電磁感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器多參數(shù)性能研究

張嘉泓，張繼軍*，王林軍，郝道友

（1.上海大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201900；2.沈陽工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽110870）

目前，溶液電導(dǎo)率測(cè)量的方法有很多種[1-2]。在20世紀(jì)中葉，人們還是使用直接測(cè)量的傳統(tǒng)方式，用測(cè)量海水鹽分比重的方式來測(cè)量海水的鹽度。而在1978年制定實(shí)用鹽標(biāo)之后，采用傳感器測(cè)量海水電導(dǎo)率并換算出實(shí)用鹽度占據(jù)了現(xiàn)場(chǎng)鹽度測(cè)量的主導(dǎo)地位[3]。

使用電導(dǎo)率測(cè)鹽度具有精確度高、速度快、計(jì)算海水密度可靠以及便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)[4]。測(cè)量海水電導(dǎo)率主要分為電磁感應(yīng)式和電極式兩種方法。電極式傳感器根據(jù)電極的數(shù)量不同可分為兩電極式、三電極式、四電極式、七電極式等，由于靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)室中得到了廣泛應(yīng)用[5-6]。然而，電極式傳感器容易被極化，金屬電極會(huì)被腐蝕性介質(zhì)破壞，從而降低了其長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

TICS沒有裸露的金屬電極，探頭的磁芯線圈部分不與流體介質(zhì)直接接觸。電導(dǎo)池的內(nèi)壁光滑無凸起、不容易外掛異物，而且感應(yīng)式電導(dǎo)池尺寸短、孔徑大、可清洗、易維護(hù)，即使導(dǎo)流管內(nèi)被生物附著，也可以通過簡(jiǎn)單清洗即可恢復(fù)傳感器的測(cè)量性能[7]。因此，感應(yīng)式傳感器在海洋水文調(diào)查和工業(yè)領(lǐng)域的電導(dǎo)率測(cè)試中占據(jù)了重要地位。A J Fougere等提出了適用于生物活躍的海洋區(qū)域的感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器，其傳感器不受外部磁場(chǎng)的影響[8-9]；A L Ribeiro等[10]提出了一種雙變壓器式感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器，用于監(jiān)測(cè)海水和河口的鹽度；Linda等提出了一種用于河口研究的鹽度傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試，該傳感器也是基于雙變壓器原理[11-12]；S Wu等[13]提出了變壓器式感應(yīng)電導(dǎo)率傳感器的原理，并建立了數(shù)學(xué)模型來展示傳感器的特性。

目前，感應(yīng)式傳感器主要存在抗干擾能力弱、輸出感應(yīng)信號(hào)小的問題。在通過感應(yīng)線圈傳遞能量時(shí)，其磁芯的磁導(dǎo)率值不僅受外部溫度和壓力變化的影響而變化，并且隨輸入信號(hào)的頻率的增加也會(huì)有一個(gè)衰變，因此如何確定一個(gè)合適的激勵(lì)信號(hào)，使得輸出信號(hào)具有良好的分辨率與靈敏度，是本文研究問題的關(guān)鍵。本文首先從TICS的工作原理總結(jié)了整個(gè)工作過程的傳遞函數(shù)；然后通過數(shù)學(xué)建模，分析并確定了結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定了物理模型，制作了探頭；再?gòu)妮斎胄盘?hào)的大小、頻率以及線圈間距3個(gè)參數(shù)分別進(jìn)行性能試驗(yàn)，探究對(duì)輸出信號(hào)的準(zhǔn)確度與分辨率的影響；最后進(jìn)行鹽水電導(dǎo)率的測(cè)試，驗(yàn)證輸出信號(hào)與電導(dǎo)率的線性關(guān)系。

1 工作原理

TICS主要由一個(gè)激勵(lì)線圈和一個(gè)感應(yīng)線圈組成，兩個(gè)物理參數(shù)相同的同軸線圈套在導(dǎo)流管上。待測(cè)流體相當(dāng)于一匝的閉環(huán)線圈，分別與激勵(lì)和感應(yīng)線圈形成初級(jí)輸入和次級(jí)輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。其三維模型如圖1所示。

