CN2531387Y - 带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头及其控制电路。测量探头分上、下二个部分，上部含有上盖、上固定板、下固定板、刷洗电机及其传动装置等，下部含有两个测量电极、刷洗毛刷、极筒、极封、密封座和下盖。控制电路包括：时间设置按钮、时间设置模块IC₀、信号处理电路、伺服控制电路和电源电路。测量探头及其控制电路，可以自动定时对电导率测量电极进行清洗，刷洗的持续时间和间隔，可以根据需要随意设定。大大减少了电极污染对测量结果造成的影响。

Description

带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头及其控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头及其控制电路。

背景技术

在工业测量中，对工业水或中央空调的循环冷却水或其他的工业用液体进行电导率的测量，是非常广泛和有意义的。这些电极在工业测量中，往往需要长时间连续运行，但是由于下面的原因使现有电导率测量仪的测量电极受到不同程度的污染。首先是电极本身在电场(尤其是直流电场)的作用下，会使被测液体的微粒或悬浮物被吸附在电极上，形成了一层膜。其次电极在液体中长时间运作，使电极表面自然沉积了一些液体中的微粒或悬浮物。第三，在液体中长时间运行，会使电极和电极附近滋生藻类。等等。对测量电极的污染，必定造成测量的误差。而且这种误差会随着运行时间的增加而增大。为了减少电极污染对测量结果造成的影响，经典的方法是根据被测液体的情况，判断电极的污染状况，决定不同的时间间隔，人工地对测量电极进行拆装清洗，它操作麻烦，容易损坏。

发明的内容

本实用新型的目的是就是为了克服在工业测量中，长时间连续运行的电导率测量仪的测量电极被污染，对测量结果造成的严重后果而提供一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头及其控制电路，可以自动定时对电导率测量电极进行清洗，刷洗的持续时间和间隔，都可以根据需要随意设定。

本实用新型是一种全新的设计，是将测量电极、刷洗毛刷及传动装置以测量探头形式，并配以控制电路即自动定时系统来完成的。

本实用新型一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头的技术方案是：它分上、下二个部分，上部含有上盖、上固定板、下固定板、刷洗电机及其传动装置刷洗齿轮对、升降电机及其传动装置升降导块、升降螺杆、升降齿轮对、升降行程限位开关、固定滑杆、刷洗毛刷杆、上离合块、下离合块；下部含有两个测量电极、刷洗毛刷、极筒、极封、密封座和下盖；上固定板和下固定板通过三根固定滑杆进行固定；刷洗电机固定在下固定板上，通过刷洗齿轮对带动下离合块转动；升降电机固定在上固定板上，通过升降齿轮对带动升降螺杆转动；升降螺杆连着升降导块；升降导块的一头套在一根固定滑杆上，而另一头安装上离合块和刷洗毛刷杆；上离合块和刷洗毛刷杆是固定在一起的，整个升降导块可以随着升降螺杆的转动上下移动；刷洗毛刷杆穿过下固定板和密封座到达下部；圆筒形塑料极筒四周开有3-5个疏流孔，直径两端对称位置壁内有两个从上到下贯通的孔，两个测量电极对称地安装在孔内，极片或极块处在极筒的下端，通过接线杆和上部的电极接线端向外接线；极筒的上面通过密封座与下固定板连接，使极筒内的被测液体不易向外渗溢；刷洗毛刷安装在刷洗毛刷杆的下端，它随着刷洗毛刷杆作轴向的上下移动和径向的转动，对电极进行刷洗；在上固定板和下固定板上都装有一块接线排，整个探头的测量和控制线通过这两个接线排引出至控制线路；下盖附有进出液口和溢流口。

测量电极的极片或极块，选自铂或不锈钢，优选不锈钢；测量电极的结构可选用片状或块状形式。

刷洗毛刷的结构为园筒形，其刷座为套筒式或螺口式，与刷洗毛刷杆的下端匹配、固定；毛刷质材选自动物毛或合成丝如牙刷丝。

上盖、下盖、上固定板、下固定板、密封座、极封、极筒的用料选自塑料或其它绝缘材料(板、管)，优选聚氯乙烯塑料(PVC)。

上述带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的的测量探头的控制电路(自动定时系统)，包括：

时间设置按钮：共有6只，分别是“时钟”-显示现时时间、“校周”-调校星期时间、“校时”-调校小时时间、“校分”-调校分钟时间、“定时”-给定控制时间和“重置”-在调校过程需要复位，分别与时间设置模块的IC₀的输入端M₁、M₂、P₄、P₃、P₂、P₁相连接；

