CN109507485A - 一种液体电介质电导率测量系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例涉及电导率测量领域，尤其涉及一种液体电介质电导率测量系统。液体电介质电导率测量系统包括动力泵、测试流道和电流计，所述动力泵包括第一泵端和第二泵端，第一泵端和第二泵端其中一者用于抽取液体电介质，另一者用于排出液体电介质；测试流道包括相互连通的第一测试端和第二测试端，所述第二泵端和第一测试端连接，所述第一泵端和第二测试端连接，所述测试流道还包括电极，所述电极和进入测试流道的液体电介质接触，所述电流计和电极电性连接。液体电介质电导率测量系统具有结构简单，且能测量流动状态下电介质的优点。

Description

一种液体电介质电导率测量系统

技术领域

本公开实施例涉及电导率测量领域，尤其涉及一种液体电介质电导率测量系统。

背景技术

液体的电导率跟液体里的离子浓度有很大关系，因此，液体的电导率的测量在很多领域需要应用，如环保、医药等领域。现有的测量装置结构复杂，成本相对较高。

因此，图和提供一种结构简单的测量装置，就成了现有技术的需求。

发明内容

本公开实施例提供一种液体电介质电导率测量系统，以提供一种结构简单的电导率测量装置。

本公开实施例提供了一种液体电介质电导率测量系统，所述液体电介质电导率测量系统包括动力泵、测试流道和电流计，所述动力泵包括第一泵端和第二泵端，第一泵端和第二泵端其中一者用于抽取液体电介质，另一者用于排出液体电介质；测试流道包括相互连通的第一测试端和第二测试端，所述第二泵端和第一测试端连接，所述第一泵端和第二测试端连接，所述测试流道还包括电极，所述电极和进入测试流道的液体电介质接触，所述电流计和电极电性连接。

优选地，所述液体电介质电导率测量系统还包括电荷释放箱，所述第二泵端通过电荷释放箱和第一测试端连接，或所述第二测试端通过电荷释放箱和第一泵端连接，所述电荷释放箱用于去除经过电荷释放箱的液体电介质中的电荷。

优选地，所述电极包括高压电极和测试电极，所述高压电极、测试电极都和液体电介质接触，且分别设置在液体电介质流动方向的两侧，所述测试电极和电流计电性连接，所述测试电极被施加测试电压时，所述电流计用于测试流经高压电极、液体电介质和测试电极的电流，以用于计算液体电介质的电导率。

优选地，所述测试电极被施加测试电压为U，所述电流计检测到的电流为i(t)，高压电极与测试电极间距为d，电极的有效面积为A，则液体电介质的电导率为

σ(t)＝J(t)/E＝(i(t)/U)(d/A)。

优选地，所述电极还包括保护电极，所述保护电极和液体电介质接触，所述保护电极用于抑制电极边缘效应给电流计的测试结果造成的误差。

优选地，所述测试流道还包括第一缓冲箱、第二缓冲箱和流道，所述流道包括相互连通的第一端部和第二端部，所述第二泵端通过第一缓冲箱和第一端部连接，所述第二端部通过第二缓冲箱和第一泵端连接，进入测试流道的液体电介质流经第一缓冲箱、流道和第二缓冲箱，所述电极至少部分位于流道内以和液体电介质接触。

优选地，所述测试流道还包括电极基座，所述电极基座同时和流道、电极连接，所述电极基座用于固定电极。

优选地，所述液体电介质电导率测量系统还包括第三缓冲箱，所述动力泵通过第三缓冲箱和测试流道连接，所述第三缓冲箱用于注入电介质和缓冲液体电介质流速。

优选地，所述液体电介质电导率测量系统还包括温控流道，所述动力泵通过温控流道和测试流道连接。

优选地，所述液体电介质电导率测量系统还包括流量计，所述动力泵通过流量计和测试流道连接，所述流量计用于测试经过流量计的液体电介质的流速。

与现有技术相比，本公开实施例通过提供一种液体电介质电导率测量系统，液体电介质电导率测量系统包括动力泵、测试流道和电流计，所述动力泵包括第一泵端和第二泵端，第一泵端和第二泵端其中一者用于抽取液体电介质，另一者用于排出液体电介质；测试流道包括相互连通的第一测试端和第二测试端，所述第二泵端和第一测试端连接，所述第一泵端和第二测试端连接，所述测试流道还包括电极，所述电极和进入测试流道的液体电介质接触，所述电流计和电极电性连接，电导率测量装置结构简单，且能够测量流动状态下的液体电介质的电导率。

