CN105866546B - 高抗干扰和低噪声电导率仪 - Google Patents

高抗干扰和低噪声电导率仪 Download PDF

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Abstract

高抗干扰和低噪声电导率仪包括推挽振荡电路、量程选择电路、高阻输入电路、第一谐振放大电路、第二谐振放大电路、联动开关、整流电路、电源电路和微安表，仪器设有两级谐振放大电路和联动开关，联动开关可使推挽振荡电路的振荡频率与两级谐振放大电路的选频频率相等，本电导率仪能有效抑制环境50Hz工频干扰，滤除各种工业设备、广播信号、电视信号和手机信号的电磁辐射，减低测量系统的噪声，提高测量结果的可信度，满足复杂电磁环境下使用电导率仪的低量程测量某些物质微弱电导率的需求。

Description

高抗干扰和低噪声电导率仪
技术领域
本发明涉及一种电导率仪，尤其涉及一种高抗干扰和低噪声电导率仪，属于电子测量仪器技术领域。
背景技术
电导率仪是水质测量、化学实验、工业生产、环境保护和医院中常用的一种电子测量仪器，电导率仪主要分为指针式电导率仪、数字式电导率仪和智能型电导率仪三种，现有的商品电导率仪内部一般不具有抗干扰电路，且带宽较宽，容易受环境50Hz工频干扰，特别是在复杂电磁环境下使用电导率仪的低量程测量某些物质的微弱电导率时，由于此时电导率仪的灵敏度较高，外界干扰很容易串入测量系统，测量数据受到干扰，同时由于商品电导率仪的带宽较宽，系统噪声较大，测量结果的可信度受到影响，因此，现有商品电导率仪不能在复杂电磁环境下使用电导率仪的低量程测量某些物质的微弱电导率。
发明内容
本发明的目的是提供一种指针式的高抗干扰电导率仪，能有效滤除电磁环境复杂情况下50Hz工频干扰，提高测量结果的可信度。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：高抗干扰和低噪声电导率仪包括推挽振荡电路(1)、量程选择电路(2)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)、联动开关(5)、第二谐振放大电路(6)、整流电路(7)、电源电路(8)和微安表(M)，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、开关K1、振荡变压器(B1)、晶体管T1和晶体管T2组成推挽振荡电路(1)，电阻R5、电阻R6、电阻R7和量程选择开关(S)组成量程选择电路(2)，电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C7、电容C8和场效应管(T3)组成高阻输入电路(3)，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C17组成整流电路(7)，电阻R4、电阻R14、电容C5、电容C6、电容C16和电池组(E)组成电源电路(8)；
推挽振荡电路(1)与其他各电路的连接顺序依次为量程选择电路(2)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)、第二谐振放大电路(6)、整流电路(7)、微安表(M)，电源电路(8)分别与推挽振荡电路(1)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)连接；
第一谐振放大电路(4)由电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C9、电容C10、电容C11、开关K2、第一谐振变压器(B2)和晶体管T4组成，晶体管T4的集电极与电容C9、电容C10和第一谐振变压器(B2)初级线圈的一端连接，电容C9、开关K2和第一谐振变压器(B2)初级线圈的一端连接，开关K2的一端与电容C10的一端连接，第一谐振变压器(B2)初级线圈的中心抽头与电阻R14的一端连接；
第二谐振放大电路(6)由电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、开关K3、第二谐振变压器(B3)和晶体管T5组成，晶体管T5的集电极与电容C13、电容C14和第二谐振变压器(B3)初级线圈的一端连接，电容C13、开关K3和第二谐振变压器(B3)初级线圈的一端连接，开关K3的一端与电容C14的一端连接，第二谐振变压器(B3)初级线圈的中心抽头与电阻R14的一端连接；
