CN216979180U - 一种电极型电导率传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电极型电导率传感器。本实用新型包括壳体、壳盖、温度探头和电导率探头；壳体的内部设有电路板；壳盖用于密封盖合壳体；温度探头设置于壳盖上；电导率探头也设置于壳盖上并位于温度探头的一侧，电导率探头包括导流管和电导率电极，电导率电极同轴套接于导流管的内部，电导率电极包括基体，基体的外表面上设有上下平行排列的七个环形电极，环形电极的外表面上设有硼掺杂金刚石薄膜层，环形电极的内部还设有引线，引线穿过基体并由基体的内部穿过壳盖与壳体内的电路板连接。本实用新型的电导率电极结构稳定，组装方便，易清洗，工作效率高，使用寿命长，所得的电极型电导率传感器响应快，测量效果好，测量精度高，性能稳定。

Description

一种电极型电导率传感器

技术领域

本实用新型涉及电导率传感器的技术领域，特别是指一种电极型电导率传感器。

背景技术

电导率传感器，是在实验室、工业生产和探测领域里被用来测量超纯水、纯水、饮用水、污水等各种溶液的电导性或水标本整体离子的浓度的传感器。电导率传感器技术是一个非常重要的工程技术研究领域，用于对液体的电导率进行测量，被广泛应用于人类生产生活中，成为电力、化工、环保、食品、半导体工业、海洋研究开发等工业生产与技术开发中必不可少的一种检测与监测装置。电导率传感器主要对工业生产用水、人类生活用水、海水特性、电池中电解液性质等进行测量与检测。

电导率传感器根据测量原理与方法的不同可以分为电极型电导率传感器、电感型电导率传感器以及超声波电导率传感器。电极型电导率传感器根据电解导电原理采用电阻测量法。电极型电导率测量技术因其具有精度高、漂移小以及不受电磁场干扰等优势而被广泛应用，是当前海洋盐度测量研究的主要方式和方法。

中国专利CN113495191A于2021年10月12日公开了一种七电极电导率传感器，并给出了该七电极电导率传感器包括由陶瓷材料制成的圆管形电导池、依次分布在陶瓷圆管形电导池内壁上的七个平行分布的金属圆环内电极、位于陶瓷圆管形电导池外壁的七个金属外电极以及用于连接金属圆环内电极与金属外电极的通孔金属电极；陶瓷材料为能与金属共烧的HTCC陶瓷材料或LTCC 陶瓷材料，在金属外电极上焊接引线。这种七电极电导率传感器的电极结构复杂，生产加工困难，而且，清洗不方便，还容易受到海水的腐蚀；因此，这种七电极电导率传感器存在测量精度低和稳定性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电极型电导率传感器，旨在解决现有技术中的电极型电导率传感器存在测量精度低和稳定性差的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型的一种电极型电导率传感器，包括壳体、壳盖、温度探头和电导率探头；所述壳体的内部设有电路板，所述壳体的顶部为开口端；所述壳盖用于对所述壳体的开口端进行密封盖合；所述温度探头设置于所述壳盖上；所述电导率探头也设置于所述壳盖上并位于所述温度探头的一侧，所述电导率探头包括导流管和电导率电极；所述导流管的顶部和底部均为开口设置；所述电导率电极同轴套接于所述导流管的内部，所述电导率电极包括基体，所述基体的外表面上设有上下平行排列的七个环形电极，所述环形电极的外表面上设有硼掺杂金刚石薄膜层，所述环形电极的内部还设有引线，所述引线穿过所述基体并由所述基体的内部穿过所述壳盖与所述壳体内的电路板连接。

作为一种优选的实施方案，所述电导率电极通过第一基座与所述壳盖连接。

作为一种优选的实施方案，所述电导率电极与所述第一基座为一体设置。

作为一种优选的实施方案，所述第一基座上设有安装孔，所述安装孔为两个且分别位于所述电导率电极的两侧，所述安装孔内设有固定螺钉，所述第一基座通过所述固定螺钉与所述壳盖固定连接。

作为一种优选的实施方案，所述温度探头设置于一支撑柱上，所述支撑柱通过第二基座与所述壳盖连接，所述支撑柱的内部设有供所述温度探头的连接导线穿过的柱形孔，所述第二基座的内部设有与所述柱形孔相连通的贯穿孔。

