CN1737552A - 电磁式浓度分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明电磁式浓度分析仪，属于测量仪器技术领域。它包括一个温度测量装置和一个电导率测量装置，温度测量装置包括一个Pt100铂电阻及相应电路；电导率测量装置包括一付耦合磁环和相应电路。本发明解决了电导率分析仪在线测量时电极容易极化的问题，通过电磁感应的方法实现无电极电导测量，使电导率分析仪可以长期在线测量。可应用于醋酸、硫酸、烧碱及各单组分的电介质的工业在线分析。

Description

电磁式浓度分析仪

技术领域：本发明电磁式浓度分析仪，属于测量仪器技术领域。

背景技术：根据溶液的不同的电导特性测量溶液的浓度是一种经典的溶液深度测量方式。

电解质溶液与金属导体一样，是电的良导体。所以当电流通过电解质溶液时，也必呈现有电阻的作用，并且同样可用下式来表示：

$R=\mathrm{\ρ}\frac{L}{A}$

在液体中就引用了电导和电导率。此时，溶液的电导为：

$\begin{array}{c}m=\frac{1}{R}=\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\end{array},\frac{A}{L}=s\frac{A}{L}$

式中R——溶液电阻，Ω；

ρ——电阻率，也即电阻系数，Ω·cm；

L——导体长度，cm；

A——导体横截面积，cm²；

s——电导率或称电导系

这里所谓导体，系指由两电极间的液体所构成。其长度、横截面积均为两电极间的电解质溶液所具有的长度和横截面积。

当L＝1cm，A＝1cm²时，m＝s。所以电导率的物理意义是：1cm³溶液所具有的电导，它表示在1cm³体积中，充以任意溶液时所具有的电导

经典的方法是用一对电极探头来测量溶液的电导率。这种方法的缺点是：(1)电极探头很容易被测溶液腐蚀和极化。(2)极板间不确定的电容阻抗。

因而不适合工业长期在线测量。特别是对一些强电介质的溶液工业长期在线测量是不合适的。

发明内容：本发明的目的是解决电导率分析仪在线测量时电极容易极化的问题，通过电磁感应的方法实现无电极电导测量。使电导率分析仪可以长期在线测量。

本发明是这样来实现的：本发明是针对液体浓度测量的装置，测量装置包括一个温度测量装置和一个电导率测量装置。

温度测量装置包括一个Pt100铂电阻及相应电路。

电导率测量装置包括一付耦合磁环和相应电路。在其中一组磁环绕线T₁的绕组输入一个交流激磁电压U₁时，在溶液中会产生感应电流Ie(由被测介质构成)。由于Ie的作用，在另一磁环绕线T2中会产生感应电动势U₂产生。这个感应电动势与溶液的电导率有关。

同时在被测溶液中放置一个铂电阻温度传感器(为了保证传感器的封装效果，铂电阻要尽量小)，测量被测溶液的温度。这个温度参数可以和被测溶液的电导率一起决定被测溶液的浓度。

用防腐材料封装后成形的传感器放置于被测介质溶液中，包围传感器的溶液通过中心孔形成电介质溶液回路，溶液回路等效电阻Re

                Re＝K×Xe，

(K为传感器常数，其值决定于聚四氟乙烯封装的中心孔和外形大小。Xe为溶液的电导率。)，

溶液回路感应电流Ie＝Um/Re。在另一磁环绕线T2中会产生感应电动势U₂＝K2×Ie。因而Xe可以由U₂来表示，通过U₂测量可以得到Xe。这样在检测线圈上可得到随U₂而变化的溶液的电导率Xe，再由单片微处理器通过温度补偿模型计算出瞬时被测溶液的浓度。实现工业在线测量。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明加以详细描述。

实施例：本实施例分析仪中两个绕线磁环，是紧密靠在一起。并和温度测量铂电阻整体封装于聚四氟乙烯塑料中，构成一体化的装置，称为传感器。与经典的电极法测量被测溶液的电导率相比，此方法的特点是取消了有型的电极。并由于传感器是由聚四氟乙烯封装。因聚四氟乙烯良好的化学稳定性，消除被测介质可能对传感器的腐蚀和极化等影响。保证传感器的长期稳定性。在传感器内部构成上采用环形磁芯绕制的传感器，磁芯材料为高导磁率的软磁体，并在磁性环体上均匀、紧密绕上线圈，线圈的匝数与激磁信号的频率、磁环的导磁率、被测溶液的电导率及其它因数有关。不同的传感器有不同的最佳线圈匝数。

本发明的分析仪可以应用于工业在线分析。例：醋酸、硫酸、烧碱及各单组分的电介质。

Claims (1)

1.一种电磁式浓度分析仪，是针对液体浓度测量的装置，其特征在于它包括一个温度测量装置和一个电导率测量装置，温度测量装置包括一个Pt100铂电阻及相应电路；电导率测量装置包括一付耦合磁环和相应电路。