CN108061823A - 动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器及方法 - Google Patents
动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于电导率测试技术领域，提出的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，包括控制器，所述控制器与电源转换电路、动态信号发生电路和信号调理电路均连接，所述动态信号发生电路通过四电极电导率电极和所述信号调理电路连接，所述信号调理电路包括电流转电压取样电路，所述电流转电压取样电路输入端与所述四电极电导率电极连接，输出端与所述控制器连接。还提出一种动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法。本发明构思巧妙，操作简便，解决了现有技术中两极式电导率测量方法不能满足需要的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于电导率测试技术领域，涉及动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器及方法。
背景技术
电导率是表征地下水水质质量的重要参数，是地下水质量测试具有十分重要的地位。长期以来我国主要采用两电极式电导率检测方法实现对电导率的测量。但是两极式电导率测量方法存在内在的测量缺陷，主要有：一是必须分段测量，难以通过单支电极实现从0至百ms/cm级较大量程的测量；二是难以完成消除电极极化效应，测量易受电场干扰，容易影响测量精度；三是两极式电导率电极容易发生漂移，需定期校正，不适于在线监测。随着地下水水质精细测量和在线监测的需要，以及较大量程电导率测量污染监测的需要，两极式电导率测量方法已不能满足需要。
发明内容
本发明提出动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器及方法，解决了现有技术中两极式电导率测量方法不能满足需要的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，包括控制器，所述控制器与电源转换电路、动态信号发生电路和信号调理电路均连接，
所述动态信号发生电路和所述信号调理电路均与四电极电导率电极连接，
所述信号调理电路包括电流转电压取样电路，所述电流转电压取样电路输入端与所述四电极电导率电极连接，输出端与所述控制器连接。
作为进一步的技术方案，所述四电极电导率电极还与恒压负反馈电路连接，
所述四电极电导率电极包括依次连接的检测电极、接口和连接线，
所述连接线包括L1线、L2线、L3线和L4线，
所述L2线与所述动态信号发生电路的输出端连接，所述L1线与电流转电压取样电路输入端连接，所述L3线与所述恒压负反馈电路的输入端连接，所述L4线与所述恒压负反馈电路的输出端连接。
作为进一步的技术方案，所述电流转电压取样电路依次通过电压跟随器、整流电路与所述控制器连接，
所述电流转电压取样电路包括取样电阻和第二多路模拟开关，
所述电压跟随器包括第一电压跟随电路和第二电压跟随电路，
所述整流电路包括第三多路模拟开关，所述第三多路模拟开关通过整流电阻与所述控制器连接，
所述取样电阻输入端与所述L1线和所述第二电压跟随电路输入端均连接，输出端与所述第二多路模拟开关输入/输出端连接，所述第二多路模拟开关输出/输入端通过所述第一电压跟随电路与所述第三多路模拟开关输入端连接，
所述第二电压跟随电路输出端与所述第三多路模拟开关输入端连接，
所述动态信号发生电路输出端与所述第一电压跟随电路输入端、所述电流转电压取样电路输出端均连接。
作为进一步的技术方案，所述取样电阻包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，
所述第四电阻、所述第五电阻、所述第六电阻、所述第七电阻和所述第八电阻均一端与所述L1线、所述第二电压跟随电路连接，另一端与所述第二多路模拟开关连接。
作为进一步的技术方案，所述动态信号发生电路包括均与所述控制器连接的反相放大器和第一多路模拟开关，所述反相放大器包括均与所述第一多路模拟开关连接的第一反相放大器和第二反相放大器，
所述第一反相放大器同相输入端与地连接，反相输入端与所述控制器连接，输出端与所述第一多路模拟开关的输入端连接，
所述第二反相放大器同相输入端与所述第一多路模拟开关的输出端连接，反相输入端与所述L2线连接，输出端与所述第一电压跟随电路输入端、所述电流转电压取样电路输出端均连接。
动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法，包括以下步骤：
准备：将所述检测电极放置到待测地下水中；
动态信号触发：所述控制器控制内部的数模转换模块产生1V的正向直流电压信号，该正向直流信号经所述动态信号发生电路后产生频率和幅值可调的动态双极性激励脉冲信号；
电流感应：所述四电极电导率电极在受双极性脉冲信号激励后，所述L1线通过测量所述取样电阻两端的电压信号取得测试电路的电流信号；
