CondX 100 在线电导率监测仪

CondX 100 系列

在线超纯水电导率 / 电阻率监测仪

24 位 ΔΣ ADC 配合交流同步解调，把超纯水在线监测的显示分辨率推进到 0.001 µS/cm。18.2 MΩ·cm 的超纯水上，实测重复性 0.34%。

分辨率吃掉的，是趋势

25℃ 超纯水的理论极限是 18.2 MΩ·cm，换算成电导率是 0.055 µS/cm。而超纯水系统常见的在线监测，分辨率停在 0.2 µS/cm —— 一个最小刻度，接近被测量的四倍。

在这个区间里，那样一块表只能表达两件事：到了，或者没到。抛光树脂快要穿透时，出水电导率不会突然报警，它会先有一段极缓慢的爬升。这段爬升看得见，就有几天时间从容安排换柱；看不见，就是某天早上突然报警，产线等着水。

读的是信号，不是噪声

电导率不能用直流测量：直流会让电极极化，读数在几十秒里慢慢下滑，看起来像水变好了，其实是电极表面在积累电荷。整条前端链路是围绕这一点重做的。

• 24 位 ΔΣ 差分 ADC，1000 SPS。 1 秒块平均把噪声按 √N 压下去，换来的是小数点后第三位真的携带信息，而不是抖出来的数字。
• 47.17 Hz 交流方波激励，刻意避开工频。 激励频率若落在 50 Hz 上，任何电网串扰都会被同步解调当成有效信号积分进去；往旁边挪开，这条路就堵死了。
• 电容隔直交流耦合。 电极上没有净直流分量，从根上避免极化导致的读数漂移。
• 正负半周同步解调。 两个半周相减除以二，放大器失调、温漂与缓慢的基线漂移在这一减里自行对消。
• 五档 PGA 自动量程 1× / 4× / 16× / 64× / 128×。 信号弱时自动升档，需要时也可手动锁档做诊断。
• 温度通道共用同一颗 24 位 ADC。 两线制比例测量，激励电流的绝对误差自行抵消；自动完成温度补偿，补偿系数可按现场标定结果配置。

标定权交回使用者手里

多数在线电导率表的标定是出厂做一次，换电极、换水源就只能返厂。CondX 100 把标定完整交给现场 —— 手上有几瓶标准液，就现场标几个点。

• 2~5 点标准液最小二乘标定。 同时修正增益与零点偏移，不再强行让拟合线过原点；仅有一瓶标准液时，退化为过原点的单点标定。
• 四个电极独立标定槽。 换一支探头切一个槽，不需要重标。
• CRC32 校验固化在 Flash 独立页。 链接脚本把这一页物理隔离在固件镜像之外，掉电不丢，重新烧录固件后标定值依然在 —— 这一条已实测验证。
• 拟合过程完全透明。 可以逐点列出每个标定点的原始读数与标准液标称值，也可以直接读出拟合出的斜率与截距；斜率明显偏离 1，就是电极或回路该检查了。

越界的数字，我们宁可标出来

K=0.01 / 0.02 的超纯水电极，物理上只在 0.055~1 µS/cm 区间可信。多数仪表越界之后照样给一个数，而那个数看起来毫无异样。

• 读数越界： 状态字自动置位，数值照常输出，但明确标注「不在本电极的验证范围内」。
• 标定越界： 用超出额定区间的标准液做标定，仪器直接拒收，避免一瓶不合适的标准液把整条拟合线拉歪。

这条边界是写在固件里的，不是写在说明书角落的免责声明里。

三路接口，接得进你的系统

三路协议栈彼此独立，背后读的是同一批测量值。电导率、电阻率、温度、增益档位与状态字均可读；电极常数、标定常数与温度补偿系数可远程写入并触发存盘。

• UART 服务口（115200 8N1）： 纯文本命令行，一条 ALL 读回全部数据，标定、诊断、锁档都在这里完成。
• RS485 Modbus RTU 从机： 标准功能码 0x03 / 0x06 / 0x10，CRC16 校验，IDLE 帧边界检测；浮点量按 IEEE754 大端占两个寄存器。
• CAN 2.0A（500 kbit/s）： 请求与响应各一帧，单帧完成问答，适合接入多设备总线网络。

为长期运行而设计

• FreeRTOS 多任务隔离： 测量、服务口、总线各自独立任务，一路阻塞不拖垮全局。
• 独立看门狗（IWDG）： 软件跑飞由硬件兜底。
• 采样链停滞自恢复： ADC 数据流停摆自动重启并计数，异常事后可追溯。
• 全量诊断可读： 中断计数、SPI 错误、串口溢出、各任务栈余量，一条命令全部读回。

核心技术规格

• 测量参数：电导率 / 电阻率 / 温度
• 电导率量程：0.055~1 µS/cm（K=0.01 / 0.02 电极额定区间）
• 电阻率量程：1~18.2 MΩ·cm
• 显示分辨率：0.001 µS/cm
• 重复性：优于 0.4% RSD（18.3 MΩ·cm 处实测 0.34%，30 个样本 / 约 40 秒）
• 电极常数：0.01~20.0 cm⁻¹，可配置（两电极式探头）
• ADC：24 位 ΔΣ 差分，1000 SPS
• 激励：47.17 Hz 交流方波，电容隔直耦合
• 自动量程：五档 PGA：1× / 4× / 16× / 64× / 128×
• 温度测量：共用 24 位 ADC 两线制比例测量，自动温度补偿，补偿系数可配置
• 标定：2~5 点最小二乘，4 个独立标定槽，Flash CRC32 固化
• 通信接口：UART 服务口 · RS485 Modbus RTU · CAN 2.0A
• 供电：DC 24 V
• 主控：STM32F103C8T6，ARM Cortex-M3 @72 MHz

应用领域

• 半导体与光伏纯水站：18.2 MΩ·cm 在线趋势监测与量程越界标记。
• 制药行业：纯化水与注射用水的水质监控，标定记录可追溯。
• 实验室：超纯水系统出水品质记录、树脂与膜寿命判断。
• 电力行业：锅炉给水与凝结水电导率监视，可经工业总线接入 DCS。
• 电子清洗与 PCB 漂洗线：漂洗终点判断。
• OEM 集成：超纯水系统整机厂商的测量前端模块。

自主研发与定制

CondX 100 的嵌入式控制软件由世通技术自主开发 —— 从 ADC 驱动、同步解调算法、多点标定拟合到三路通信协议栈全部为自有代码。《超纯水电导率测量仪嵌入式控制软件 V1.0》软件著作权登记申请已受理，受理号 2026R11L2907592。

需要定制通信协议、寄存器映射或标定策略的整机与系统集成客户，可与我们直接对接。