单谐振线圈测量海水电导率的仿真分析与试验验证

来源：电子测量技术杂志2026年第6期北京时间：

作者：刘宁，韩佳盛，王韬，冯书艺

单位：1.国家海洋技术中心 天津 300112; 2.自然资源部海洋观测技术重点实验室 天津 300112

摘要：针对沿海地区河口水质监测环境中，传统的电导率测量传感器存在体积庞大、易被腐蚀的问题，本文提出一种基于单线圈扫频测量谐振阻抗的海水电导率非接触测量方法。建立了海水环境下线圈等效电路模型，深入解析了海水涡流损耗对系统谐振特征的影响机理，阐明了在谐振状态下，谐振等效阻抗与海水电导率之间的存在的线性映射关系，采用有限元仿真，对仿真数据进行了线性拟合，验证了理论推导的准确性；在此基础上，搭建了基于扫频技术的电导率测量系统，实现了对谐振点阻抗的精准提取。试验结果表明：在低电导率（咸潮）环境下，该方法保持了恒定且高水平的测量灵敏度，拟合结果最大误差仅为0.041 7 mS/cm。相比于已有研究，本文方法在提升系统抗污染能力的同时，显著增强了对微弱电导率变化的感知精度，并且可以此类方法利用仿真软件提前计算出拟合所需的相关参数，可以节省传感器标定所需要的人力物力，优化传感器制备流程，为河口水质监测提供了一种低成本、高可靠、高灵敏的新方案。

关键词：电导率测量;电涡流检测;非接触式测量;海水电导率

基金资助：天津市自然科学基金(23JCYBJC00590)项目资助