CN209606371U - 投入式在线pH传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种投入式在线pH传感器，包括pH传感器和保护罩，pH传感器的底部设有pH复合电极，pH复合电极包括玻璃电极和参比电极，pH复合电极放入待测液体中，用以产生玻璃电极和参比电极之间的电位差，保护罩包括套筒和橡胶塞，套筒的一端套设于传感器本体的底部外侧，且与传感器本体的底部通过螺纹连接，套筒的另一端延伸超出pH复合电极，且塞接有橡胶塞，橡胶塞的底部伸出套筒，橡胶塞设有多个过滤孔，套筒的外圆周面对应橡胶塞设有多个通孔。本实用新型的pH传感器可直接投入待测液中进行在线测量，保护罩可以起到过滤和防污的作用，同时避免流体直接冲击pH复合电极，底部的橡胶塞具有缓冲作用，可防止pH传感器的底部受到冲击而损坏。

Description

投入式在线pH传感器

技术领域

本实用新型属水质监测技术领域领域，具体涉及一种投入式在线pH传感器。

背景技术

测量pH值是水质监测的基础，测量pH值就是测量待测液的氢离子浓度，目前常见的测量方式是将玻璃电极和参比电极组成的pH复合电极直接放入待测液中获得电位差，再基于能斯特方程获得氢离子浓度，然而玻璃电极抗污能力差，容易在表面结垢，且十分易碎，在待测液体流速较快或液面较浅的情况下，玻璃电极容易受到硬质杂质的冲击。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种投入式在线pH传感器，包括：

传感器本体，底部设有pH复合电极，所述pH复合电极包括玻璃电极和参比电极，所述pH复合电极放入液体中，用以产生所述玻璃电极和所述参比电极之间的电位差；

保护罩，包括套筒和橡胶塞，所述套筒的一端套设于所述传感器本体的底部外侧，且与所述传感器本体的底部通过螺纹连接，所述套筒的另一端延伸超出所述pH复合电极，且塞接有所述橡胶塞，所述橡胶塞设有多个过滤孔，所述套筒的外圆周面对应所述橡胶塞设有多个通孔。

优选地，所述过滤孔尺寸小于所述通孔。

优选地，所述橡胶塞的中心位置设有沿上下向的过水孔，所述橡胶塞的底部设有沿水平向的过水孔，所述沿水平向的过水孔为半圆形，且设有多个。

优选地，投入式在线pH传感器还包括放大器、差分ADC转换器和主控制器，所述放大器与所述pH复合电极电性连接，用以对所述pH复合电极的输出信号进行放大，所述差分ADC转换器同时与所述放大器和所述pH复合电极电性连接，用以将所述pH复合电极的输出信号转变为数字信号，并产生1.07V的电压信号，所述主控制器与所述差分ADC转换器电性连接。

优选地，投入式在线pH传感器还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控制器电性连接，用以测量多个pH标液的电压信号，通过曲线拟合对所述pH传感器进行温度补偿。

优选地，投入式在线pH传感器还包括开关电源，用以为所述pH传感器提供3.3V电源。

优选地，投入式在线pH传感器还包括RS485通讯接口，所述RS485通讯接口与所述主控制器电性连接。

本实用新型提供的技术方案中，包括pH传感器和保护罩，pH传感器的底部设有pH复合电极，pH复合电极包括玻璃电极和参比电极，pH复合电极放入液体中，用以产生玻璃电极和参比电极之间的电位差，基于能斯特方程的测量方法在得到电位差之后即可通过计算得到待测液体的氢离子浓度，保护罩包括套筒和橡胶塞，套筒的一端套设于传感器本体的底部外侧，且与传感器本体的底部通过螺纹连接，套筒的另一端延伸超出pH复合电极，且塞接有橡胶塞，橡胶塞的底部伸出套筒，橡胶塞设有多个过滤孔，套筒的外圆周面对应橡胶塞设有多个通孔。本实用新型的pH传感器可直接投入待测液中进行在线测量，在pH传感器的底部设有保护罩，可以起到过滤和防污的作用，减少待测液体中的杂质对pH复合电极的影响，同时避免流体中的固体颗粒直接冲击玻璃电极，底部的橡胶塞具有缓冲作用，可防止pH传感器的底部在滑落或者其他情况发生时受到冲击而损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的部分剖视结构示意图；

图2为图1中橡胶塞的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的硬件结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	传感器本体	211	通孔
110	玻璃电极	220	橡胶塞
				120	参比电极	221	过滤孔
130	温度传感器	222	水平向过水孔
				210	套筒	223	上下向过水孔