作为一种优选的实施方案，所述支撑柱与所述第二基座为一体设置。

作为一种优选的实施方案，所述导流管通过一挂耳悬挂于所述支撑柱的一侧。

作为一种优选的实施方案，所述挂耳包括连接部和挂置部，所述连接部用于连接所述导流管和所述挂置部，所述挂置部用于套接于所述支撑柱的外部。

作为一种优选的实施方案，所述挂置部包括顶壁和周壁，所述顶壁上设有供所述温度探头穿过的通孔，所述周壁的内部设有与所述支撑柱相适配的空腔。

作为一种优选的实施方案，所述第二基座上设有固定孔，所述固定孔为两个且分别位于所述支撑柱的两侧，所述固定孔内设有连接螺钉，所述第二基座通过所述连接螺钉与所述壳盖固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的电导率电极中环形电极设置在基体的外表面上，环形电极的引线由基体的内部与电路板连接，这种电导率电极结构稳定，组装方便，有利于生产加工，清洗容易；环形电极的外表面上还设有硼掺杂金刚石薄膜层，进一步提高了电导率电极的结构稳定性，这种电导率电极受到硼掺杂金刚石薄膜层的保护，抗生物附着能力强，而且，硼掺杂金刚石薄膜层不易脱落，耐腐蚀，使用寿命长；由其所得的电导率探头具有性能稳定、抗干扰、水体交换速度快等优点。本实用新型的电导率探头能够充分地与海水接触，加速被测海水交换与电导率探头的响应，提高了温度和电导率测量的同步性，而且，温度探头与被测水体具有较大的测量面积，温度探头能够充分感应外部环境温度的变化。本实用新型的电极型电导率传感器响应快，工作效率高，测量效果好，测量精度高，性能稳定。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的电极型电导率传感器一个实施例的立体结构示意图；

图2为图1中未连接导流管时的立体结构示意图；

图3为图1中导流管的连接结构示意图；

图4为图3中导流管的仰视结构示意图；

图5为图1中温度探头的连接结构示意图；

图6为图1中电导率电极的连接结构示意图；

图7为图6中电导率电极的结构放大图；

图中：10-壳体；20-壳盖；31-第一基座；32-导流管；33-电导率电极；34- 安装孔；41-第二基座；42-支撑柱；43-温度探头；44-固定孔；45-柱形孔；50- 挂耳；51-连接部；52-挂置部；53-通孔；54-空腔。

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。

参阅附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6和附图7，本实用新型提出了一种电极型电导率传感器，这种电极型电导率传感器特别适合于海洋盐度的测量，这种电极型电导率传感器包括壳体10、壳盖20、温度探头43和电导率探头；壳体10为耐压水密壳体10，壳体10的内部设有电路板，电路板用于信号的手机和转换，壳体10的顶部为开口端；壳盖20用于对壳体10的开口端进行密封盖合，壳盖20为耐压水密壳盖20，壳盖20对壳体10进行严格密封，杜绝水分进入壳体10的内部；温度探头43设置于壳盖20上，温度探头43 通过连接导线与壳体10内的电路板连接，温度探头43用于感应被测水体的温度，这种温度探头43与被测水体具有较大的测量面积，温度探头43能够充分感应被测水体的温度变化；电导率探头也设置于壳盖20上并位于温度探头43 的一侧，电导率探头包括导流管32和电导率电极33；导流管32的顶部和底部均为开口设置；电导率电极33同轴套接于导流管32的内部，电导率电极33包括基体，基体的外表面上设有上下平行排列的七个环形电极60，环形电极60的外表面上设有硼掺杂金刚石薄膜层，环形电极60的内部还设有引线，引线穿过基体并由基体的内部穿过壳盖20与壳体10内的电路板连接；这种电导率电极 33结构稳定，组装方便，有利于生产加工，清洗容易；环形电极60的外表面受到硼掺杂金刚石薄膜层的保护，进一步提高了电导率电极33的结构稳定性，抗生物附着能力强，耐腐蚀，使用寿命长；这种电导率探头能够充分地与被测水体接触，加速被测水体交换与电导率探头的响应，提高了温度和电导率测量的同步性。因此，这种电极型电导率传感器响应快，工作效率高，测量效果好，测量精度高，性能稳定。