振荡变压器(B1)次级线圈的一端与测量电极正(J1)连接，测量电极正(J1)与电导池(G)的一端连接，电导池(G)的另一端与测量电极负(J2)连接，测量电极负(J2)的一端与电阻R5或电阻R6或电阻R7的一端连接，从测量电极负(J2)一端得到的信号依次经过电容C7、场效应管(T3)栅极、场效应管(T3)源极、电容C8、晶体管T4基极、晶体管T4集电极、第一谐振变压器(B2)初级、第一谐振变压器(B2)次级、晶体管T5基极、晶体管T5集电极、第二谐振变压器(B3)初级、第二谐振变压器(B3)次级、二极管D1和二极管D4、二极管D3和二极管D2、微安表(M)；
联动开关(5)由开关K1、开关K2和开关K3组成，开关K1通过机械连杆与开关K2和开关K3连接，电容C3、电容C4、开关K1、振荡变压器(B1)初级线圈的电感量决定推挽振荡电路(1)的振荡频率f1，电容C9、电容C10、开关K2、第一谐振变压器(B2)初级线圈的电感量决定第一谐振放大电路(4)的选频频率f2，电容C13、电容C14、开关K3、第二谐振变压器(B3)初级线圈的电感量决定第二谐振放大电路(6)的选频频率f3，当开关K1、开关K2和开关K3都闭合时，f1=f2=f3=140Hz，当开关K1、开关K2和开关K3都断开时，f1=f2=f3=230Hz。
由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：本电导率仪能有效抑制环境50Hz工频干扰，滤除各种工业设备、广播信号、电视信号和手机信号的电磁辐射，减低测量系统的噪声，提高测量结果的可信度，满足复杂电磁环境下使用电导率仪的低量程测量某些物质微弱电导率的需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下3幅附图：
图1是高抗干扰和低噪声电导率仪的结构框图，
图2是高抗干扰和低噪声电导率仪的电路布局图，
图3是高抗干扰和低噪声电导率仪的电路原理图。
在附图中所标各数字分别表示如下：
1.推挽振荡电路，2.量程选择电路，3.高阻输入电路，4.第一谐振放大电路，5.联动开关，6.第二谐振放大电路，7.整流电路，8.电源电路，B1.振荡变压器，B2.第一谐振变压器，B3.第二谐振变压器，C1.电容，C2.电容，C3.电容，C4.电容，C5.电容，C6.电容，C7.电容，C8.电容，C9.电容，C10.电容，C11.电容，C12.电容，C13.电容，C14.电容，C15.电容，C16.电容，C17.电容，D1.二极管，D2.二极管，D3.二极管，D4.二极管，E.电池组，G.电导池，J1.测量电极正，J2测量电极负，K1.开关，K2.开关，K3.开关，M.微安表，R1.电阻，R2.电阻，R3.电阻，R4.电阻，R5.电阻，R6.电阻，R7.电阻，R8.电阻，R9.电阻，R10.电阻，R11.电阻，R12.电阻，R13.电阻，R14.电阻，R15.电阻，R16.电阻，R17.电阻，S.量程选择开关，T1.晶体管，T2.晶体管，T3.场效应管，T4.晶体管，T5.晶体管。
具体实施方式
1.根据图1至图3，高抗干扰和低噪声电导率仪，包括推挽振荡电路(1)、量程选择电路(2)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)、联动开关(5)、第二谐振放大电路(6)、整流电路(7)、电源电路(8)和微安表(M)，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、开关K1、振荡变压器(B1)、晶体管T1和晶体管T2组成推挽振荡电路(1)，电阻R5、电阻R6、电阻R7和量程选择开关(S)组成量程选择电路(2)，电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C7、电容C8和场效应管(T3)组成高阻输入电路(3)，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C17组成整流电路(7)，电阻R4、电阻R14、电容C5、电容C6、电容C16和电池组(E)组成电源电路(8)。
2.推挽振荡电路(1)与其他各电路的连接顺序依次为量程选择电路(2)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)、第二谐振放大电路(6)、整流电路(7)、微安表(M)，电源电路(8)分别与推挽振荡电路(1)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)连接。