本公开实施例的液体电介质电导率测量系统还包括电荷释放箱，电荷释放箱能消除液体电介质中的电荷，能为后续的测量做准备，减少测量误差。

本公开实施例的测试流道还包括第一缓冲箱、第二缓冲箱和流道，所述流道包括相互连通的第一端部和第二端部，所述第二泵端通过第一缓冲箱和第一端部连接，所述第二端部通过第二缓冲箱和第一泵端连接，进入测试流道的液体电介质流经第一缓冲箱、流道和第二缓冲箱，所述电极至少部分位于流道内以和液体电介质接触，第一缓冲箱和第二缓冲箱缓冲进入和流出流道的液体电介质，使在流道中的液体电介质流速趋于稳定。

本公开实施例的液体电介质电导率测量系统还包括流量计，所述动力泵通过流量计和测试流道连接，所述流量计用于测试经过流量计的液体电介质的流速，可根据流量计测量的流速判断电导率和流速的关系。

附图说明

图1为本公开实施例提供的液体电介质电导率测量系统的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的液体电介质电导率测量系统的测试流道的剖视示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

请一并参阅图1和图2，本公开实施例提供了一种液体电介质电导率测量系统10，其用于测量液体电介质的导电率，该液体电介质电导率测量系统10包括动力泵11、温控流道12、测试流道13、电荷释放箱14、流量计15、第三缓冲箱16、电流计(图未示)、电机17和管道18。电机17和动力泵11连接，电机17驱动动力泵11运行，动力泵11包括第一泵端和第二泵端，第一泵端和第二泵端其中一者用于抽取液体电介质，另一者用于排出液体电介质，第二泵端通过温控流道12和测试流道13连接，测试流道13依次通过电荷释放箱14、流量计15、缓冲箱和第一泵端连接，动力泵11、温控流道12、测试流道13、电荷释放箱14、流量计15、第三缓冲箱16之间连接时，都使用管道18连接，电机17通过动力泵11驱动液体电介质在动力泵11、温控流道12、测试流道13、电荷释放箱14、流量计15、第三缓冲箱16之间循环。测试流道13包括电极134，电极134和进入测试流道13的液体电介质接触，所述电流计和电极134电性连接，电极134被施加测试电压时，电流计用于测试流经电极134的电流，以用于计算液体电介质的电导率。

电机17的类型不做限定，电机17可选为三相电机17，三相电机17和动力泵11连接时，如可以选用皮带连接。

管道18的类型不做限定，管道18可以为硬质管道18或软质管道18，能使液体电介质能够在也体内流通即可。管道18采用金属管道以最大程度抑制油流带电现象，并加入部分不锈钢波纹管道，其可对循环管路内液体介质由温度引起的体积变化做出反馈与补偿。

动力泵11用于驱动液体电介质流动。本申请实施例中，并不限定第一泵端用于抽取液体电介质，还是第二泵端用于抽取液体电介质。为了更好地进行说明，本公开实施例中以第一泵端用于抽取液体电介质、第二泵端用于排出液体电介质进行说明。第二泵端排出的液体电介质经由温控流道12进入测试流道13。

温控流道12对进入温控流道12的液体电介质进行温度调整。温控流道12能对液体电介质的温度调节范围为10℃～100℃。温控流道12对液体电介质温度的调节方式包括但不限于电调节、油浴调节和水浴调节。电调节即为使用电能调节液体电介质的温度。温控流道12优选为油浴调节或水浴调节。作为一种实施方式，温控流道12包括温控管道12118、温控箱122、温控液123。第二泵端通过温控管道12118和测试流道13连接，温控管道12118和温控液123都位于温控箱122中，温控管道12118至少部分浸泡于温控液123中，可通过调节温控液123的温度，进一步调节流经温控管道12118中的液体电介质的温度。可以理解，控制温控液123温度时，可以采用冷却片和/或电热丝。可以理解，流量计15的位置可以调换，使动力泵11通过温控流道12和测试流道13连接即可。优选地，温控流道12位于测试流道13在液体电介质流动方向的前方，液体电介质经过温控流道12后即进入测试流道13，进入测试流道13的液体电介质的温度符合要求。

