CN203534998U - 电磁感应式溶液浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种电磁感应式溶液浓度检测装置，包括电磁探头和与所述电磁探头电连接的处理单元；所述电磁探头至少包括与所述处理电路电连接的励磁线圈、检测线圈以及温度传感器；所述处理单元至少包括与所述励磁线圈电连接并向励磁线圈发送激励信号的信号发生器、与所述检测线圈电连接的信号检测电路以及与所述检测电路连接的处理控制电路，所述处理控制电路还与所述信号发生器电连接用于控制信号发生器向励磁线圈输出激励信号并使励磁线圈工作在谐振点；所述信号检测电路与所述温度传感器以及信号发生器电连接；能够有效消除温度因素对线圈和溶液造成影响，进而大大提高浓度测量结果的准确性以及客观性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种溶液浓度检测设备，尤其涉及一种电磁感应式溶液浓度检测装置。
背景技术
溶液的电导率会随着溶液浓度的不同而不同，所以通常通过测量溶液电导率来实现对溶液浓度的测量，常用的电导率检测方法有电极法和电磁感应法。
传统的测量方法是电极法，其原理是将两个相互平行的检测电极放入待测溶液中与溶液直接接触，检测电极通过量程电阻接在频率固定的电压源上，电压源、量程电阻和检测电极之间的待测液体构成一检测回路，当液体电导率变化时，构成检测回路的液体的电阻也会相应的变化，从而影响量程电阻上的电势，通过检测该电势即可计算出检测电极间溶液的电阻。两个电极的参数和距离已知，通过测量两个电极之间液体的电阻即可根据欧姆定律测出溶液对应的电导率，其缺点是检测电极与待测溶液直接接触，因而很容易被污染，尤其在测量腐蚀性强的溶液时尤为突出，严重影响了测量的准确性及电极的使用寿命，因而电极测试方式逐渐被电磁感应测试方式所取代。
电磁感应法测量电导的本质是由励磁线圈、检测线圈和液体回路组成的等效变压器装置，液体回路充当励磁线圈和检测线圈的电磁传导媒介，当待测液体电导率变化时，会影响检测线圈的感应电势，通过检测该电势来检测液体的电导率，但是现有的电磁感应式的浓度检测设备具有如下缺点：目前的设备受测量环境的影响大，尤其是温度的影响，溶液的电导率随着温度的变化而变化，通常是采用温度补偿来是测量结果准确，但是温度的变化同样会引起线圈参数的变化，尤其会影响到励磁线圈感应磁场的强度，从而最终影响到浓度测量的准确性，并且现有的电磁感应式的检测设备同样与溶液接触，造成对线圈的腐蚀，进而影响测量结果。
因此，需要提出一种新型的电磁感应式溶液浓度检测装置，能够有效避免以温度为主的环境因素造成的测量结果不准，有效提高测量结果的客观性和准确性，并且结构简单，制造方便。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电磁感应式溶液浓度检测装置，能够有效避免以温度为主的环境因素造成的测量结果不准，有效提高测量结果的客观性和准确性，并且结构简单，制造方便。
本实用新型提供的一种电磁感应式溶液浓度检测装置，包括用于检测溶液浓度并产生浓度信号的电磁探头和与所述电磁探头电连接的处理单元；
所述电磁探头至少包括与所述处理电路电连接的励磁线圈、检测线圈以及温度传感器；
所述处理单元至少包括与所述励磁线圈电连接并向励磁线圈发送激励信号的信号发生器、与所述检测线圈电连接的用于检测所述检测线圈的感应信号的信号检测电路以及与所述检测电路连接的处理控制电路，所述处理控制电路还与所述信号发生器电连接用于控制信号发生器向励磁线圈输出激励信号并使励磁线圈工作在谐振点；
所述信号检测电路与所述温度传感器以及信号发生器电连接，用于获取温度信号以及激励信号作为液浓度计算的补偿信号；
进一步，所述信号发生器包括DDS信号发生电路和与所述DDS发生电路输出端电连接的稳幅放大电路，所述稳幅放大电路的输出端与所述励磁线圈电连接，所述稳幅放大器的输出端还与所述检测电路电连接；
进一步，所述检测电路包括激励信号的激励信号检测电路、温度信号检测电路以及感应信号检测电路，所述激励信号检测电路、温度信号检测电路以及感应信号检测电路的输出端均与所述处理控制电路电连接，所述激励信号检测电路输入端与所述稳幅放大器的输出端电连接，所述温度信号检测电路与温度传感器电连接，所述感应信号检测电路与所述检测线圈电连接；