圖1 感應(yīng)式探頭模型圖

TICS的工作原理流程圖如圖2所示。首先，給發(fā)射線圈一個(gè)交流激勵(lì)信號(hào)，在發(fā)射線圈磁芯中形成交變磁場(chǎng)，導(dǎo)致流體回路中的磁通量發(fā)生變化，使得流體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并形成交變渦流，隨之接收線圈磁芯中產(chǎn)生了交變磁場(chǎng)，接收線圈中產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與海水電導(dǎo)率呈線性關(guān)系，從而可以根據(jù)輸出信號(hào)來測(cè)定海水電導(dǎo)率。

圖2 工作原理流程圖

2 材料選擇

選擇磁芯材料時(shí)，磁芯的磁通量變化需要能夠及時(shí)地跟上線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化，即在輸入交流信號(hào)的頻率變化下(1～10 kHz)，磁芯不能有過多的磁滯損耗，這就需要高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（Bs）、高磁導(dǎo)率（μ）、低矯頑力（Hc）、低磁滯損耗的磁芯材料。表1給出了常見軟磁材料的性能對(duì)比[14]。

表1 常見軟磁材料

由表1可知，坡莫合金和納米晶合金材料都具備了較低的矯頑力和較高的磁導(dǎo)率，考慮到成本采用坡莫合金作為磁芯材料。導(dǎo)流管采用氧化鋁陶瓷制成，既具備高絕緣性，又有相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，陶瓷材料本身具有高絕緣性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和耐壓強(qiáng)度大等特點(diǎn)，非常適用于制作海洋測(cè)量傳感器[15]。

3 數(shù)學(xué)模型

3.1 傳遞函數(shù)

感應(yīng)式探頭的等效電路圖如圖3所示。

圖3 等效電路圖

圖3中，I1為輸入信號(hào)電流；R1，R2為磁芯線圈等效電阻；Rs為流體介質(zhì)的等效電阻；R3為取樣電阻；V3為輸出信號(hào)，激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈的匝數(shù)與自感均相同，即L1=L2,N1=N2，流體介質(zhì)Ns=1。

磁芯線圈的示意圖如圖4所示。

圖4 環(huán)形線圈示意圖

圖4中，N1為激勵(lì)線圈的匝數(shù)；a,b分別為次新的內(nèi)外半徑；h為磁芯的厚度；ρ為磁芯的平均半徑。激勵(lì)線圈與感應(yīng)線圈的物理結(jié)構(gòu)相同，則線圈匝數(shù)相同，磁芯尺寸相同，即NT=NR，a=a′，b=b′，h=h′。

給定輸入信號(hào)，頻率為f，根據(jù)安培環(huán)路定律：

由式(1)得到激勵(lì)線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1表達(dá)式如下：

式中：磁芯的磁導(dǎo)率為μ，μ=μ0·μr；μ0為真空磁導(dǎo)率，μo=4π×10-7；μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，磁芯的初始磁導(dǎo)率即為初始狀態(tài)的相對(duì)磁導(dǎo)率。

導(dǎo)電流體回路上的電壓V2，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可得：

式中：σ為待測(cè)流體電導(dǎo)率。

流體回路的等效電阻，這里定義為兩個(gè)磁芯上下端面的之間的等效電阻，其電阻R的表達(dá)式由電阻的決定式：

將流體的物理參數(shù)帶入可得到等效電阻的阻值表達(dá)式為：

式中：r為導(dǎo)流管截面的內(nèi)徑；l為等效電阻的長(zhǎng)度，考慮到探頭的小型化設(shè)計(jì)，則磁芯上、下端面的間距即為導(dǎo)流管的長(zhǎng)度；流體的截面積為S2=πr2