信号转换及传送：所述信号调理模块将上一步骤所测得的电流信号转换为电压信号并将该信号传送至所述控制器；
信号解析：所述控制器将所述信号调理模块所提供的电压信号解析为直流信号；
计算：所述控制器将上一步骤解析所得直流信号，带入直流信号和电导率的线性关系式，得到被测地下水的电导率。
作为进一步的技术方案，所述信号解析步骤所依据方程为i＝V/R，
其中，i为所述信号解析步骤所测得电流值，V为所述信号调理模块传送至所述控制器的电压信号，R为所述取样电阻。
作为进一步的技术方案，所述计算步骤中直流信号和电导率的线性关系式为CON＝Ki+b，其中，CON为测量温度下的电导率值，i为所述信号解析步骤所测得电流值，斜率K和截距b与电路参数有关。
作为进一步的技术方案，还包括温度补偿步骤：所述计算步骤完成后，将计算得出的电导率带入温度补偿公式得出指定温度T0下的电导率。
作为进一步的技术方案，所述温度补偿公式为CONT0＝CON/[1+a(t-T0)]，
其中，CON T0为校正到指定温度T0条件下的电导率值，CON为测量温度下的电导率值，t为测量时的温度，a为补偿系数，被测地下水呈酸性，a为0.016；被测地下水呈碱性，a为0.019。
本发明使用原理及有益效果为：
1、本发明仪器上电后，电源转换电路为其他电路提供需要的正负电源开始工作。控制器控制内部的数模转换模块产生1V的正向直流电压信号，该正向直流信号经动态信号发生电路后产生频率和幅值可调的动态双极性激励脉冲信号，四电极电导率电极经动态双极性脉冲信号激励后产生直流信号，该直流信号经信号调理电路转换为可供控制器内部模数转换模块采集的直流电压信号，并由控制器将电压信号解析为直流信号，将该直流信号带入直流信号和电导率的线性关系式即可得到被测地下水的电导率。测量过程中由恒压负反馈电路确保四电极电导率L2和L3线之间电压的恒定，确保测量的精度。
其中，数模转换模块和模数转换模块既可内置在控制器中，又可采用独立的数模转换芯片和模数转换芯片，也可由信号发生芯片产生。本发明中所采用的运算放大器和多路模拟开关可有类似芯片所替代。
与现有两电极电导率测量方法相比有如下优点：
a.通过采用四电极电导率电极将电流和电压电极分开，有效避免和极化阻抗的影响，提高了电导率测量抗污染的能力。
b.通过采用动态双极性脉冲方法，四电极电导率测量方法彻底消除了极化电压对测量的影响，双极性脉冲频率和幅值，采样电阻的大小均随根据测电导率的大小自动调整，极大提高了测量精度。
c.能够满足0至百ms/cm级范围的测量，极大提高了电导率的测量范围，满足地下水污染监控的要求。
d.测量稳定，不易发生电极电位的漂移，适合地下水原位长期在线监测。
2、本发明中动态双极性脉冲法四电极电导率测量方法的原理为：四电极电导率电极在受双极性脉冲信号激励后将在L1线感应电流信号，通过测量高精度取样电阻两端的电压信号就能取得感应的电流信号，而电流信号与地下水电导率大小符合线性关系，带入事先拟合的线性关系式即可求得测量温度下地下水的电导率值。实施例2相对于实施1多了温度补偿步骤，便于用户根据需要将不同温度下检测到的地下水电导率转换为统一温度下进行分析比对，这一设置进一步增加了本发明所述提出动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法使用的便捷性，符合用户使用需求，设置科学合理。本发明通过采用动态双极性脉冲测量方法，实现了四极式电导率电极对地下水电导率的测量，具有测量精度高、测量范围广、测量稳定等优点，能够满足长期在线监测和污染监控的需要。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明控制结构框线示意图；
图2为本发明中控制器电路原理图；
图3为本发明中电源转换电路原理图；
图4为本发明中动态信号发生电路原理图；
图5为本发明中信号调理电路原理图；
图6为本发明中四电极电导率电极电路原理图；
图7为本发明中恒压负反馈电路原理图；
图中：1-控制器，2-电源转换电路，21-第一电源转换芯片，22-第二电源转换芯片，3-动态信号发生电路，31-反相放大器，311-第一反相放大器，312-第二反相放大器，32-第一多路模拟开关，4-信号调理电路，41-电流转电压取样电路，411-取样电阻，412-第二多路模拟开关，42-电压跟随器，421-第一电压跟随电路，422-第二电压跟随电路，43-整流电路，431-第三多路模拟开关，432-整流电阻，5-四电极电导率电极，51-检测电极，52-接口，53-连接线，6-恒压负反馈电路，7-数模转换模块，8-模数转换模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～7所示，本发明提出的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，包括控制器1，控制器1与电源转换电路2、动态信号发生电路3和信号调理电路4均连接，
动态信号发生电路3和信号调理电路4均与四电极电导率电极5连接，
信号调理电路4包括电流转电压取样电路41，电流转电压取样电路41输入端与四电极电导率电极5连接，输出端与控制器1连接。
进一步，四电极电导率电极5还与恒压负反馈电路6连接，