进一步，所述电磁探头还包括用于容纳励磁线圈、检测线圈以及温度传感器的探头壳体，所述探头壳体为环状结构，所述励磁线圈和检测线圈并列于所述探头壳体内并与所述探头壳体同轴设置；
进一步，所述激励线圈与检测线圈之间设置有绝缘层和线圈屏蔽层，所述绝缘层为两层且所述线圈屏蔽层位于绝缘层之间；
进一步，所述浓度检测装置还包括用于容纳所述处理单元的安装壳体，所述安装壳体与所述探头壳体连通；
进一步，所述安装壳体和探头壳体的内侧壁设置有壳体屏蔽层。
本实用新型的有益效果：本实用新型的电磁感应式溶液浓度检测装置，通过激励信号和温度信号同时输入到检测电路中作为测量补偿信号，能够有效消除温度因素造成线圈参数变化和溶液电导率变化对测量结果造成的影响，进而大大提高浓度测量结果的准确性以及客观性；并且能够有效避免线圈间的相互影响以及外界电磁干扰而造成的测量结果的偏差；通过使激励线圈始终工作在谐振点，大大提高检测装置的稳定性以及灵敏度，保证测量结果的准确性；结构简单，制造方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型电路原理示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型电路原理示意图，如图所示，本实用新型提供的一种电磁感应式溶液浓度检测装置，包括用于检测溶液浓度并产生浓度信号的电磁探头和与所述电磁探头电连接的处理单元10；
所述电磁探头至少包括与所述处理电路电连接的励磁线圈1、检测线圈2以及温度传感器9；
所述处理单元10至少包括与所述励磁线圈1电连接并向励磁线圈1发送激励信号的信号发生器、与所述检测线圈2电连接的用于检测所述检测线圈2的感应信号的信号检测电路以及与所述检测电路连接的处理控制电路，所述处理控制电路还与所述信号发生器电连接用于控制信号发生器向励磁线圈1输出激励信号并使励磁线圈1工作在谐振点；所述检测电路、信号发生器以及处理控制电路均可采用现有技术，因此其电路结构及工作原理在此不再赘述，所述处理控制电路可采用现有的DSP芯片并采用FFT（快速傅里叶变换）算法，提高处理运算速度。
所述信号检测电路与所述温度传感器9以及信号发生器电连接，用于获取温度信号以及激励信号作为液浓度计算的补偿信号；本实用新型的电磁感应式溶液浓度检测装置，通过激励信号和温度信号同时输入到检测电路中作为测量补偿信号，能够有效消除温度因素造成线圈参数变化和溶液电导率变化对测量结果造成的影响，进而大大提高浓度测量结果的准确性以及客观性。
本实施例中，所述信号发生器包括DDS信号发生电路（DDS即直接数字式频率合成器）和与所述DDS发生电路输出端电连接的稳幅放大电路，所述稳幅放大电路的输出端与所述励磁线圈电连接，所述稳幅放大器的输出端还与所述检测电路电连接；通过上述结构，有所述检测电路对信号发生器输出的激励信号进行采样处理，检测激励信号的变化并将检测的信号输入到处理控制电路作为浓度计算的补偿信号，并且同时由于温度信号的补偿作用，能够有效消除温度因素对测量的准确性影响，大大提高测量精度，通过稳幅放大电路的作用，防止在放大过程中出现频率及幅度偏差而影响检测的灵敏度及精确度。
本实施例中，所述检测电路包括激励信号的激励信号检测电路、温度信号检测电路以及感应信号检测电路，所述激励信号检测电路、温度信号检测电路以及感应信号检测电路的输出端均与所述处理控制电路电连接，所述激励信号检测电路输入端与所述稳幅放大器的输出端电连接，所述温度信号检测电路与温度传感器电连接，所述感应信号检测电路与所述检测线圈电连接，通过对激励信号的变化进行采样检测，并且对检测线圈以及感应线圈所处的测量环境的温度进行检测，并将所检测到的信号输入到处理控制电路中进行处理，为浓度计算提供补偿信号，提高测量精确度，当然，检测电路页可以采用现有的能够实现激励信号检测、温度信号检测以及感应信号检测的芯片来实现，在此不再赘述。