待測(cè)流體的回路電流則為：

那么接收線圈的磁芯磁感應(yīng)強(qiáng)度根據(jù)安培環(huán)路定律得出：

式中：ρ′為接收線圈磁環(huán)的平均半徑。

根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在磁芯磁感應(yīng)強(qiáng)度B2下，接收線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)V3的表達(dá)式如下：

式中：初、次級(jí)線圈的匝數(shù)均為N。

可以看到在輸入信號(hào)、磁芯線圈和導(dǎo)流管的相關(guān)參數(shù)確定之后，輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與海水電導(dǎo)率呈線性關(guān)系。

3.2 參數(shù)分析

3.2.1 磁芯線圈結(jié)構(gòu)參數(shù) 根據(jù)式（8）可知，影響輸出電壓的因素除了待測(cè)流體的電導(dǎo)率之外，還有結(jié)構(gòu)參數(shù)、信號(hào)參數(shù)。結(jié)構(gòu)參數(shù)的變量主要有：線圈間距l(xiāng)、線圈匝數(shù)N、磁芯內(nèi)外半徑比b/a、導(dǎo)流管截面內(nèi)徑r。輸出信號(hào)隨這4個(gè)變量的變化曲線如圖5所示。

圖5 結(jié)構(gòu)參數(shù)曲線圖

圖5-a中，線圈間距l(xiāng)與輸出電壓呈反比的關(guān)系，磁芯的厚度在20～25 mm，為了使輸出電壓達(dá)到mV級(jí)別，又要盡量減小線圈之間產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)（具體見5.1），線圈的間距l(xiāng)的取值范圍在45～50 mm之間。圖5-b中，輸出電壓信號(hào)與線圈匝數(shù)N呈平方項(xiàng)的關(guān)系，因此線圈匝數(shù)變化量對(duì)輸出電壓的影響明顯，為了達(dá)到mV級(jí)，線圈匝數(shù)在100匝左右即可，如果需要更大的輸出信號(hào)提高分辨率，可增加至200匝。圖5-c中，磁芯的內(nèi)外徑之比在b/a=1.3時(shí)，線圈的輸出信號(hào)在海水鹽度范圍內(nèi)即可滿足mV級(jí)別。圖5-d中，輸出信號(hào)與導(dǎo)流管截面半徑呈平方項(xiàng)的關(guān)系，但為了使探頭小型化，只要滿足輸出信號(hào)能被接收并放大即可，因此導(dǎo)流管的截面半徑r的范圍可選在5～10 mm中。

3.2.2 磁導(dǎo)率與工作頻率的關(guān)系

根據(jù)數(shù)學(xué)模型可知，磁芯的相對(duì)磁導(dǎo)率與輸出信號(hào)V3為平方項(xiàng)的正相關(guān)關(guān)系。如圖6所示，在μr=10 000和μr=60 000的兩個(gè)磁導(dǎo)率數(shù)值下，輸出信號(hào)的大小隨著海水電導(dǎo)率的增加，會(huì)有接近100倍的大小關(guān)系，這對(duì)于后續(xù)的信號(hào)處理與分辨率的提高至關(guān)重要。

圖6 相對(duì)磁導(dǎo)率與輸出信號(hào)變化曲線

不過，磁芯的相對(duì)磁導(dǎo)率隨著工作頻率的增加會(huì)有急劇的衰減。如圖7所示，在0.05 mm的帶材厚度下，峰值磁導(dǎo)率在0～1000 Hz，相對(duì)磁導(dǎo)率從80 000大幅衰減到20 000。因此，為了在探頭的正常工作頻率范圍內(nèi)，使磁導(dǎo)率的衰減不至于屏蔽輸出信號(hào)V3，需要從實(shí)驗(yàn)中來確定合適的工作頻率。

圖7 1J85坡莫合金峰值磁導(dǎo)率與工作頻率關(guān)系曲線

4 實(shí) 驗(yàn)