四电极电导率电极5包括依次连接的检测电极51、接口52和连接线53，
连接线53包括L1线、L2线、L3线和L4线，
L2线与动态信号发生电路3的输出端连接，L1线与电流转电压取样电路41输入端连接，L3线与恒压负反馈电路6的输入端连接，L4线与恒压负反馈电路6的输出端连接。
进一步，电流转电压取样电路41依次通过电压跟随器42、整流电路43与控制器1连接，
电流转电压取样电路41包括取样电阻411和第二多路模拟开关412，
电压跟随器42包括第一电压跟随电路421和第二电压跟随电路422，
整流电路43包括第三多路模拟开关431，第三多路模拟开关431通过整流电阻432与控制器1连接，
取样电阻411输入端与L1线和第二电压跟随电路422输入端均连接，输出端与第二多路模拟开关412输入/输出端连接，第二多路模拟开关412输出/输入端通过第一电压跟随电路421与第三多路模拟开关431输入端连接，
第二电压跟随电路422输出端与第三多路模拟开关431输入端连接，
动态信号发生电路3输出端与第一电压跟随电路421输入端、电流转电压取样电路41输出端均连接。
进一步，取样电阻411包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，
第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻均一端与L1线、第二电压跟随电路422连接，另一端与第二多路模拟开关412连接。
进一步，动态信号发生电路3包括均与控制器1连接的反相放大器31和第一多路模拟开关32，反相放大器31包括均与第一多路模拟开关32连接的第一反相放大器311和第二反相放大器312，
第一反相放大器311同相输入端与地连接，反相输入端与控制器1连接，输出端与第一多路模拟开关32的输入端连接，
第二反相放大器312同相输入端与第一多路模拟开关32的输出端连接，反相输入端与L2线连接，输出端与第一电压跟随电路421输入端、电流转电压取样电路41输出端均连接。
其中，第一反相放大器311反相输入端通过第一电阻R1与控制器连接，通过第二电阻R2与第一反相放大器311输出端连接。第一电压跟随电路421包括第三反相放大器，第二电压跟随电路422包括第四反相放大器，第三反相放大器31输入端、第四反相放大器31输入端均与第二多路模拟开关412输出端连接，第三反相放大器输出端、第四反相放大器输出端分别通过第九电阻R9、第十电阻R10与第三多路模拟开关431输入端连接。控制器1通过数模转换模块7与动态信号发生电路3连接，通过模数转换模块8与信号调理电路4连接。第二多路模拟开关412型号为CD4501，第三多路模拟开关431型号为CD4503，L1线分别通过第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8与第二多路模拟开关412的第一脚、第十二脚、第十五脚、第十四脚和第十三脚连接，第二多路模拟开关412的第一脚、第十二脚、第十五脚、第十四脚和第十三脚还分别通过第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8与第四反相放大器31的输入端连接，第十电阻R10输出端与第三多路模拟开关431的第二脚连接，第二多路模拟开关412的第三脚与第三反相放大器31的输入端和第二反相放大器312的输出端均连接，第九电阻R9输出端与第三多路模拟开关431的第十二脚连接。
恒压负反馈电路6包括第五反相放大器，第五反相放大器负相输入端与L2线连接，正相输入端与地连接，输出端通过第三电阻R3与L4线连接。电源转换电路2包括均与控制器1连接的第一电源转换芯片21和第二电源转换芯片22，第一电源转换芯片21与外电源连接。控制器1型号为MSP430F5438，第一反相放大器311、第二反相放大器312、第三反相放大器、第四反相放大器和第五反相放大器的型号均为TL062I，第一多路模拟开关32的型号为CD4501，第一电源转换芯片21的型号为NCV551和第二电源转换芯片22的型号为MAX660。
动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器主要由控制器1、动态信号发生电路3、恒压负反馈电路6、信号调理电路4、电源转换电路2和四电极电导率电极5构成。控制器1用于发生高精度直流模拟信号、采集并转换经信号调理电路4后的模拟信号。动态信号发生电路3用于产生驱动四电极电导率电极5的可调动态双极性脉冲激励信号。恒压负反馈电路6用于为四电极电导率电极5提供稳定的恒定电压。信号调理电路4用于将四电极电导率电极5输入的电流信号调理为可采集的电压信号，供控制器1的内置模数转换模块8采集。电源转换电路2用于产生仪器工作需要的正电压和负电压。四电极电导率电极5用于感应与电导率成线性比例关系的直流信号。