3.第一谐振放大电路(4)由电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C9、电容C10、电容C11、开关K2、第一谐振变压器(B2)和晶体管T4组成，晶体管T4的集电极与电容C9、电容C10和第一谐振变压器(B2)初级线圈的一端连接，电容C9、开关K2和第一谐振变压器(B2)初级线圈的一端连接，开关K2的一端与电容C10的一端连接，第一谐振变压器(B2)初级线圈的中心抽头与电阻R14的一端连接。
4.第二谐振放大电路(6)由电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、开关K3、第二谐振变压器(B3)和晶体管T5组成，晶体管T5的集电极与电容C13、电容C14和第二谐振变压器(B3)初级线圈的一端连接，电容C13、开关K3和第二谐振变压器(B3)初级线圈的一端连接，开关K3的一端与电容C14的一端连接，第二谐振变压器(B3)初级线圈的中心抽头与电阻R14的一端连接。
5.振荡变压器(B1)次级线圈的一端与测量电极正(J1)连接，测量电极正(J1)与电导池(G)的一端连接，电导池(G)的另一端与测量电极负(J2)连接，测量电极负(J2)的一端与电阻R5或电阻R6或电阻R7的一端连接，从测量电极负(J2)一端得到的信号依次经过电容C7、场效应管(T3)栅极、场效应管(T3)源极、电容C8、晶体管T4基极、晶体管T4集电极、第一谐振变压器(B2)初级、第一谐振变压器(B2)次级、晶体管T5基极、晶体管T5集电极、第二谐振变压器(B3)初级、第二谐振变压器(B3)次级、二极管D1和二极管D4、二极管D3和二极管D2、微安表(M)。
6.联动开关(5)由开关K1、开关K2和开关K3组成，开关K1通过机械连杆与开关K2和开关K3连接，电容C3、电容C4、开关K1、振荡变压器(B1)初级线圈的电感量决定推挽振荡电路(1)的振荡频率f1，电容C9、电容C10、开关K2、第一谐振变压器(B2)初级线圈的电感量决定第一谐振放大电路(4)的选频频率f2，电容C13、电容C14、开关K3、第二谐振变压器(B3)初级线圈的电感量决定第二谐振放大电路(6)的选频频率f3，当开关K1、开关K2和开关K3都闭合时，f1=f2=f3=140Hz，当开关K1、开关K2和开关K3都断开时，f1=f2=f3=230Hz。
7.推挽振荡电路(1)产生的测量信号频率为140Hz或230Hz，第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)的功能一是放大，二是选频，三是滤除干扰信号，第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)都包含LC谐振回路，对频率为140Hz或230Hz的测量信号能有效地放大，对140Hz或230Hz通频带以外的信号能有效地抑制，50Hz工频信号远低于140Hz或230Hz，工业设备、广播信号、电视信号和手机信号等辐射频率远高于140Hz或230Hz，所以各种干扰信号被第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)有效地抑制掉，由于是两级抑制，因此电导率仪具有高抗干扰能力，根据噪声理论，系统的通频带越窄，噪声就越小，由于第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)采用LC回路选频使通频带变窄，所以电导率仪的系统噪声很低。
8.所述的电导率仪的工作流程为：由推挽振荡电路(1)产生测量信号，测量信号由振荡变压器(B1)的次级线圈输出到测量电极正(J1)，测量电极正(J1)上的测量信号加载到电导池(G)，电导池(G)与量程选择电路(2)中的电阻R5或电阻R6或电阻R7组成分压电路，分压后的测量信号由测量电极负(J2)输送到电容C7，经电容C7隔直后，测量信号输送到场效应管(T3)进行跟随，跟随后的信号经电容C8后送入晶体管T4进行第一级电压放大，经电容C9、电容C10、第一谐振变压器(B2)组成的LC回路选频后，测量信号送入晶体管T5进行第二级电压放大，经电容C13、电容C14、第二谐振变压器(B3)组成的LC回路选频后，测量信号由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4进行全波整流，将交流信号转换成直流信号，经电容C17滤波后，由微安表(M)指示出所测电导率的大小。