时间设置模块IC₀：即专用的四位微处理器芯片，它的两个输出端“1”、“2”分别连接到电阻R1和R7，使之与信号处理电路连接；

信号处理电路：由集成电路IC₁、IC₂和IC₃、IC₄组成，IC₁和IC₃起放大作用，它们的输入分别通过R₁、R₇连接至时间设置模块IC₀的输出端1和输出端2，而IC₁和IC₃的输出端则分别通过R₄和R₁₀接至集成电路IC₂和IC₄的输入端，信号处理电路中的IC₂和IC₄起反相作用，而它们的输出分别通过R₆和R₁₂连接伺服控制电路；R₂和R₈是IC₁和IC₃放大器输入的接地电阻，R₃、R₉是IC₁、IC₃放大器的反馈电阻，R₅和R₁₁是反相器IC₂、IC₄放大器的反馈电阻；

伺服控制电路：由集成电路IC₅、继电器J₁、J₂和伺服电机M₁、M₂组成，伺服电路中的IC₅的输入端连接R₆和R₁₂以便接收放大了的信号，它的两个输出直接与继电器J₁、J₂连接，而继电器J₁、J₂的控制触点J_1-1、J_1-2、J_1-3、J_1-4和J_2-1、J_2-2、J_2-3、J_2-4相互连接，然后接至清洗电机M₁和升降电机M₂，使M₁、M₂带动刷洗毛刷运动；

电源电路：包括+12V稳压电源和可以自动充电电路的+1.5V电池。

本实用新型的优点和积极效果在于：1、采用了刷洗毛刷对电导率测量电极进行清洗，去除了多种杂质(尤其是藻类)对测量电极的影响。2、电子电路不但实现了对清洗周期(如每周或每天等)的设置，而且也实现了对刷洗时间的设置。(如每次刷洗3分钟，5分钟等)。3、电子电路实现了对测量电极进行正向和反向的两次刷洗，使电极刷洗得比较干净和均匀。4、结构利用了离合器，使刷洗毛刷在非清洗时间自动处于远离电极的原始位置，排除了刷洗毛刷对电极测量的影响。5、本探头一般是在常压下工作，为保证整个探头的正常工作，结构中采用密封组件，使被测液体不易浸湿机件和电路接线点。6、本探头专门设计了一个极封，利用它可以调节测量电极的电极常数，也保证了导电截面的稳定。

图面说明

图1-1是带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头的结构示意图。图1-2是带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头的A-A剖视图。图2-1和2-2、图3-1和3-2是测量电极结构示意图。图4-1和4-2、图5-1和5-2是刷洗毛刷结构示意图。图6为控制电路的结构框图，图7为控制电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实施新型，但对本实用新型不构成限制。

图1-1和图1-2所示带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，它分上、下二个部分，上部含有上盖(15)、上固定板(13)、下固定板(4)、刷洗电机(16)及其传动装置洗齿轮对(5)、升降电机(17)及其传动装置升降导块(10)、升降螺杆(12)、升降齿轮对(14)、升降行程限位开关(18)、固定滑杆(8)、刷洗毛刷杆(9)、上离合块(11)、下离合块(6)；下部含有两片测量电极(1)、刷洗毛刷(20)、极筒(22)、极封(19)、密封座(3)和下盖(2)；上固定板(13)和下固定板(4)通过三根固定滑杆(8)进行固定；刷洗电机(16)固定在下固定板(4)上，通过刷洗齿轮对(5)带动下离合块(6)转动；升降电机(17)固定在上固定板(13)上，通过升降齿轮对(14)带动升降螺杆(12)转动；升降螺杆(12)连着升降导块(10)；  升降导块(10)的一头套在一根固定滑杆(8)上，而另一头安装上离合块(11)和刷洗毛刷杆(9)；上离合块(11)和刷洗毛刷杆(9)是固定在一起的，整个升降导块可以随着升降螺杆(12)的转动上下移动；刷洗毛刷杆(9)穿过下固定板(4)和密封座(3)到达下部；圆筒形塑料极筒(22)四周开有3-5个疏流孔(26)，直径两端对称位置壁内有两个从上到下贯通的孔，两个测量电极(1)(采用片式结构如图2-1和2-2所示，图中，1-2为塑料紧固件，1-4为接线杆)对称地安装在孔内，极片(1-1)为不锈钢材料并处在极筒(22)的下端，通过接线杆(1-4)和上部的电极接线端(7)向外接线，而测量电极(1)的电极常数，可以调节极封(19)的高低位置来实现；极筒(22)的上面通过密封座(3)与下固定板(4)连接，使极筒内的被测液体不易向外渗溢；刷洗毛刷(20)安装在刷洗毛刷杆(9)的下端，它随着刷洗毛刷杆(9)作轴向的上下移动和径向的转动，对电极进行刷洗；在上固定板(13)和下固定板(4)上都装有一块接线排(21)，整个探头的测量和控制线通过这两个接线排(21)引出至控制线路；下盖附有进出液口(23、24)和溢流口(25)。上盖、下盖、上固定板、下固定板、密封座、极封、极筒用聚氯乙烯塑料(PVC)加工而成。刷洗毛刷(20)的刷座(20-1)为套筒式，如图5-1和5-2所示，毛刷(20-2)质材选用牙刷丝。