仪器上电后，电源转换电路2为其他电路提供需要的正负电源开始工作。控制器1控制内部的数模转换模块7产生1V的正向直流电压信号，该正向直流信号经动态信号发生电路3后产生频率和幅值可调的动态双极性激励脉冲信号，四电极电导率电极5经动态双极性脉冲信号激励后产生直流信号，该直流信号经信号调理电路4转换为可供控制器1内部模数转换模块8采集的直流电压信号，并由控制器1将电压信号解析为直流信号，将该直流信号带入直流信号和电导率的线性关系式即可得到被测地下水的电导率。测量过程中由恒压负反馈电路6确保四电极电导率L2和L3线之间电压的恒定，确保测量的精度。
其中，数模转换模块7和模数转换模块8既可内置在控制器1中，又可采用独立的数模转换芯片和模数转换芯片，也可由信号发生芯片产生。本发明中所采用的运算放大器和多路模拟开关可有类似芯片所替代。
与现有两电极电导率测量方法相比有如下优点：
1、通过采用四电极电导率电极将电流和电压电极分开，有效避免和极化阻抗的影响，提高了电导率测量抗污染的能力。
2、通过采用动态双极性脉冲方法，四电极电导率测量方法彻底消除了极化电压对测量的影响，双极性脉冲频率和幅值，采样电阻的大小均随根据测电导率的大小自动调整，极大提高了测量精度。
3、能够满足0至百ms/cm级范围的测量，极大提高了电导率的测量范围，满足地下水污染监控的要求。
4、测量稳定，不易发生电极电位的漂移，适合地下水原位长期在线监测。
采用动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器可快速准确测出待测地下水的电导率，具体实施例如下：
实施例1
准备：将检测电极51放置到待测地下水中；
动态信号触发：控制器1控制内部的数模转换模块产生1V的正向直流电压信号，该正向直流信号经动态信号发生电路3后产生频率和幅值可调的动态双极性激励脉冲信号；
电流感应：四电极电导率电极5在受双极性脉冲信号激励后，L1线通过测量取样电阻411两端的电压信号取得测试电路的电流信号；
信号转换及传送：信号调理模块将上一步骤所测得的电流信号转换为电压信号并将该信号传送至控制器1；
信号解析：控制器1将信号调理模块所提供的电压信号解析为直流信号；
计算：控制器1将上一步骤解析所得直流信号，带入直流信号和电导率的线性关系式，得到被测地下水的电导率。
其中，信号解析步骤所依据方程为i＝V/R，i为所述信号解析步骤所测得电流值，V(伏安)为信号调理模块传送至控制器1的电压信号，R为取样电阻411；
计算步骤中直流信号和电导率的线性关系式为CON＝Ki+b，其中CON为测量温度下的电导率值，i为所述信号解析步骤所测得电流值，斜率K和截距b与电路参数(本发明中各反相放大器的放大倍数等)有关，根据选用的具体电路确定，此为本技术人员公知常识，在此不过多赘述。
实施例2
准备：将检测电极51放置到待测地下水中；
动态信号触发：控制器1控制内部的数模转换模块产生1V的正向直流电压信号，该正向直流信号经动态信号发生电路3后产生频率和幅值可调的动态双极性激励脉冲信号；
电流感应：四电极电导率电极5在受双极性脉冲信号激励后，L1线通过测量取样电阻411两端的电压信号取得测试电路的电流信号；
信号转换及传送：信号调理模块将上一步骤所测得的电流信号转换为电压信号并将该信号传送至控制器1；
信号解析：控制器1将信号调理模块所提供的电压信号解析为直流信号；
计算：控制器1将上一步骤解析所得直流信号，带入直流信号和电导率的线性关系式，得到被测地下水的电导率，
温度补偿步骤：计算步骤完成后，将计算得出的电导率带入温度补偿公式得出指定温度T0下的电导率。
其中，信号解析步骤所依据方程为i＝V/R，i为所述信号解析步骤所测得电流值，V(伏安)为信号调理模块传送至控制器1的电压信号，R为取样电阻411；
计算步骤中直流信号和电导率的线性关系式为CON＝Ki+b，其中CON为测量温度下的电导率值，i为所述信号解析步骤所测得电流值，斜率K和截距b与电路参数(本发明中各反相放大器的放大倍数等)有关，根据选用的具体电路确定，此为本技术人员公知常识，在此不过多赘述。
温度补偿公式为CONT0＝CON/[1+a(t-T0)]，CON25为校正到指定温度T0条件下的电导率值，CON为测量温度下的电导率值，t为测量时的温度，a为补偿系数，被测地下水呈酸性，a为0.016；被测地下水呈碱性，a为0.019。指定温度一般为25℃，CON25＝CON/[1+a(t-25)]
动态双极性脉冲法四电极电导率测量方法的原理为：四电极电导率电极5在受双极性脉冲信号激励后将在L1线感应电流信号，通过测量高精度取样电阻411两端的电压信号就能取得感应的电流信号，而电流信号与地下水电导率大小符合线性关系，带入事先拟合的线性关系式即可求得测量温度下地下水的电导率值。实施例2相对于实施1多了温度补偿步骤，便于用户根据需要将不同温度下检测到的地下水电导率转换为统一温度下进行分析比对，这一设置进一步增加了本发明所述提出动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法使用的便捷性，符合用户使用需求，设置科学合理。本发明通过采用动态双极性脉冲测量方法，实现了四极式电导率电极对地下水电导率的测量，具有测量精度高、测量范围广、测量稳定等优点，能够满足长期在线监测和污染监控的需要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，其特征在于，包括控制器(1)，所述控制器(1)与电源转换电路(2)、动态信号发生电路(3)和信号调理电路(4)均连接，
