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電気伝導率計（ECメーター）は、溶液の電気伝導率を測定します。[ 1 ]研究や工学において様々な用途があり、水耕栽培、養殖、アクアポニックス、淡水システムなどで、水中の栄養素、塩分、不純物の量を監視するために一般的に使用されています。
一般的な実験室用導電率計は、2つまたは4つの電極からなるセルを用いた電位差測定法を採用しています。電極は通常、平行な板状または棒状、あるいは同心円筒状に配置されます。電極は、測定対象の流体によって腐食されない材料、多くの場合、白金または炭素で作られています。電極には直流ではなく交流が印加されます。これは、電極の電気分解、腐食、分極を低減し、迷走電流や電気化学ポテンシャルによる直流信号を除去するためです。
4電極プローブはケルビン検出方式を採用しており、外側電極に既知の電流を流し、内側電極間の電位差を検出します。これにより、配線抵抗と電極分極が相殺され、高導電率溶液でも高精度な測定が可能になります。一方、2電極プローブは既知の電流を流し、同じ電極ペア間の電圧を検出します。測定される抵抗値は配線抵抗や分極よりも数桁大きいため、低導電率溶液に適しています。
出力のスケールは電極配置の形状に依存しますが、一般的にはセル定数によって表されます。セル定数は、測定されたセルの抵抗と溶液の比抵抗の関係を示します。このセル定数を正確に決定するために、導電率が既知の電解質を用いた校正が行われます。測定された抵抗にセル定数を乗じることで比抵抗が得られるため、セル定数が高いほど導電率の高い溶液に適しており、その逆もまた然りです。
工業用導電率プローブでは、多くの場合、誘導方式が採用されます。この方式の利点は、液体がセンサーの電気部品を濡らさないことです。ここでは、2つのトロイダルコイルが使用されます。1つは磁場を発生させる駆動コイルで、正確に既知の電圧が供給されます。もう1つは検出コイルです。液体は両方のトロイダルコイルを通過し、その導電率に比例して誘導結合します。検出コイルに誘導される電流が検出され、出力は液体に起因しない固有の結合を除去するように校正されます。誘導方式は、導電率が低い場合（つまり、非常に純粋な水の場合）には感度が限られるため、腐食性、汚染度が高い、またはメンテナンスの手間が少ない用途に一般的に使用されます。
溶液の導電率は温度に大きく依存するため、温度補償機能付きの測定器を使用するか、測定対象溶液と同じ温度で測定器を校正することが重要です。金属とは異なり、一般的な電解質の導電率は温度の上昇とともに増加します。
限られた温度範囲においては、溶液の導電率に対する温度の影響は、以下の式を用いて線形的にモデル化することができる。
どこ
ほとんどの天然水サンプルにおける温度補償勾配は約2%/℃ですが、1～3%/℃の範囲で変動する場合があります。一般的な水溶液における補償勾配を以下の表に示します。
導電率測定は、プロセス制御において汎用性の高いツールです。測定は簡単かつ迅速で、最新のセンサーのほとんどはメンテナンスもほとんど必要ありません。測定された導電率の値を用いて、プロセス内で何が起こっているのかについて様々な推測を行うことができます。場合によっては、液体の濃度を計算するモデルを開発することも可能です。
導電率と温度を測定することで、純液の濃度を算出できます。様々な酸や塩基に対応したプリセット曲線が市販されています。例えば、導電率に基づく濃度測定法（浙江曲華フッ素化学、中国バルメット濃度3300）を用いて、高純度フッ化水素酸の濃度を測定できます。導電率と温度に基づく濃度測定法の利点は、オンライン分析装置に比べてインライン測定の速度が優れていることです。
導電率に基づく濃度測定には限界があります。ほとんどの酸と塩基の濃度と導電率の関係は線形ではありません。導電率に基づく測定では、ピークのどちら側で測定が行われているかを判断できないため、曲線の線形部分でのみ測定が可能です。 クラフトパルプ工場では、電気分解の各段階におけるアルカリ添加量を制御するために、導電率に基づく濃度測定を使用しています。導電率測定ではアルカリ成分の具体的な量を決定することはできませんが、電気分解液中の有効アルカリ（NaOH + 1/2 Na 2 SとしてNaOH または Na 2 O）または活性アルカリ（NaOH + Na 2 S として NaOH または Na 2 O）の量を示す良い指標となります。電気分解液の組成は、電気分解の各段階によって異なります。そのため、各測定点ごとに専用の曲線を作成するか、市販の製品を使用する必要があります。
調理工程における高圧・高温に加え、高濃度のアルカリ成分は、工程内に設置された導電率センサーに大きな負荷をかける。電極へのスケール付着を考慮に入れなければ、導電率測定値がずれてしまい、校正やメンテナンスの頻度が増加する。
![\displaystyle \sigma _{T}={\sigma _{T_{cal}}[1+\alpha (T-T_{cal})]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/96deb16e2dc6a3c94c6c9041c1a086a5891bae8a)