图6和图7所示的控制线路，包括：

时间设置按钮：共有6只，分别是“时钟”-显示现时时间、“校周”-调校星期时间、“校时”-调校小时时间、“校分”-调校分钟时间、“定时”-给定控制时间和“重置”-在调校过程需要复位，分别与时间设置模块的IC₀的输入端M₁、M₂、P₄、P₃、P₂、P₁相连接；

时间设置模块IC₀：即专用的四位微处理器芯片，它的两个输出端“1”、“2”分别连接到电阻R1和R7，使之与信号处理电路连接；

信号处理电路：由集成电路IC₁、IC₂和IC₃、IC₄组成，IC₁和IC₃起放大作用，它们的输入分别通过R₁、R₇连接至时间设置模块IC₀的输出端1和输出端2，而IC₁和IG₃的输出端则分别通过R₄和R₁₀接至集成电路IC₂和IC₄的输入端，信号处理电路中的IC₂和IC₄起反相作用，而它们的输出分别通过R₆和R₁₂连接伺服控制电路；R₂和R₈是IC₁和IC₃放大器输入的接地电阻，R₃、R₉是IC₁、IC₃放大器的反馈电阻，R₅和R₁₁是反相器IC₂、IC₄放大器的反馈电阻；

伺服控制电路：由集成电路IC₅、、继电器J₁、J₂和伺服电机M₁、M₂组成，伺服电路中的IC₅的输入端连接R₆和R₁₂以便接收放大了的信号，它的两个输出直接与继电器J₁、J₂连接，而继电器J₁、J₂的控制触点J_1-1、J_1-2、J_1-3、J_1-4和J_2-1、J_2-2、J_2-3、J_2-4相互连接，然后接至清洗电机M₁和升降电机M₂，使M₁、M₂带动刷洗毛刷运动；

电源电路：包括+12V稳压电源和可以自动充电电路的+1.5V电池。+12V电源是与电导率测量、控制器共用的。+1.5V电池是为避免仪器在运行过程中，电网的交流电源突然失落，造成时间设置信号的丢失而备用的。这样使时间设置模块有一个保持电源。使在电网交流电源失落后，时间设置模块能够继续正常工作，无需要再重新进行控制时间的设置了。

带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头及其控制电路是这样工作的：

当使用者根据自己的需要，通过时间设置按钮，给定控制时间后，这些按钮信号，输出至时间设置模块IC₀，依照设置按钮所设定的时间，IC₀在不同时间，先输出一个信号给R₁，通过IC₁和IC₂的放大和反相，把信号传至R₆，再传至IC₅的输入端，使继电器J₁吸合。此时升降电机(17)正向转动，直至把刷洗毛刷(20)轴向向下送到测量电极(1)的适当位置便停止转动。刷洗电机(16)与升降电机(17)是同时开始转动的。当刷洗毛刷向下送到使上离合块(11)和下离合块(6)相互接合时，刷洗毛刷(20)也跟随刷洗电机(16)一起径向转动，开始对测量电极(1)进行刷洗。直至到所设定的时间。IC₀再输出一信号，经R₁→IC₁→R₄→IC₂→R₆→IC₅→使继电器J₁断开→刷洗电机(16)停止转动。同时，升降电机(17)反向转动，直至把刷洗毛刷(20)带回至非清洗状态的原始位置为止。此后探头就等待着控制电路由IC₀依照设置按钮给定的时间，发出第二回的反向刷洗的信号，进行第二回的反向刷洗。动作与前述一样，只不过此时是继电器J₂动作罢了。

Claims (9)