所述动态信号发生电路(3)和所述信号调理电路(4)均与四电极电导率电极(5)连接，
所述信号调理电路(4)包括电流转电压取样电路(41)，所述电流转电压取样电路(41)输入端与所述四电极电导率电极(5)连接，输出端与所述控制器(1)连接。
2.根据权利要求1所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，其特征在于，所述四电极电导率电极(5)还与恒压负反馈电路(6)连接，
所述四电极电导率电极(5)包括依次连接的检测电极(51)、接口(52)和连接线(53)，
所述连接线(53)包括L1线、L2线、L3线和L4线，
所述L2线与所述动态信号发生电路(3)的输出端连接，所述L1线与电流转电压取样电路(41)输入端连接，所述L3线与所述恒压负反馈电路(6)的输入端连接，所述L4线与所述恒压负反馈电路(6)的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，其特征在于，所述电流转电压取样电路(41)依次通过电压跟随器(42)、整流电路(43)与所述控制器(1)连接，
所述电流转电压取样电路(41)包括取样电阻(411)和第二多路模拟开关(412)，
所述电压跟随器(42)包括第一电压跟随电路(421)和第二电压跟随电路(422)，
所述整流电路(43)包括第三多路模拟开关(431)，所述第三多路模拟开关(431)通过整流电阻(432)与所述控制器(1)连接，
所述取样电阻(411)输入端与所述L1线和所述第二电压跟随电路(422)输入端均连接，输出端与所述第二多路模拟开关(412)输入/输出端连接，所述第二多路模拟开关(412)输出/输入端通过所述第一电压跟随电路(421)与所述第三多路模拟开关(431)输入端连接，
所述第二电压跟随电路(422)输出端与所述第三多路模拟开关(431)输入端连接，
所述动态信号发生电路(3)输出端与所述第一电压跟随电路(421)输入端、所述电流转电压取样电路(41)输出端均连接。
4.根据权利要求3所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，其特征在于，所述取样电阻(411)包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，
所述第四电阻、所述第五电阻、所述第六电阻、所述第七电阻和所述第八电阻均一端与所述L1线、所述第二电压跟随电路(422)连接，另一端与所述第二多路模拟开关(412)连接。
5.根据权利要求4所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器，其特征在于，所述动态信号发生电路(3)包括均与所述控制器(1)连接的反相放大器(31)和第一多路模拟开关(32)，所述反相放大器(31)包括均与所述第一多路模拟开关(32)连接的第一反相放大器(311)和第二反相放大器(312)，
所述第一反相放大器(311)同相输入端与地连接，反相输入端与所述控制器(1)连接，输出端与所述第一多路模拟开关(32)的输入端连接，
所述第二反相放大器(312)同相输入端与所述第一多路模拟开关(32)的输出端连接，反相输入端与所述L2线连接，输出端与所述第一电压跟随电路(421)输入端、所述电流转电压取样电路(41)输出端均连接。
6.动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备：将权利要求3～5任一项所述检测电极(51)放置到待测地下水中；
动态信号触发：所述控制器(1)控制内部的数模转换模块产生1V的正向直流电压信号，该正向直流信号经所述动态信号发生电路(3)后产生频率和幅值可调的动态双极性激励脉冲信号；
电流感应：所述四电极电导率电极(5)在受双极性脉冲信号激励后，所述L1线通过测量所述取样电阻(411)两端的电压信号取得测试电路的电流信号；
信号转换及传送：所述信号调理模块将上一步骤所测得的电流信号转换为电压信号并将该信号传送至所述控制器(1)；
信号解析：所述控制器(1)将所述信号调理模块所提供的电压信号解析为直流信号；
计算：所述控制器(1)将上一步骤解析所得直流信号，带入直流信号和电导率的线性关系式，得到被测地下水的电导率。
7.根据权利要求6所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法，其特征在于，所述信号解析步骤所依据方程为i＝V/R，
其中，i为所述信号解析步骤所测得电流值，V为所述信号调理模块传送至所述控制器(1)的电压信号，R为所述取样电阻(411)。
8.根据权利要求7所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法，其特征在于，所述计算步骤中直流信号和电导率的线性关系式为CON＝Ki+b，其中，CON为测量温度下的电导率值，i为所述信号解析步骤所测得电流值，斜率K和截距b与电路参数有关。
