造成電磁智能水表電極極化干擾的原因分析

　　電極作為傳感器中拾取信號(hào)的重要組成部分，與被測(cè)介質(zhì)直接接觸。研究金屬電極極化干擾原理，提出改進(jìn)工藝，對(duì)提高傳感器信噪比，特別是對(duì)電磁智能水表的測(cè)量擴(kuò)展范圍，具有重要的指導(dǎo)意義。

　　

　　電磁智能水表電極極化的一般行為：

　　

　　不同的金屬導(dǎo)體接觸或連接會(huì)產(chǎn)生不同的電勢(shì)，稱為接觸電勢(shì)。從固體能帶理論的角度來(lái)看，由于兩種金屬的費(fèi)米能級(jí)不同（導(dǎo)帶中電子的Z高占據(jù)能級(jí)，即占有電子與非占有電子區(qū)域的分界面的集合，代表電子的化學(xué)勢(shì)）。

　　

　　因此當(dāng)兩種金屬接觸時(shí)，可以交換電子，從高化學(xué)勢(shì)到低化學(xué)勢(shì)的電子流動(dòng)，產(chǎn)生接觸電勢(shì)。這種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的典型應(yīng)用之一是金屬的原電池效應(yīng)，其逆過(guò)程是電解池。這兩個(gè)過(guò)程都與金屬電極在水中的行為有關(guān)。

　　

　　原電池包括兩個(gè)半電池反應(yīng)，即陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)。其中，陽(yáng)極（負(fù)極）失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致電勢(shì)升高，陰極（正極）得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，其電勢(shì)降低。電解池則相反，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

　　

　　通常，兩個(gè)電極是同一材料的金屬，即費(fèi)米能級(jí)幾乎相同。如果沒(méi)有外部電源，就不會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移。當(dāng)兩個(gè)金屬電極被放置在電解液中并連接到外部電源時(shí)，液體介質(zhì)會(huì)被電解。電子從高電勢(shì)的電極（正極）流向低電勢(shì)的電極（負(fù)極）形成電流。

　　

　　這時(shí)在兩電極附近同樣發(fā)生電化學(xué)半反應(yīng)（微電池）陽(yáng)極（正極）失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)電勢(shì)升高，陰極（負(fù)極）得到電子發(fā)生還原反應(yīng)電勢(shì)降低。因此隨著時(shí)間的累積，正極的電勢(shì)不斷升高，負(fù)極的電勢(shì)不斷降低，相當(dāng)于形成了一個(gè)與外接電源同向的電池串聯(lián)在回路中。

　　

　　這正是水流體電磁檢測(cè)技術(shù)中，恒磁勵(lì)磁情況下信號(hào)電極在被測(cè)液體中所經(jīng)歷情形，即電極發(fā)生了極化。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，電極電位偏離其平衡電位的現(xiàn)象被稱為電極的極化。此時(shí)極化電勢(shì)同相疊加到信號(hào)電勢(shì)上，電磁智能水表就會(huì)產(chǎn)生直流干擾。