一种电极式电导率传感器的制作方法

专利2026-08-23  15


本技术涉及传感器,具体涉及一种电极式电导率传感器。


背景技术:

1、电导率不仅是一个物理量,也是一个重要的电化学参数。电导率常作为液体导电能力的基本参数,用来表征溶液中导电离子的浓度。电导率的测量在电厂、化工、冶金、医药和污水处理等部门的水质监测以及通过电导率测量溶液浓度(如盐量计,酸碱浓度计等)当中应用十分广泛。国民经济和科学技术的不断发展,对溶液电导率测量要求也越来越高。

2、对电导率的测量通常采用电极电导率测量法、电磁电导率测量法和超声波电导率测量法,尤其前两种的应用更为普遍。由于电磁式测量法测量范围狭窄,仅限于高电导率溶液测量。电磁式测量法通常装置有2个线圈,分别是激励线圈和检测线圈,在激励线圈上施加一定频率的电压信号,根据电磁感应原理在溶液回路中产生感应电压,测量溶液电流使检测线圈发生电磁感应产生的输出电压就可以得到溶液的电导率。电磁式测量法具有不接触检测溶液的特点,因此,不会污染和破坏检测样品,但是由于原理限制只能用于高电导率溶液的测量,并且使用该法制造的仪器造价较高,主要应用于研究生物组织的电导率。电极电导率测量法是通过测量溶液电阻间接测量电导率。相对而言,电极电导率测量方法采用电极结构简单,造价低廉,测量范围广。电极电导率测量法根据电解导电原理采用电阻测量法间接测量电导率,电导测量电极在测量过程中表现为一个复杂的电化学系统,存在一些测量的特殊性,所以一般存在以下几个困难:电极极化现象,极化产生主要是由于电解产物在电极和溶液之间造成一个电势,其方向和外加电势相反,使得电极间的电流减小,等效电阻溶液电阻增加,使得电阻测量产生误差;寄生电容的影响,电极浸入溶液中就会由于离子吸附等原因使得电极表面带电,在电荷的相互左右下形成双电层;温度对测量的影响,温度直接影响溶液中电解质的电离度,溶解度,离子迁移速度,溶液的年度和膨胀等,从而影响溶液电导测量的准确;电极表面滋生的微生物和污渍,现在市场上主要是电极内藏式或者电极在传感器内部不方便清洁,直接影响电导率的测量精度。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种电极式电导率传感器,以解决电导率传感器性能改善问题。

2、为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:

3、本实用新型提供了一种电极式电导率传感器,该传感器包括:金属外壳、电极绝缘载体、温度传感器、电导电极以及传感器电路,温度传感器和电导电极设置在电极绝缘载体的端部,电导电极包括第一电导电极、第二电导电极、第三电导电极和第四电导电极,传感器电路设置在金属外壳内,

4、传感器电路包括:用于产生激励的电压源;用于将电压源产生的电压激励信号调制为方波信号并施加于第一电导电极和第四电导电极的调制电路;获取第二电导电极和第三电导电极产生的电流信号的信号调理电路,电流信号由电导电极在容纳待测溶液的电导池中响应于方波信号而产生;将信号调理电路的输出电流信号转换为电压信号的电压转换电路;将电压转换电路的输出转换为数字信号的模数转换电路;用于数字信号输出的信号输出模块。

5、可选地,第一电导电极、第二电导电极、第三电导电极和第四电导电极呈一字型排列。

6、可选地,温度传感器与电导电极在同一平面上。

7、可选地,电导电极位于电极绝缘载体的端部的平面内。

8、可选地,方波信号为50%占空比的pwm方波信号。

9、本实用新型的有益效果包括:

10、本实用新型提供的电极式电导率传感器包括:金属外壳、电极绝缘载体、温度传感器、电导电极以及传感器电路,温度传感器和电导电极设置在电极绝缘载体的端面上,电导电极包括第一电导电极、第二电导电极、第三电导电极和第四电导电极,传感器电路设置在金属外壳内,传感器电路包括:用于产生激励的电压源;用于将电压源产生的电压激励信号调制为方波信号并施加于第一电导电极和第四电导电极的调制电路;获取第二电导电极和第三电导电极产生的电流信号的信号调理电路,电流信号由电导电极在容纳待测溶液的电导池中响应于方波信号而产生;将信号调理电路的输出电流信号转换为电压信号的电压转换电路;将电压转换电路的输出转换为数字信号的模数转换电路;用于数字信号输出的信号输出模块。本申请的传感器可以通过调整激励的频率来实现不同电导率溶液的测量,电导电极和温度传感器位于传感器端部,可以更容易发现污染物,更容易清洁,温度传感器可以更加靠近电极,从而获得更快的响应,更快获得被测溶液温度。



技术特征:

1.一种电极式电导率传感器,其特征在于,所述传感器包括:金属外壳、电极绝缘载体、温度传感器、电导电极以及传感器电路,所述温度传感器和所述电导电极设置在所述电极绝缘载体的端部,所述电导电极包括第一电导电极、第二电导电极、第三电导电极和第四电导电极,所述传感器电路设置在所述金属外壳内,

2.根据权利要求1所述的电极式电导率传感器,其特征在于,所述第一电导电极、所述第二电导电极、所述第三电导电极和所述第四电导电极呈一字型排列。

3.根据权利要求1所述的电极式电导率传感器,其特征在于,所述温度传感器与所述电导电极在同一平面上。

4.根据权利要求1所述的电极式电导率传感器,其特征在于,所述电导电极位于所述电极绝缘载体的端面的平面内。

5.根据权利要求1所述的电极式电导率传感器,其特征在于,所述方波信号为50%占空比的pwm方波信号。


技术总结
本技术提供一种电极式电导率传感器,涉及传感器技术领域。该传感器包括:金属外壳、电极绝缘载体、温度传感器、电导电极以及传感器电路,传感器电路包括:用于产生激励的电压源;用于将激励信号调制为方波信号并施加于第一和第四电导电极的调制电路;获取第二和第三电导电极产生的电流信号的信号调理电路;将信号调理电路的输出电流信号转换为电压信号的电压转换电路;将电压转换电路的输出转换为数字信号的模数电路;用于信号输出的信号输出模块。本传感器可通过调整激励的频率来实现不同电导率溶液的测量,电导电极和温度传感器位于传感器端部,可更容易发现污染物,更容易清洁,温度传感器可以更加靠近电极,从而更快获得被测溶液温度。

技术研发人员:张永超
受保护的技术使用者:苏州禹山传感科技有限公司
技术研发日:20231221
技术公布日:2024/12/17
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