9.根据权利要求6～8任一项所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法，其特征在于，还包括温度补偿步骤：所述计算步骤完成后，将计算得出的电导率带入温度补偿公式得出指定温度T0下的电导率。
10.根据权利要求9所述的动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测方法，其特征在于，所述温度补偿公式为CONT0＝CON/[1+a(t-T0)]，
其中，CONT0为校正到指定温度T0条件下的电导率值，CON为测量温度下的电导率值，t为测量时的温度，a为补偿系数，被测地下水呈酸性，a为0.016；被测地下水呈碱性，a为0.019。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108761209A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-06 | 浙江维思无线网络技术有限公司 | 一种液体电导率测量方法及装置 |
| CN110412083A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-05 | 吉林医药学院 | 一种透析废液电导率测量装置及检测方法 |
| CN110646678A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-03 | 杭州绿洁环境科技股份有限公司 | 一种电导率测量装置 |
| CN112798866A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 中天海洋系统有限公司 | 电导率信号采集电路及测试装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106137263A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-23 | 南京盟联信息科技股份有限公司 | 一种基于云端分析技术的排卵测定仪及其测定方法 |
| CN106199204A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-12-07 | 武汉诚迈科技有限公司 | 一种基于微控制器的溶液电导率测量仪表 |
-
2017
- 2017-12-01 CN CN201711251581.6A patent/CN108061823A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106137263A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-23 | 南京盟联信息科技股份有限公司 | 一种基于云端分析技术的排卵测定仪及其测定方法 |
| CN106199204A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-12-07 | 武汉诚迈科技有限公司 | 一种基于微控制器的溶液电导率测量仪表 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 俞宏波: "以电导率测量为核心的多参数水质检测系统的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
| 刘连伟: "动态双极性脉冲法电导率测量仪的研制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
| 赵学亮等: "双极性电压脉冲激励的智能电导率测量仪", 《自动化仪表》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108761209A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-06 | 浙江维思无线网络技术有限公司 | 一种液体电导率测量方法及装置 |
| CN110412083A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-05 | 吉林医药学院 | 一种透析废液电导率测量装置及检测方法 |
| CN110646678A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-03 | 杭州绿洁环境科技股份有限公司 | 一种电导率测量装置 |
| CN112798866A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 中天海洋系统有限公司 | 电导率信号采集电路及测试装置 |
| CN112798866B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-05-02 | 江苏中天科技股份有限公司 | 电导率信号采集电路及测试装置 |
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