電磁水表是新型全電子智能水表之一，具有高性能、低壓損、長壽命等特性，是物聯(lián)網(wǎng)技術在供水系統(tǒng)中得以應用的重要終端，其核心為應用電磁感應的流量傳感器。電極作為傳感器中拾取信號的重要部件，直接與被測介質接觸。流體介質的壓力、溫度、腐蝕性等都會對金屬電極造成不同程度的影響。關于電極的工藝及維護，在行業(yè)內(nèi)是比較熱門的話題，但未見深入闡述其原理的文獻報道。研究金屬電極的極化干擾原理，有針對地提出改進工藝，對提高傳感器信噪比，特別是對微電流勵磁的電磁水表的測量擴展范圍， 具有重要指導意義。
1、電極極化的一般行為
不同金屬導體接觸或相連，會產(chǎn)生不同的電勢，這被稱為接觸電勢。根據(jù)固體能帶理論的觀點，由于兩金屬的費米能級（導帶中電子最高占據(jù)能級，即占有電子與不占有電子區(qū)域的分界面的集合，代表電子的化學勢）不同，所以當兩金屬接觸時可以交換電子，發(fā)生從化學勢高到化學勢低的電子流動，產(chǎn)生接觸電勢。這種化學能轉化為電能的典型應用之一是金屬的原電池效應，其逆過程為電解池。這兩個過程均與金屬電極在水中的行為相關。
原電池包括兩個半電池反應，即陽極反應和陰極反應。其中陽極（負極）失去電子發(fā)生氧化反應導致電勢升高，陰極（正極）得到電子發(fā)生還原反應，其電勢降低。電解池則相反，是將電能轉化為化學能，通常兩電極為同材質的金屬，即費米能級近乎相同，若無外接電源不會發(fā)生電子轉移。兩金屬電極被置于電解液中并外接電源時，會使液體介質電解，電子從電勢高的電極（正極）流向電勢低的電極( 負極) ，形成電流。這時在兩電極附近同樣發(fā)生電化學半反應（微電池）陽極（正極）失去電子發(fā)生氧化反應電勢升高，陰極（負極）得到電子 發(fā)生還原反應電勢降低。因此隨著時間的累積，正極的電勢不斷升高，負極的電勢不斷降低，相當于形成了一個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技術中，恒磁勵磁情況下信號電極在被測液體中所經(jīng)歷情形，即電極發(fā)生了極化。當有電流通過時，電極電位偏離其平衡電位的現(xiàn)象被稱為電極的極化。此時極化電勢同相疊加到信號電勢上，會產(chǎn)生直流干擾。