根據(jù)圖5的結(jié)構(gòu)參數(shù)與輸出信號(hào)的關(guān)系，為了使輸出信號(hào)達(dá)到mV級(jí)別同時(shí)又要盡可能使探頭小型化，制作了1J85坡莫合金（Ni78Mo5Fe17）的磁芯線圈，線圈感量分別為36.7 mH、43.5 mH。為了對(duì)磁芯線圈的間距進(jìn)行性能研究實(shí)驗(yàn)，對(duì)磁芯線圈進(jìn)行了單獨(dú)的灌封處理，并未對(duì)整個(gè)探頭進(jìn)行塑封。圖8所示為實(shí)驗(yàn)探頭的組成部分：帶刻度的陶瓷管與灌封完好的磁芯線圈。

圖8 探頭組成實(shí)物圖

在磁芯線圈物理結(jié)構(gòu)確定之后，對(duì)可變參數(shù)：線圈間距l(xiāng)、輸入信號(hào)V1、輸入頻率f，分別進(jìn)行性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖9所示：采用優(yōu)利德2025A信號(hào)發(fā)生器，用來提供正弦波波形、指定幅值、頻率的輸入信號(hào)；優(yōu)利德2104CS示波器，用來顯示輸出信號(hào)的波形及大?。恍盘?hào)放大模塊，用來放大輸出信號(hào)并且保持信號(hào)的跟隨性；信號(hào)放大模塊供電的直流電源。采用青島道萬科技有限公司的磁感式溫鹽深儀來標(biāo)定配置鹽水的電導(dǎo)率值。

圖9 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

5 結(jié)果與討論

5.1 線圈間距l(xiāng)對(duì)輸出信號(hào)V3的影響

線圈間距試驗(yàn)探究線圈之間的距離對(duì)輸出信號(hào)大小的關(guān)系。將信號(hào)放大模塊輸出的信號(hào)，過濾掉背景噪音，輸出在示波器中，配置鹽水的電導(dǎo)率值為40 ms/cm。在22～100 mm間，間隔1 mm取一次輸出信號(hào)數(shù)值，并且為了提高數(shù)據(jù)的可靠性和重復(fù)性，記錄下10次讀數(shù)的平均值作為輸出信號(hào)的真值。圖10為線圈間距與輸出信號(hào)V3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系圖象。

圖10 線圈間距試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖

從圖中可以看出，確定輸入信號(hào)下，l與V3呈非倒數(shù)關(guān)系。l : 22 mm至30 mm，V3大幅增加；30 mm至45 mm，V3從8.68 8 mV大幅下降到4.77 mV；45 mm至100 mm，V3的波動(dòng)性減小，基本穩(wěn)定在4 mV左右。兩線圈之間的互感電動(dòng)勢(shì)VL隨著線圈的間距增加會(huì)有一個(gè)很大的衰減。在間距30～45 mm之間，V3減小了ΔV3=3.918 mV，由于流體介質(zhì)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)Vσ與線圈間距l(xiāng)呈反比,因此Vσ的變化量ΔVσ的表達(dá)式如下：

由 式（9） 可 知，l: 30 mm至 45 mm，ΔVσ=0.044 mV，則因線圈互感減小的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ΔVl=ΔV3-ΔVσ=3.847 mV，占 ΔV3的 99%。因此，l: 30 mm至45 mm時(shí)，ΔV3→ΔV1。并且ΔV1占輸出信號(hào)V3max的44.3%，大大影響了流體電導(dǎo)率測(cè)量的準(zhǔn)確度與分辨率。

為了減小線圈互感電動(dòng)勢(shì)Vl在V3中的占比，在選取線圈間距l(xiāng)時(shí)，要盡量減小線圈互感的影響，線圈間距在50～60 mm這一范圍內(nèi)，ΔVσ=ΔV3-ΔVσ=0.144 mV， 占 輸 出V3max的 0.11%， 即 l在50～60 mm的范圍內(nèi)，輸出電壓V3→Vσ。因此，線圈間距選擇在50～60 mm最為合適。