测试流道13包括相互贯通的第一测试端和第二测试端，第一测试端通过温控流道12和第二泵端连接，第二测试端依次通过电荷释放箱14、流量计15、缓冲箱和第一泵端连接。具体的，测试流道13包括第一缓冲箱131、第二缓冲箱132、流道133、电极134和电极基座135。

流道133包括相互连通的第一端部和第二端部，所述第二泵端通过第一缓冲箱131和第一端部连接，所述第二端部通过第二缓冲箱132和第一泵端连接。第一缓冲箱131即为第一测试端，第二缓冲箱132即为第二测试端。电极基座135同时和流道133、电极134连接，所述电极基座135用于固定电极134，使电极134至少部分位于流道133内以和液体电介质接触，进入测试流道13的液体电介质流经第一缓冲箱131、流道133和第二缓冲箱132。其中，流道133可选为不锈钢流道。

电极基座135的形状和结构不做限定，能和流道133连接，并把电极134固定支撑即可。如电极基座135可卡设在流道133上，电极基座135上并开设孔或者参考，以固定电极134或支撑电极134。在固定或支撑电极134时，也起到了限位电极134的作用。电极基座135支撑固定电极134并且使电极134与不锈钢流道相互绝缘，电极基座135的尺寸需要满足广泛的测试电压范围，在向电极134施加较高电压下其仍具有较好的绝缘性能，杜绝电极134向不锈钢流道发生放电的情况。

第一缓冲箱131和第二缓冲箱132的横截面积大于流道133的横截面积，第一缓冲箱131和第二缓冲箱132缓冲进入和流出流道133的液体电介质，使在流道133中的液体电介质流速趋于稳定。

电极134包括高压电极1341、测试电极1342和保护电极1343。高压电极1341、测试电极1342和保护电极1343都固定在电极基座135上，高压电极1341、测试电极1342、保护电极1343都和流道133内的液体电介质接触。高压电极1341、测试电极1342、保护电极1343位于垂直于液体电介质流动方向的同一平面上。高压电极1341和外部电路连接，外部电路可提供测试电压给高压电极1341；测试电极1342和电流计电性连接；保护电极1343也和外部电路电性连接。测试电极1342被施加测试电压时，所述电流计用于测试流经高压电极1341、液体电介质和测试电极1342的电流，以用于计算液体电介质的电导率，保护电极1343用于抑制电极边缘效应给电流计的测试结果造成的误差。测试电极1342被施加测试电压时，优选使液体电介质的电场强度范围选为0.1kV/mm～10kV/mm。

可以理解，保护电极1343可以省略设置，则高压电极1341、测试电极1342分别设置在液体电介质流动方向的两侧。若测试电极1342被施加测试电压为U，所述电流计检测到的电流为i(t)，高压电极1341与测试电极1342间距为d，电极134的有效面积为A，则液体电介质的电导率为

σ(t)＝J(t)/E＝(i(t)/U)(d/A)。

电荷释放箱14用于去除经过电荷释放箱14的液体电介质中的电荷。液体电介质在经过测试流道13时，会被测试流道13的电极134施加电荷，电荷释放箱14位于测试流道13在液体电介质流动方向的后方，消除液体电介质中的电荷，可为后续再次测试做准备，提高了测量液体电介质的电导率的准确度。

流量计15用于测试经过流量计15的液体电介质的流速。根据计算的导电率，和测量出的流速，可以判断出液体电介质的电导率和液体流速的关系。可以理解，流量计15的位置可以调换，使动力泵11通过流量计15和测试流道13连接即可。

第三缓冲箱16可以为一横截面积较大的管道18或箱体，第三缓冲箱16的横截面积大于管道18的横截面积。可以理解，缓冲箱用于注入液体电介质，并对流动的液体起到缓冲作用，使液体电介质流速趋于稳定。

优选地，液体电介质电导率测量系统10还包括工控机，电流计、流量计15、电机17都和工控机电性连接，工控机控制电机17的转速，以通过动力泵11控制液体电介质的流速，工控机可读取电流计检测的电流数值，并计算液体电介质的电导率，工控机还读取流量计15的流速数值。

在使用时，向第三缓冲箱16中注入液体电介质，使电机17运转，动力泵11以低速运行，使液体电介质在液体电介质电导率测量系统10中达到需求量，液体电介质注入完毕后，使动力泵11以高速运行10h，液体电介质电导率测量系统10中的液体电介质循环趋于稳定，且其中气泡数量极少。调节动力泵11的运行速度，使液体电介质的流道速度符合需求，向高压电极1341施加测试电压，电流计读数相应数值，以计算液体电介质的电导率。