1.一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是它分上、下二个部分，上部含有上盖(15)、上固定板(13)、下固定板(4)、刷洗电机(16)及其传动装置刷洗齿轮对(5)、升降电机(17)及其传动装置升降导块(10)、升降螺杆(12)、升降齿轮对(14)、升降行程限位开关(18)、固定滑杆(8)、刷洗毛刷杆(9)、上离合块(11)、下离合块(6)；下部含有两个测量电极(1)、刷洗毛刷(20)、极筒(22)、极封(19)、密封座(3)和下盖(2)；上固定板(13)和下固定板(4)通过三根固定滑杆(8)进行固定；刷洗电机(16)固定在下固定板(4)上，通过刷洗齿轮对(5)带动下离合块(6)转动；升降电机(17)固定在上固定板(13)上，通过升降齿轮对(14)带动升降螺杆(12)转动；升降螺杆(12)连着升降导块(10)；升降导块(10)的一头套在一根固定滑杆(8)上，而另一头安装上离合块(11)和刷洗毛刷杆(9)；上离合块(11)和刷洗毛刷杆(9)是固定在一起的，整个升降导块可以随着升降螺杆(12)的转动上下移动；刷洗毛刷杆(9)穿过下固定板(4)和密封座(3)到达下部；圆筒形塑料极筒(22)四周开有3-5个疏流孔(26)，直径两端对称位置壁内有两个从上到下贯通的孔，两个测量电极(1)对称地安装在孔内，极片或极块(1-1)处在极筒(22)的下端，通过接线杆(1-4)和上部的电极接线端(7)向外接线；极筒(22)的上面通过密封座(3)与下固定板(4)连接，使极筒内的被测液体不易向外渗溢；刷洗毛刷(20)安装在刷洗毛刷杆(9)的下端，它随着刷洗毛刷杆(9)作轴向的上下移动和径向的转动，对电极进行刷洗；在上固定板(13)和下固定板(4)上都装有一块接线排(21)，整个探头的测量和控制线通过这两个接线排(21)引出至控制线路；下盖附有进出液口(23、24)和溢流口(25)。

2.根据权利要求1中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是测量电极的极片或极块，选自铂或不锈钢。

3.根据权利要求1中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是测量电极的极片或极块，优选不锈钢。

4.根据权利要求1中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是测量电极的结构选自片状或块状形式。

5.根据权利要求1中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是刷洗毛刷(20)的刷座(20-1)为套筒式或螺口式。

6.根据权利要求1中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是毛刷(20-2)质材选自动物毛或合成丝(毛)。

7.根据权利要求1中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是上盖、下盖、上固定板、下固定板、密封座、极封、极筒的用料选自聚氯乙烯塑料。

8.根据权利要求1中所述的一种3带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头，其特征是上盖、下盖、上固定板、下固定板、密封座、极封、极筒的用料优选聚氯乙烯塑料。

9.权利要求1-8中所述的一种带有自动定时清洗功能的电导率测量仪的测量探头的控制电路，其特征是它包括：

时间设置按钮：共有6只，分别是“时钟”-显示现时时间、“校周”-调校星期时间、“校时”-调校小时时间、“校分”-调校分钟时间、“定时”-给定控制时间和“重置”-在调校过程需要复位，分别与时间设置模块的IC₀的输入端M₁、M₂、P₄、P₃、P₂、P₁相连接；

时间设置模块IC₀：即专用的四位微处理器芯片，它的两个输出端“1”、“2”分别连接到电阻R1和R7，使之与信号处理电路连接；

信号处理电路：由集成电路IC₁、IC₂和IC₃、IC₄组成，IC₁和IC₃起放大作用，它们的输入分别通过R₁、R₇连接至时间设置模块IC₀的输出端1和输出端2，而IC₁和IC₃的输出端则分别通过R₄和R₁₀接至集成电路IC₂和IC₄的输入端，信号处理电路中的IC₂和IC₄起反相作用，而它们的输出分别通过R₆和R₁₂连接伺服控制电路；R₂和R₈是IC₁和IC₃放大器输入的接地电阻，R₃、R₉是IC₁、IC₃放大器的反馈电阻，R₅和R₁₁是反相器IC₂、IC₄放大器的反馈电阻；

伺服控制电路：由集成电路IC₅、、继电器J₁、J₂和伺服电机M₁、M₂组成，伺服电路中的IC₅的输入端连接R₆和R₁₂以便接收放大了的信号，它的两个输出直接与继电器J₁、J₂连接，而继电器J₁、J₂的控制触点J_1-1、J_1-2、J_1-3、J_1-4和J_2-1、J_2-2、J_2-3、J_2-4相互连接，然后接至清洗电机M₁和升降电机M₂，使M₁、M₂带动刷洗毛刷运动；

电源电路：包括+12V稳压电源和可以自动充电电路的+1.5V电池。

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