5.2 輸入電壓V1的影響

輸入電壓的性能試驗(yàn)探究輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系。V1從1 V至10 V進(jìn)行一組循環(huán)的性能試驗(yàn)，記錄值為平均值，配置鹽水的電導(dǎo)率值為40 ms/cm。圖11和圖12為輸入電壓信號(hào)V1與輸出電壓信號(hào)V3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系圖象和輸入電壓信號(hào)V1與輸出電壓信號(hào)V3的波形圖。

圖11 輸入電壓性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖

圖12 輸入電壓V1與輸出電壓V3的波形圖

如圖11所示，輸入電壓與輸出電壓呈線性關(guān)系，與理論模型相符合，輸入信號(hào)V1越大，輸出信號(hào)V3也越大，V3的數(shù)量級(jí)基本在10 mV以上，達(dá)到了被檢測(cè)的信號(hào)大小標(biāo)準(zhǔn)。如圖12所示，輸入電壓V1與輸出電壓V2在示波器上的波形對(duì)比，通道1的黃色波形為輸入電壓的波形，通道2的藍(lán)色波形為輸出電壓的波形，輸入電壓的波形比輸出電壓的波形線寬更細(xì)，清晰度更高。

在循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，電壓上升與電壓下降的過程中，V3，V1曲線基本重合。當(dāng)V1=2 V時(shí)，對(duì)應(yīng)著V3的Δmax=1.492 mV，輸出信號(hào)V3max為23.312 mV，差值占比為6.4%。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是：在信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行電壓上升時(shí)，此時(shí)信號(hào)發(fā)生器剛開始工作，輸入電壓V1從1 V到2 V時(shí)，信號(hào)輸入不穩(wěn)定帶來了一定的系統(tǒng)誤差。從圖12可以看出，輸出電壓的波形線寬更寬，說明輸出電壓的小信號(hào)受信號(hào)噪音的影響較為嚴(yán)重。

市場(chǎng)上常見的感應(yīng)式電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度可達(dá)量程的±0.01%，本文物理結(jié)構(gòu)的誤差相去較大。主要的測(cè)量誤差排除人為的讀數(shù)誤差以外，還包括響應(yīng)遲滯導(dǎo)致的讀數(shù)誤差、連接導(dǎo)線電信號(hào)的相互干擾、各設(shè)備之間的信號(hào)干擾以及信號(hào)放大模塊對(duì)信號(hào)的附加影響，可在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中采用更好的屏蔽導(dǎo)線，做好設(shè)備之間的信號(hào)屏蔽，采用更加精密的信號(hào)放大電路。

5.3 輸入電壓頻率的影響

輸入頻率性能試驗(yàn)探究輸入信號(hào)的頻率與輸出電壓的關(guān)系，為了確定合適的輸入頻率，得到精確度更高的輸出信號(hào)，我們將每個(gè)頻率下的誤差進(jìn)行了比較。圖13為輸入電壓頻率與輸出信號(hào)V3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系以及誤差范圍圖像。

圖13 輸入電壓頻率性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖

由圖13可知，輸出信號(hào)V3與輸入頻率f近似呈二次曲線關(guān)系，符合理論模型，V3在10 kHz下最高可達(dá)到300 mV左右。輸出信號(hào)V3的誤差因工作頻率的增加而增加，f≤5 kHz時(shí)，誤差在1%±0.3%；f＞5 kHz時(shí)，誤差逐漸增加，最高達(dá)到2.24%。

隨著工作頻率的增加，磁通量的變化速率逐漸滯后于交流電的工作頻率，磁滯損耗也隨之增加，導(dǎo)致輸出信號(hào)波動(dòng)變大，信號(hào)誤差增加。因此，在保證較大輸出信號(hào)的前提下，可以適當(dāng)降低工作頻率以提高信號(hào)準(zhǔn)確度，工作頻率可以保持在1～5 kHz的范圍內(nèi)。這樣在海水鹽度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以保證輸出信號(hào)V3百分位的準(zhǔn)確度。