Claims (1)

1.一种高抗干扰和低噪声电导率仪，包括推挽振荡电路(1)、量程选择电路(2)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)、联动开关(5)、第二谐振放大电路(6)、整流电路(7)、电源电路(8)和微安表(M)，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、开关K1、振荡变压器(B1)、晶体管T1和晶体管T2组成推挽振荡电路(1)，电阻R5、电阻R6、电阻R7和量程选择开关(S)组成量程选择电路(2)，电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C7、电容C8和场效应管(T3)组成高阻输入电路(3)，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C17组成整流电路(7)，电阻R4、电阻R14、电容C5、电容C6、电容C16和电池组(E)组成电源电路(8)；
其特征在于：推挽振荡电路(1)与其他各电路的连接顺序依次为量程选择电路(2)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)、第二谐振放大电路(6)、整流电路(7)、微安表(M)，电源电路(8)分别与推挽振荡电路(1)、高阻输入电路(3)、第一谐振放大电路(4)和第二谐振放大电路(6)连接；
第一谐振放大电路(4)由电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C9、电容C10、电容C11、开关K2、第一谐振变压器(B2)和晶体管T4组成，晶体管T4的集电极与电容C9、电容C10和第一谐振变压器(B2)初级线圈的一端连接，电容C9、开关K2和第一谐振变压器(B2)初级线圈的一端连接，开关K2的一端与电容C10的一端连接，第一谐振变压器(B2)初级线圈的中心抽头与电阻R14的一端连接；
第二谐振放大电路(6)由电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、开关K3、第二谐振变压器(B3)和晶体管T5组成，晶体管T5的集电极与电容C13、电容C14和第二谐振变压器(B3)初级线圈的一端连接，电容C13、开关K3和第二谐振变压器(B3)初级线圈的一端连接，开关K3的一端与电容C14的一端连接，第二谐振变压器(B3)初级线圈的中心抽头与电阻R14的一端连接；
振荡变压器(B1)次级线圈的一端与测量电极正(J1)连接，测量电极正(J1)与电导池(G)的一端连接，电导池(G)的另一端与测量电极负(J2)连接，测量电极负(J2)的一端与电阻R5或电阻R6或电阻R7的一端连接，从测量电极负(J2)一端得到的信号依次经过电容C7、场效应管(T3)栅极、场效应管(T3)源极、电容C8、晶体管T4基极、晶体管T4集电极、第一谐振变压器(B2)初级、第一谐振变压器(B2)次级、晶体管T5基极、晶体管T5集电极、第二谐振变压器(B3)初级、第二谐振变压器(B3)次级、二极管D1和二极管D4、二极管D3和二极管D2、微安表(M)；
联动开关(5)由开关K1、开关K2和开关K3组成，开关K1通过机械连杆与开关K2和开关K3连接，电容C3、电容C4、开关K1、振荡变压器(B1)初级线圈的电感量决定推挽振荡电路(1)的振荡频率f1，电容C9、电容C10、开关K2、第一谐振变压器(B2)初级线圈的电感量决定第一谐振放大电路(4)的选频频率f2，电容C13、电容C14、开关K3、第二谐振变压器(B3)初级线圈的电感量决定第二谐振放大电路(6)的选频频率f3，当开关K1、开关K2和开关K3都闭合时，f1=f2=f3=140Hz，当开关K1、开关K2和开关K3都断开时，f1=f2=f3=230Hz。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104931794A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 苏州市华安普电力工程有限公司 一种精密电导率仪
CN205192997U (zh) * 2015-11-19 2016-04-27 龙南金泰阁钴业有限公司 一种硫酸钴洗液检测电导率仪

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104931794A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 苏州市华安普电力工程有限公司 一种精密电导率仪
CN205192997U (zh) * 2015-11-19 2016-04-27 龙南金泰阁钴业有限公司 一种硫酸钴洗液检测电导率仪

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
固相反应电导率仪的研制及应用;冯越 等;《分析仪器》;19961231(第2期);第45-48页 *
微弱电导率仪的研制与应用;顾国娟;《淮阴师范学院学报（自然科学版）》;20030531;第2卷(第2期);第119-122页 *
高灵敏电导率仪的研制与应用;冯越 等;《唐山学院学报》;20030930;第16卷(第3期);第76-77页以及第90页 *

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