与现有技术相比，本公开实施例通过提供一种液体电介质电导率测量系统，液体电介质电导率测量系统包括动力泵、测试流道和电流计，所述动力泵包括第一泵端和第二泵端，第一泵端和第二泵端其中一者用于抽取液体电介质，另一者用于排出液体电介质；测试流道包括相互连通的第一测试端和第二测试端，所述第二泵端和第一测试端连接，所述第一泵端和第二测试端连接，所述测试流道还包括电极，所述电极和进入测试流道的液体电介质接触，所述电流计和电极电性连接，电导率测量装置结构简单，且能够测量流动状态下的液体电介质的电导率。

本公开实施例的液体电介质电导率测量系统还包括电荷释放箱，电荷释放箱能消除液体电介质中的电荷，能为后续的测量做准备，减少测量误差。

本公开实施例的测试流道还包括第一缓冲箱、第二缓冲箱和流道，所述流道包括相互连通的第一端部和第二端部，所述第二泵端通过第一缓冲箱和第一端部连接，所述第二端部通过第二缓冲箱和第一泵端连接，进入测试流道的液体电介质流经第一缓冲箱、流道和第二缓冲箱，所述电极至少部分位于流道内以和液体电介质接触，第一缓冲箱和第二缓冲箱缓冲进入和流出流道的液体电介质，使在流道中的液体电介质流速趋于稳定。

本公开实施例的液体电介质电导率测量系统还包括流量计，所述动力泵通过流量计和测试流道连接，所述流量计用于测试经过流量计的液体电介质的流速，可根据流量计测量的流速判断电导率和流速的关系。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述液体电介质电导率测量系统包括动力泵、测试流道和电流计，所述动力泵包括第一泵端和第二泵端，第一泵端和第二泵端其中一者用于抽取液体电介质，另一者用于排出液体电介质；测试流道包括相互连通的第一测试端和第二测试端，所述第二泵端和第一测试端连接，所述第一泵端和第二测试端连接，所述测试流道还包括电极，所述电极和进入测试流道的液体电介质接触，所述电流计和电极电性连接。

2.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述液体电介质电导率测量系统还包括电荷释放箱，所述第二泵端通过电荷释放箱和第一测试端连接，或所述第二测试端通过电荷释放箱和第一泵端连接，所述电荷释放箱用于去除经过电荷释放箱的液体电介质中的电荷。

3.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述电极包括高压电极和测试电极，所述高压电极、测试电极都和液体电介质接触，且分别设置在液体电介质流动方向的两侧，所述测试电极和电流计电性连接，所述测试电极被施加测试电压时，所述电流计用于测试流经高压电极、液体电介质和测试电极的电流，以用于计算液体电介质的电导率。

4.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述测试电极被施加测试电压为U，所述电流计检测到的电流为i(t)，高压电极与测试电极间距为d，电极的有效面积为A，则液体电介质的电导率为

σ(t)＝J(t)/E＝(i(t)/U)(d/A)。

5.根据权利要求3所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述电极还包括保护电极，所述保护电极和液体电介质接触，所述保护电极用于抑制电极边缘效应给电流计的测试结果造成的误差。

6.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述测试流道还包括第一缓冲箱、第二缓冲箱和流道，所述流道包括相互连通的第一端部和第二端部，所述第二泵端通过第一缓冲箱和第一端部连接，所述第二端部通过第二缓冲箱和第一泵端连接，进入测试流道的液体电介质流经第一缓冲箱、流道和第二缓冲箱，所述电极至少部分位于流道内以和液体电介质接触。

7.根据权利要求6所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述测试流道还包括电极基座，所述电极基座同时和流道、电极连接，所述电极基座用于固定电极。

8.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述液体电介质电导率测量系统还包括第三缓冲箱，所述动力泵通过第三缓冲箱和测试流道连接，所述第三缓冲箱用于注入电介质和缓冲液体电介质流速。

9.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述液体电介质电导率测量系统还包括温控流道，所述动力泵通过温控流道和测试流道连接。

10.根据权利要求1所述的液体电介质电导率测量系统，其特征在于：所述液体电介质电导率测量系统还包括流量计，所述动力泵通过流量计和测试流道连接，所述流量计用于测试经过流量计的液体电介质的流速。