本实施例中，所述电磁探头还包括用于容纳励磁线圈1、检测线圈2以及温度传感器9的探头壳体5，所述探头壳体5为环状结构，所述励磁线圈1和检测线圈2并列于所述探头壳体5内并与所述探头壳体5同轴设置；通过这种结构，无需使励磁线圈以及检测线圈直接与溶液接触，不会对检测线圈以及激励线圈产生腐蚀以及检测方面的负面影响，而且不会造成对溶液的污染，保证测量精度；在检测时，只需将待检测溶液放入管状结构的容器内，然后使装有溶液的容器从环状结构的探头壳体的中间穿过即可实行检测，所述溶液的容器避免使用金属类材料，避免由于电磁激发在容器内产生涡流并使容器再辐射处电磁波，影响测量的准确性。
本实施例中，所述激励线圈1与检测线圈2之间设置有绝缘层4和线圈屏蔽层3，所述绝缘层4为两层且所述线圈屏蔽3层位于两个绝缘层4之间；通过这种材料，避免检测线圈与激励线圈之间出现干扰，避免使检测线圈不通过溶液而直接从激励线圈获取电磁信号使得测量精度不准，甚至难以检测到由于溶液导电率而引起的感应电压的变化。
本实施例中，所述浓度检测装置还包括用于容纳所述处理单元10的安装壳体7，所述安装壳体7与所述探头壳体5连通；通过这种结构，一方面利于检测装置结构的整体性强，另一方面利于信号传递线路的布置，避免外界电磁干扰造成的测量结果不准确。
本实施例中，所述安装壳体7和探头壳体5的内侧壁设置有壳体屏蔽层6，通过壳体屏蔽层的作用，防止外界环境中的电磁信号对本检测装置干扰，提高检测精度。
本实施例中，所述检测装置中的处理控制电路处理后的信号发送到主控器（比如电脑），通过与所述主控器连接的显示器、存储器等对处理过程中的参数以及处理结果进行显示，存储，方便监控以及后续工作的查验。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：包括用于检测溶液浓度并产生浓度信号的电磁探头和与所述电磁探头电连接的处理单元；
所述电磁探头至少包括与所述处理电路电连接的励磁线圈、检测线圈以及温度传感器；
所述处理单元至少包括与所述励磁线圈电连接并向励磁线圈发送激励信号的信号发生器、与所述检测线圈电连接的用于检测所述检测线圈的感应信号的信号检测电路以及与所述检测电路连接的处理控制电路，所述处理控制电路还与所述信号发生器电连接用于控制信号发生器向励磁线圈输出激励信号并使励磁线圈工作在谐振点；
所述信号检测电路与所述温度传感器以及信号发生器电连接，用于获取温度信号以及激励信号作为液浓度计算的补偿信号。
2.根据权利要求1所述电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：所述信号发生器包括DDS信号发生电路和与所述DDS发生电路输出端电连接的稳幅放大电路，所述稳幅放大电路的输出端与所述励磁线圈电连接，所述稳幅放大器的输出端还与所述检测电路电连接。
3.根据权利要求2所述电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：所述检测电路包括激励信号的激励信号检测电路、温度信号检测电路以及感应信号检测电路，所述激励信号检测电路、温度信号检测电路以及感应信号检测电路的输出端均与所述处理控制电路电连接，所述激励信号检测电路输入端与所述稳幅放大器的输出端电连接，所述温度信号检测电路与温度传感器电连接，所述感应信号检测电路与所述检测线圈电连接。
4.根据权利要求3所述电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：所述电磁探头还包括用于容纳励磁线圈、检测线圈以及温度传感器的探头壳体，所述探头壳体为环状结构，所述励磁线圈和检测线圈并列于所述探头壳体内并与所述探头壳体同轴设置。
5.根据权利要求4所述电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：所述激励线圈与检测线圈之间设置有绝缘层和线圈屏蔽层，所述绝缘层为两层且所述线圈屏蔽层位于绝缘层之间。
6.根据权利要求5所述电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：所述浓度检测装置还包括用于容纳所述处理单元的安装壳体，所述安装壳体与所述探头壳体连通。
7.根据权利要求6所述电磁感应式溶液浓度检测装置，其特征是：所述安装壳体和探头壳体的内侧壁设置有壳体屏蔽层。
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