的电场畸变，电势信号仍然保持稳定，从而测量装置的抗干扰能力提升，提高了海水电导率测量的准确性，适用于静水、低流速和长期连续监测等复杂环境。

1.一种v形电流电极，其特征在于：所述电流电极为沿高度方向延伸的薄片状电极件，所述电流电极的水平截面为v形，所述v形由两个相交的侧壁构成。

2.根据权利要求1所述的v形电流电极，其特征在于：两个所述侧壁的v形夹角为60°至100°。

3.根据权利要求2所述的v形电流电极，其特征在于：所述电极件的基体为钛或钛合金材料。

4.根据权利要求3所述的v形电流电极，其特征在于：所述电流电极的高度为10-20mm。

5.一种海水电导率测量装置，其特征在于：包括两个权利要求1-4任一项所述的电流电极，还包括两个电压电极及壳体；所述电流电极与所述电压电极共面并依次间隔设置，两个所述电压电极位于所述壳体底部的中间区域，两个所述电流电极分别位于所述电压电极的两侧。

6.根据权利要求5所述的海水电导率测量装置，其特征在于：所述电流电极相对设置，所述电流电极的v形开口朝向所述电压电极所在的中间区域。

7.根据权利要求6所述的海水电导率测量装置，其特征在于：所述电流电极之间的距离为5-10mm。

8.根据权利要求7所述的海水电导率测量装置，其特征在于：所述电流电极的高度高于所述电压电极的高度。

9.根据权利要求5-8任一项所述的海水电导率测量装置，其特征在于：还包括温度传感器，用于测量被测海水的温度。