5.4 鹽水電導(dǎo)率測(cè)試

海水電導(dǎo)率測(cè)試中用道萬的溫鹽深儀來標(biāo)定所配置鹽水的電導(dǎo)率值，驗(yàn)證在所設(shè)計(jì)的物理結(jié)構(gòu)下，輸出電壓V3與電導(dǎo)率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖14為流體電導(dǎo)率與輸出電壓V3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)圖像。

圖14 電導(dǎo)率測(cè)試數(shù)據(jù)圖

從圖14可看出，輸出電壓V3與鹽水電導(dǎo)率C近似呈線性關(guān)系，V3隨著鹽水電導(dǎo)率值的增加而穩(wěn)定增加。C=5 ms/cm時(shí)，V3=7.87 mV，達(dá)到了被檢測(cè)信號(hào)的級(jí)別，但是略微偏離于擬合的一次曲線，這是因?yàn)樵诘碗妼?dǎo)率的流體介質(zhì)中，線圈與流體介質(zhì)的互感電動(dòng)勢(shì)很微弱，經(jīng)過放大后，信號(hào)也會(huì)被外界的噪音所削弱，導(dǎo)致輸出信號(hào)略低于理論值。

如果要提高低電導(dǎo)率下的輸出信號(hào)V3，可以采用更高磁導(dǎo)率的磁芯、更大感量的線圈；在低于傳感器功耗上限的情況下，可以適當(dāng)增加輸入信號(hào)V1的大小；在二次電路開發(fā)時(shí)，除了信號(hào)放大模塊，還要增加功率放大模塊以及帶通濾波模塊，盡量消除外界的干擾信號(hào)。

6 結(jié) 論

本文采用磁芯材質(zhì)為坡莫合金的物理結(jié)構(gòu)下，輸出信號(hào)V3量級(jí)可以達(dá)到mV級(jí)別，能夠在后續(xù)的海水電導(dǎo)率測(cè)量時(shí)進(jìn)行捕捉與放大。當(dāng)磁芯線圈間距在小于40 mm時(shí)，輸出信號(hào)的線圈之間的互感電動(dòng)勢(shì)VL占比較大，因此在探頭內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)設(shè)置時(shí)，磁芯線圈的間距不可過近。在結(jié)合小型化的設(shè)計(jì)原則上，本文將線圈間距設(shè)置為50 mm，輸出信號(hào)中線圈與流體介質(zhì)的互感電動(dòng)勢(shì)Vσ占比較大，可提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。

本文的物理結(jié)構(gòu)中，輸入信號(hào)V1與輸出信號(hào)V3之間呈線性關(guān)系與理論模型相符合，不過最大誤差為6.4%，而市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的感應(yīng)式電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x器，準(zhǔn)確度可達(dá)量程的±0.01%，因此本物理結(jié)構(gòu)的誤差與市場(chǎng)的產(chǎn)品相比相差還較大。需要在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中做好導(dǎo)線和設(shè)備的信號(hào)屏蔽以及采用更加精密的信號(hào)放大電路板，來提高信號(hào)的準(zhǔn)確度與線性度。為了提高輸出信號(hào)V3的幅值，可以適當(dāng)增加工作頻率，但是要保證百分位的準(zhǔn)確度，需要盡量選擇小于5 kHz的工作頻率。本物理結(jié)構(gòu)下，5 kHz的工作頻率最為合適。

本文物理結(jié)構(gòu)輸出信號(hào)V3與電導(dǎo)率值呈近似的線性關(guān)系，在低電導(dǎo)率下的相應(yīng)略微低于理論值，可以采用更高磁導(dǎo)率的磁芯，增加線圈感量，并且在二次電路開發(fā)中，增加帶通濾波模塊，增加低電導(dǎo)率下輸出信號(hào)的穩(wěn)定性。