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1和图2，本实用新型提出一种投入式在线pH传感器100，包括传感器本体100和保护罩，其中传感器本体100的底部设有pH复合电极，pH复合电极包括玻璃电极110和参比电极120，pH复合电极放入待测液体中，用以产生玻璃电极110和参比电极120之间的电位差，基于能斯特方程的测量方法在获取电位差之后即可计算得到待测液体的氢离子浓度，保护罩包括套筒210和橡胶塞220，套筒210的一端套设于传感器本体100的底部外侧，且与传感器本体100的底部螺纹连接，套筒210的另一端向下超出pH复合电极，且塞接有橡胶塞220，橡胶塞220的底部伸出套筒210，橡胶塞220还设有多个过滤孔221，套筒的侧壁对应橡胶塞的位置设有多个通孔211，过滤孔221尺寸小于通孔211，使过滤层层递进更有效，为了进一步增强过滤和吸取对待测液体进行测量，橡胶塞220可以选用海绵橡胶塞220。本实用新型的pH传感器100可直接投入待测液中进行在线测量，在pH传感器100的底部设有保护罩，可以起到过滤和防污的作用，减少待测液体中的杂质对pH复合电极的影响，同时避免流体中的固体颗粒直接冲击玻璃电极110，底部的橡胶塞220具有缓冲作用，可防止pH传感器100的底部在滑落或者其他情况发生时受到冲击而损坏。

本实施例中，橡胶塞220的中心位置设有上下向过水孔223，方便pH复合电极与待测液体接触，橡胶塞220的底部设有水平向过水孔222，水平向过水孔222为半圆形，且设有多个，当待测液体为流体且流速较快时，可以减少传感器本体100受到的冲击。

请参阅图3，本实用新型的投入式在线pH传感器100还包括放大器、差分ADC转换器和主控制器，放大器选用高输入阻抗、低输入偏置电流的AD8609与pH复合电极电性连接，由于pH复合电极内阻较大，放大器对pH复合电极的输出信号可以进行放大缓冲的作用，差分ADC转换器选用AD7792，同时与放大器和pH复合电极电性连接，用以将pH复合电极的输出信号转变为数字信号，并产生1.07V的电压信号作为电极差分信号的基准信号，主控制器选用STM32F103RET6，与差分ADC转换器电性连接。

本实用新型的投入式在线pH传感器100还包括温度传感器130，温度传感器130选用DS18B20，与主控制器STM32F103RET6电性连接，用以测量多个pH标液的电压信号，主控制器STM32F103RET6将电压信号转换成数字量，通过曲线拟合对pH传感器100进行温度补偿，可以消除温度影响，使测量结果更准确。

本实用新型的投入式在线pH传感器100还包括开关电源，开关电源选用MP4423，可以提供3.3V电源且电源效率高。

本实用新型的投入式在线pH传感器100还包括RS485通讯接口，RS485通讯接口设有1路，与主控制器STM32F103RET6电性连接，另一端与PC测试端相连接并传送测试结果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种投入式在线pH传感器，其特征在于，包括：

传感器本体，底部设有pH复合电极，所述pH复合电极包括玻璃电极和参比电极，所述pH复合电极放入液体中，用以产生所述玻璃电极和所述参比电极之间的电位差；

保护罩，包括套筒和橡胶塞，所述套筒的一端套设于所述传感器本体的底部外侧，且与所述传感器本体的底部通过螺纹连接，所述套筒的另一端延伸超出所述pH复合电极，且塞接有所述橡胶塞，所述橡胶塞的底部伸出所述套筒，所述橡胶塞设有多个过滤孔，所述套筒的外圆周面对应所述橡胶塞设有多个通孔。

2.如权利要求1所述的投入式在线pH传感器，其特征在于，所述过滤孔尺寸小于所述通孔。

3.如权利要求1所述的投入式在线pH传感器，其特征在于，所述橡胶塞的中心位置设有沿上下向的过水孔，所述橡胶塞的底部设有沿水平向的过水孔，所述沿水平向的过水孔为半圆形，且设有多个。

4.如权利要求1所述的投入式在线pH传感器，其特征在于，还包括放大器、差分ADC转换器和主控制器，所述放大器与所述pH复合电极电性连接，用以对所述pH复合电极的输出信号进行放大，所述差分ADC转换器同时与所述放大器和所述pH复合电极电性连接，用以将所述pH复合电极的输出信号转变为数字信号，并产生1.07V的电压信号，所述主控制器与所述差分ADC转换器电性连接。

5.如权利要求4所述的投入式在线pH传感器，其特征在于，所述投入式在线pH传感器还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控制器电性连接，用以测量多个pH标液的电压信号，通过曲线拟合对所述pH传感器进行温度补偿。

6.如权利要求1所述的投入式在线pH传感器，其特征在于，还包括开关电源，用以为所述pH传感器提供3.3V电源。

7.如权利要求4所述的投入式在线pH传感器，其特征在于，所述投入式在线pH传感器还包括RS485通讯接口，所述RS485通讯接口与所述主控制器电性连接。