参阅附图1、附图2和附图6，作为一种优选的实施方案，电导率电极33 通过第一基座31与壳盖20连接。第一基座31的设置，方便了电导率电极33 与壳盖20的连接，使其连接牢固。进一步地，电导率电极33与第一基座31为一体设置，这种电导率电极33与第一基座31作为一个整体，方便了电导率电极33与第一基座31的连接。具体地，第一基座31上设有安装孔34，安装孔 34为两个且分别位于电导率电极33的两侧，安装孔34内设有固定螺钉，第一基座31通过固定螺钉与壳盖20固定连接；这种连接的第一基座31与壳盖20 连接方便，而且，可以拆卸，方便组装和检修，使用性能好。通常情况下，壳盖20与壳体10也是通过螺钉连接，使壳盖20与壳体10连接牢固，方便拆卸；壳体10、壳盖20、第一基座31和第二基座41均采用耐腐蚀金属如钛合金或316L 不锈钢等加工而成。

参阅附图1、附图2和附图5，作为一种优选的实施方案，温度探头43设置于一支撑柱42上，支撑柱42通过第二基座41与壳盖20连接，支撑柱42的内部设有供温度探头43的连接导线穿过的柱形孔45，第二基座41的内部设有与柱形孔45相连通的贯穿孔。通常情况下，温度探头43选用高精度热敏电阻作为敏感元件，支撑柱42是耐腐蚀且高热导率的材质制作而成的。支撑柱42 的设置，方便了温度探头43的安装和固定；第二基座41的设置，方便了支撑柱42与壳盖20的连接，使其连接牢固。通常情况下，利用一体化灌封模具将温度探头43设置在支撑柱42上，温度探头43的连接导线水密地通过支撑柱42 内部的柱形孔45以及第二基座41中的贯穿孔穿过壳盖20进入壳体10的内部，从而与壳体10内部的电路板连接。这种支撑柱42和第二基座41具有一定的强度和硬度，在承受水压时，不被破坏，变化量不影响电极型电导率传感器的测量精度；同时，温度探头43与被测水体具有较大的测量面积，保证温度的测量精度。进一步地，支撑柱42与第二基座41为一体设置。

参阅附图1、附图3和附图4，作为一种优选的实施方案，导流管32通过一挂耳50悬挂于支撑柱42的一侧，导流管32的直径大于电导率电极33，导流管32的顶部和底部均为开口设置，这种电导率探头中电导率电极33充分与被测水体接触，加速了被测水体交换与电导率探头的响应，提高了温度和电导率测量的同步性。这种悬挂于支撑柱42一侧的导流管32，安装方便，结构简单，不占用额外空间，使用性能好。进一步地，挂耳50包括连接部51和挂置部52，连接部51用于连接导流管32和挂置部52，挂置部52用于套接于支撑柱42的外部。挂耳50通常是由PUM(聚甲醛)材料制作而成，这种挂耳50结构简单，连接方便。优选地，挂置部52包括顶壁和周壁，顶壁上设有供温度探头43穿过的通孔53，周壁的内部设有与支撑柱42相适配的空腔54，挂耳50通过挂置部52上的空腔54罩扣在支撑柱42上，极大地方便了挂耳50与支撑柱42的连接，使其连接简单，方便拆卸。温度探头43穿过挂耳50在挂置部52上的通孔 53与支撑柱42连接，从而实现温度探头43感应温度信号并将其传递给壳体10 内的电路板的功能。这种电导率探头采用标准化转接口，进行标准化和模块化设计，对不同优化结构的测试，仅更换电导率探头即可，便于对比测试。具体地，第二基座41上设有固定孔44，固定孔44为两个且分别位于支撑柱42的两侧，固定孔44内设有连接螺钉，第二基座41通过连接螺钉与壳盖20固定连接；这种连接的第二基座41与壳盖20连接方便，而且，可以拆卸，方便组装和检修，使用性能好。

