具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，一种基于平面电极阵列的水质电导率检测方法，包括以下步骤：

S101：设计基于平面电极阵列结构的水质电导率检测传感器；所述传感器包括三组不同电极常数的测量电极对和测量电极对对应的参考电阻；

所述三组不同电极常数的测量电极对分别为低电极常数测量电极对、中电极常数测量电极对和高电极常数测量电极对；

S102：利用所述传感器进行目标水体的水质电导率检测，分别得到三组不同电极常数的测量电极对测量的水质电导率及其对应的权重系数，即低水质电导率及其权重系数、中水质电导率及其权重系数和高水质电导率及其权重系数；

S103：根据三组不同电极常数的测量电极对测量的水质电导率及其对应的权重系数，计算得到目标水体最终的水质电导率。

为了更好的解释本发明的内容，这里首先对水体电导率测量的概念进行释义；

请参考图2，图2为水体电导率测量的示意图；

在当电极两端加入交流电压(10K Hz为电压频率参考值，频率过低会在电极与表面形成离子集聚，频率过高会使整个系统呈现电容性)，若电压值为U，所测通过电极的电流值为I,则电导率σ的计算公式为：

其中R为水体电阻，κ是电极常数，由测量电极的形状决定，对于平行板电极来说，κ等于板间距d除以平行板面积A。

请参考图3，图3是平面电极传感器的基本结构图；

其主要参数有电极数N，电极宽度w，电极间距s和电极长度L。平面电极具有制造成本低，结构稳定，容易集成等优点，其电极常数κ为：

其中K为第一类完全椭圆积分，其计算公式为：

k由电极形状确定，可表示为：

α可以表示为

由上述可见，通过平面电极形状的几何参数，就可以设计电极常数。

请参考图,4，图4是电导率量程的细分示意图。

对于较宽的测量范围，可将其划分为若干个小的子范围。每个子范围中，可以求得一个中心电导率C_C，以表征其整个电导率子区间，计算公式为

其中C_H和C_L分别为该子区间内电导率的最大值和最小值。由于在测量中，电导率与测量电极的电极常数成正比，与所测得电阻成反比，因此为了保证测量的准确性和稳定性，可以让电极常数小的平面电极对负责电导率较小的区间，而让电极常数较大的平面电极，负责电导率较大的区间。因此，传感电极对就与所划分的电导率子区间形成一一对应关系，并设计权重系数予以体现。

权重系数的计算公式为：

σ为测量电极对测量得到的电导率；其中C_C为该测量电极所对应的电导率子区间的中心电导率。如图5所示，图5为权重系数随着测量电导率的变化示意图；

当前所测得的电导率越接近于所对应的中心电导率时，该测量电极的权重越高。反正，若测量电极所对应的中心电导率远离实测的电导率，则该权重越低。这种做法可以保证，测量时，对应中心电导率最接近当前电导率的测量电极具有最高的权重。

请参考图6，图6是传感器测量的示意图；

外加电压作用于传感器的一对测量电极与其相应参考电阻的串联电路上。其中每个测量电极对应的参考电阻R_r的计算公式为：

通过测量，可以并分别测得输入总电压为V1，电阻分压为V2,则一方面可以计算该测量电极所获得的电导率结果，如下：

Rsensor为测量电极的阻值；

通过上式对权重系数进行更新，即为：

可见，通过后续电路就能完成当前测量电极电导率以及该电导率在最终结果中的权重的计算。

假设待测水体的电导率区间被分为3份，与此对应在传感器阵列上设计了3个不同电极常数的测量对，每对测量电极均对应一个电导率子区间。实际测量中，每个传感器对均可以得到一个测量结果σ，以及该测量结果对应的权重系数β，那么最终的测试结果为：

请参考图7，图7为本发明实际测量示意图；当传感器阵列完全浸入待测水体之中，传感器所需的输入信号、相应的电压测量以及最终电导率的计算均由后续电路完成。

这里涉及的电路不是本发明重点内容，且均为普通常见电路设计，本发明所要保护的是测量方法，故对涉及的电路不作具体交代。

请参考图8，图8是本发明电极阵列示意图；图8中(a)为高电极常数测量电极对，(b)为电极常数测量电极对，(c)为低电极常数测量电极对。

图中有3个测量电极对，每对电极均有不同的电极常数，适应于不同的电导率范围。

本发明提供的有益效果是：在较低制造成本的情况下的提供宽量程、高精度和稳定性的水体电导率测量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。