CN2580438Y

CN2580438Y - 电导率测量仪

Info

Publication number: CN2580438Y
Application number: CN 02211617
Authority: CN
Inventors: 林晓梅; 姜长泓; 王盛慧
Original assignee: Changchun University of Technology
Current assignee: Changchun University of Technology
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2012-04-29

Abstract

本实用新型公开了一种水质及木材和粮食水分检测用的电导率测量仪，它包括有电导率传感器1、温度传感器2、可编程放大电路3、多路切换电路4、信号激励电路5、低通滤波电路6、模拟－数字转换电路7、中央处理器10、显示电路8、键盘电路9及电源电路11组成，该信号激励电路5以交流方波激励信号驱动电导率传感器1；克服了电导率传感器1的极化现象；中央处理器10嵌置有对水介质流速变化及温度变化引起的误差进行数值补偿的软件程序，补偿了水介质流速变化、温度变化引起的误差，提高了测量精度及检测的实时性。

Description

电导率测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种水质及木材和粮食水分检测用的电导率测量仪。

背景技术

电导率测量仪被广泛应用在饮用纯净水、药用蒸馏水以及木材烘干、粮食水份检测等技术领域，用来分析水质，评价与水分相关产品的质量。现有的电导率测量仪一般采用纯硬件结构，单极驱动电导率传感器，对影响测量结果的水介质流速变化和温度缺少有效的补偿措施，因而测量精度低，输出稳定性差、实时性不高，无法满足自动控制系统的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可提高测量在线水介质电导率精度的电导率测量仪。

本实用新型包括电导率传感器、温度传感器、可编程放大电路、多路切换电路、信号激励电路、低通滤波电路、模拟-数字转换电路、中央处理器、显示电路、键盘电路及电源电路组成，其中信号激励电路由运算放大器、隔直电容组成，该信号激励电路以交流方波激励信号驱动电导率传感器；中央处理器嵌置有对水介质流速变化及温度变化引起的误差进行数值补偿的软件程序，该软件程序为可编程序。

本实用新型的信号激励电路以交流方波激励信号驱动电导率传感器，克服了电导率传感器的极化现象；采用比值法测量，即通过标准电阻的电导和被测水介质电导相比较的测量方法，提高了测量精度；通过嵌置的软件程序补偿了水介质流速变化、温度变化引起的误差，提高了测量精度及检测的实时性。

附图说明

图1为本实用新型的电路总图。

图2为本实用新型电路总图中的控制部分电路图。

图3为本实用新型电路总图中的测量部分电路图。

图4为本实用新型电路总图中的电源部分电路图。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3、图4所示，本实用新型包括电导率传感器1、温度传感器2、可编程放大电路3、多路切换电路4、信号激励电路5、低通滤波电路6、模拟-数字转换电路7、中央处理器10、显示电路8、键盘电路9及电源电路11组成，其中信号激励电路5由运算放大器52、隔直电容51组成，该信号激励电路5以交流方波激励信号驱动电导率传感器1；中央处理器10嵌置有对水介质流速变化及温度变化引起的误差进行数值补偿的软件程序，该软件程序为可编程序。

结合图1、图2、图3、图4，以信号的走向说明本实用新型各元器件的连接关系及工作原理：

本实用新型工作时，先将电导率传感器1和温度传感器2置于待测水介质中；接通电源，中央处理器10发出方波控制信号，改变多路切换电路4的连接状态，使得方波信号经信号激励电路5转换成交流方波激励信号，经多路切换电路4，送入电导率传感器1，电导率传感器1输出信号经多路切换电路4进入低通滤波电路6、模拟—数字转换电路7，中央处理器10根据模拟—数字转换电路7的转换值，判断出该电导率传感器1输出信号所处的某一测量量程后，再次控制多路切换电路4的连接状态，使激励信号和电导率传感器信号进入上述符合量程条件的通道，然后重复上述传感器信号的测量过程，实现比值法测量。

比值法测量完成后，中央处理器10再次控制多路切换电路4，将来自温度传感器2的温度信号经可编程放大电路3放大后切换至低通滤波电路6，再经模拟—数字转换电路7后，由中央处理器10获得当前水介质所处温度。在已经获得的水介质电导率和水介质温度的条件下，中央处理器10就可计算出温度为25℃时水介质的标准电导率，并将该电导率值和当前水介质的温度值送入显示电路8，通过显示电路8中的数码管进行显示。

由于温度变化对电导率的影响是非线性的，并且无法用精确的数学表达式来描述，本实用新型的中央处理器10嵌置有对水介质温度变化引起的误差进行数值补偿的软件程序，通过该软件来补偿水介质温度变化引起的测量误差，即以预置数据表的形式，将温度变化补偿值存入中央处理器10的存储器中以供使用。针对不同水介质具有不同温度变化补偿值的问题，仪表采用在线可编程技术，由编程电脑在仪表确定工作对象后，将相应的补偿值写入中央处理器10的存储器。

对水介质流速变化引起的测量误差，本实用新型的中央处理器10同样嵌置有对水流速变化引起的误差进行数值补偿的软件程序，即对水流速变化引起的测量误差，以预置数据表的形式，将水流速变化补偿值存入中央处理器10的存储器中，采用在线可编程技术，由编程电脑将相应的补偿值写入中央处理器10的存储器。当水介质充满电导率传感器时，传感器容抗为零，呈阻性；当电导率传感器中无水介质时阻抗为最大，容抗为最大，呈容性。根据电导率传感器1阻抗的变化来补偿，即通过容抗和阻抗的对比测量，可实现补偿水介质流速变化引起的测量误差。

所述的中央处理器10采用AT89C51芯片；所述的模拟—数字转换电路7采用TLC7135芯片；所述的可编程放大电路3采用两个4051和一个OP-07芯片；所述的多路切换电路4采用两个4051、一个4052、一个4053和两个4094芯片。

所述在线可编程技术是指仪表在工作过程中可以由计算机修改中央处理器10存储器中的数据，并在仪表掉电时仍能保持。

所述的键盘电路9用于仪表的量程设置以及输入方式选择。

Claims

1、一种电导率测量仪，包括有电导率传感器(1)、温度传感器(2)、可编程放大电路(3)、多路切换电路(4)、信号激励电路(5)、低通滤波电路(6)、模拟-数字转换电路(7)、中央处理器(10)、显示电路(8)、键盘电路(9)及电源电路(11)组成，其特征在于：信号激励电路(5)由运算放大器(52)、隔直电容(51)组成，该信号激励电路(5)以交流方波激励信号驱动电导率传感器(1)。