参阅附图7，在电导率电极33中，基体通常是高阻硅材料制作而成，其为圆柱型，内部具有同轴设置的腔体，顶部设有密封塞。第一基座31上设有开孔，腔体的底部与开孔连通，以供环形电极60的引线通过。环形电极60由第一环形电极61、第二环形电极62、第三环形电极63、第四环形电极64、第五环形电极65、第六环形电极66和第七环形电极67共同组成，其中，第一环形电极 61和第七环形电极67为接地电极，第四环形电极64为激励电极，第二环形电极62、第三环形电极63、第五环形电极65和第六环形电极66为测量电极，环形电极60分为第一环形电极61、第二环形电极62、第三环形电极63和第四环形电极64以及第四环形电极64、第五环形电极65、第六环形电极66和第七环形电极67两个测量部分，七个环形电极60为测量水体电导率的主要工作部件。交流激励信号通过中间电极——第四环形电极64流入，然后，从接地电极——第一环形电极61和第七环形电极67流出，电流流过电导率探头时会产生经过电路处理的恒定的电压U62-63和U65-66，取U62-63以及U65-66两个和的平均值，进而能够计算出导流管32中被测水体的电导率。最外端的接地电极——第一环形电极61和第七环形电极67使导流管32内的被测水体屏蔽形成封闭的电场，有效避免了外部电磁场的干扰。这种电极型电导率传感器在电导率测量的过程中不需要通过水泵来促进被测水体流通，同时能够实现较好的测量效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的电导率电极33 中环形电极60设置在基体的外表面上，环形电极60的引线由基体的内部与电路板连接，这种电导率电极33结构稳定，组装方便，有利于生产加工，清洗容易；环形电极60的外表面上还设有硼掺杂金刚石薄膜层，进一步提高了电导率电极33的结构稳定性，这种电导率电极33受到硼掺杂金刚石薄膜层的保护，抗生物附着能力强，而且，硼掺杂金刚石薄膜层不易脱落，耐腐蚀，使用寿命长；由其所得的电导率探头具有性能稳定、抗干扰、水体交换速度快等优点。本实用新型的电导率探头能够充分地与被测水体接触，加速被测水体交换与电导率探头的响应，提高了温度和电导率测量的同步性，而且，温度探头43与被测水体具有较大的测量面积，温度探头43能够充分感应外部环境温度的变化。本实用新型的电极型电导率传感器响应快，工作效率高，测量效果好，测量精度高，性能稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极型电导率传感器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的内部设有电路板，所述壳体的顶部为开口端；

壳盖，所述壳盖用于对所述壳体的开口端进行密封盖合；

温度探头，所述温度探头设置于所述壳盖上；

电导率探头，所述电导率探头也设置于所述壳盖上并位于所述温度探头的一侧，所述电导率探头包括：

导流管，所述导流管的顶部和底部均为开口设置；

电导率电极，所述电导率电极同轴套接于所述导流管的内部，所述电导率电极包括基体，所述基体的外表面上设有上下平行排列的七个环形电极，所述环形电极的外表面上设有硼掺杂金刚石薄膜层，所述环形电极的内部还设有引线，所述引线穿过所述基体并由所述基体的内部穿过所述壳盖与所述壳体内的电路板连接。

2.根据权利要求1所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述电导率电极通过第一基座与所述壳盖连接。

3.根据权利要求2所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述电导率电极与所述第一基座为一体设置。

4.根据权利要求2所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述第一基座上设有安装孔，所述安装孔为两个且分别位于所述电导率电极的两侧，所述安装孔内设有固定螺钉，所述第一基座通过所述固定螺钉与所述壳盖固定连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述温度探头设置于一支撑柱上，所述支撑柱通过第二基座与所述壳盖连接，所述支撑柱的内部设有供所述温度探头的连接导线穿过的柱形孔，所述第二基座的内部设有与所述柱形孔相连通的贯穿孔。

6.根据权利要求5所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述支撑柱与所述第二基座为一体设置。

7.根据权利要求5所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述导流管通过一挂耳悬挂于所述支撑柱的一侧。

8.根据权利要求7所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述挂耳包括连接部和挂置部，所述连接部用于连接所述导流管和所述挂置部，所述挂置部用于套接于所述支撑柱的外部。

9.根据权利要求8所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述挂置部包括顶壁和周壁，所述顶壁上设有供所述温度探头穿过的通孔，所述周壁的内部设有与所述支撑柱相适配的空腔。

10.根据权利要求5所述的电极型电导率传感器，其特征在于：

所述第二基座上设有固定孔，所述固定孔为两个且分别位于所述支撑柱的两侧，所述固定孔内设有连接螺钉，所述第二基座通过所述连接螺钉与所述壳盖固定连接。

Images