一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，包括一可浸入被測介質(zhì)中的探頭、與探頭連接的電極桿以及兩個(gè)設(shè)置在電極桿上的電極，所述兩個(gè)電極在測量操作期間被供給交流電壓；所述電極為第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極軸向?qū)ΨQ設(shè)置在電極桿上，所述第一電極到第二電極之間的距離L為2cm；所述高精度電導(dǎo)傳感器還包括一個(gè)套管，高精度電導(dǎo)傳感器還包括一個(gè)套管，套管從下往上套設(shè)在電極桿上，在測量時(shí)，該套管使得第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.2cm2；所述第一電極和第二電極的面積≥1cm2。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，測量時(shí)，電極極化現(xiàn)象不嚴(yán)重，測量誤差小，精度高。
【專利說明】—種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電導(dǎo)率傳感器，特別涉及一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電導(dǎo)傳感器由二個(gè)組裝在一起貴金屬電極組成，用于測量液體的電導(dǎo)率；電導(dǎo)率的測量是在兩個(gè)電極上加上交流電壓，測量流過電極的電流，電流和電壓的比值就是被測溶液的電導(dǎo)率。
[0003]在測量高濃度鹽溶液、海水、酸堿溶液時(shí)，溶液電導(dǎo)率達(dá)到20至2000mS/cm，流過電極的電流密度很大，電極極化現(xiàn)象嚴(yán)重；為了減少流過電極的電流，必須使用電極常數(shù)大于10的電導(dǎo)傳感器。
[0004]常用的電導(dǎo)傳感器是由安裝在直徑1.2cm電極桿10上的二個(gè)電極20組成(圖1)，電極常數(shù)K=L/A (I)
[0005]其中L為電極之間的距離、A為電極的面積；常數(shù)為I的電導(dǎo)電極一般L = 0.5cm，A=0.5cm2，則 K=0.5/0.5=1。
[0006]電極常數(shù)為10的電導(dǎo)傳感器由于電極桿10尺寸的限制，使得電極20之間的距離L不能增加，只能將電極面積做得極小(A=0.05cm2),才能得到較大的電極常數(shù)K=0.5/0.05=10(圖2)，在實(shí)際使用中由于電極面積實(shí)在太小，電極極化現(xiàn)象仍然相當(dāng)嚴(yán)重，在高電導(dǎo)率測量時(shí)往往造成高達(dá)百分之幾到幾十的誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，測量時(shí)，電極極化現(xiàn)象不嚴(yán)重，測量誤差小，精度高的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，包括:
[0010]一可浸入被測介質(zhì)中的探頭；
[0011]一與探頭連接的電極桿；
[0012]兩個(gè)設(shè)置在電極桿上的電極，所述兩個(gè)電極在測量操作期間被供給交流電壓；
[0013]所述電極為第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極軸向?qū)ΨQ設(shè)置在電極桿上；
[0014]所述高精度電導(dǎo)傳感器還包括一個(gè)套管，所述套管從下往上套設(shè)在電極桿上。
[0015]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述高精度電導(dǎo)傳感器測量電導(dǎo)率的范圍為2_2000mS/cm。
[0016]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述高精度電導(dǎo)傳感器測量電導(dǎo)率的精度為±1%F.S。
[0017]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極到第二電極之間的距離L為2cm。[0018]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為
0.2cm2。
[0019]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極到第二電極之間的距離L為4cm。
[0020]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為
0.4cm20
[0021]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述高精度電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)K多10。
[0022]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0023]本實(shí)用新型在電極桿上增加了套管，該套管使得兩個(gè)電極之間的溶液截面積A為
0.2cm2 ;此時(shí)不管電極面積為多大，電極與溶液的接觸面積都固定為0.2cm2，在不增加兩電極距離的情況下，本電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)基本大于10，采用該結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)傳感器進(jìn)行測量時(shí)，電極極化現(xiàn)象不嚴(yán)重，測量誤差小，精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為現(xiàn)有電導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖1 ;
[0026]10、電極桿20、電極
[0027]圖2為現(xiàn)有電導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖2 ；
[0028]10、電極桿20、電極
[0029]圖3為本實(shí)用新型高精度電導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0031]100、電極桿200、第一電極300、第二電極400、套管。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0033]參見圖3所示，本實(shí)用新型公開了一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其包括可浸入被測介質(zhì)中的探頭以及與探頭連接的電極桿100。
[0034]電極桿100上設(shè)有兩個(gè)電極，即第一電極200和第二電極300，第一電極和第二電極在測量操作期間被供給交流電壓；第一電極和第二電極軸向?qū)ΨQ設(shè)置在電極桿100上，且第一電極到第二電極之間的距離L為2-4cm ;軸向設(shè)置的電極相比現(xiàn)有徑向設(shè)置的電極具有更長的電極間距。
[0035]兩電極之間的距離由現(xiàn)有的0.5cm增加到2-4cm，由此使電極面積可以增加到A=0.2-0.4cm2。
[0036]但面積A=0.2-0.4cm2的電極還遠(yuǎn)不能達(dá)到消除電極極化影響，使高電導(dǎo)率溶液的
電導(dǎo)率測量誤差小于百分之一的要求。
[0037]根據(jù)電化學(xué)理論，電極面積A越大電流密度越小，電極極化影響越小；但增加電極面積就要相應(yīng)地增加電極之間的距離，而繼續(xù)增加電極之間的距離在使用上非常不方便，不具有實(shí)用性(如電極面積A=Icm2則電極之間的距離應(yīng)為10cm)。
[0038]通常情況下，測量電導(dǎo)率是將電導(dǎo)傳感器置于一個(gè)體積較大的容器中，測量電流通過的液體體積取決于電極形狀和大??；被測溶液的面積等于電極的面積A ;被測溶液的長度等于電極之間的距離L ;在高電導(dǎo)率測量中，為了消除電極極化引起的測量誤差，我們需要加大電極面積，但又不能過分增加電極之間的距離，這是一對明顯的矛盾。
[0039]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn):影響溶液電導(dǎo)率測量值大小的是溶液本身，電導(dǎo)傳感器只是一個(gè)測量工具，如果將溶液體積和形狀固定，則電極常數(shù)公式中的A就是溶液的截面積而與電極面積無關(guān)。
[0040]為了將測量溶液的體積和形狀進(jìn)行固定，本實(shí)用新型高精度電導(dǎo)傳感器還包括一個(gè)套管400，套管400從下往上套設(shè)在電極桿100上，在測量時(shí)，該套管使得第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.2-0.4cm2 ;此時(shí)第一電極和第二電極的面積多Icm20
[0041]本實(shí)用新型高精度電導(dǎo)傳感器測量電導(dǎo)率的范圍為2-2000mS/cm，測量精度優(yōu)于±1%F.S。
[0042]當(dāng)?shù)谝浑姌O到第二電極之間的距離L為2cm，且第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.2cm2時(shí)，電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)K=10。
[0043]當(dāng)?shù)谝浑姌O到第二電極之間的距離L為3cm，且第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.3cm2時(shí)，電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)K=10。
[0044]當(dāng)?shù)谝浑姌O到第二電極之間的距離L為4cm，且第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.4cm2時(shí)，電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)K=10。
[0045]當(dāng)?shù)谝浑姌O到第二電極之間的距離L為4cm，且第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.2cm2時(shí)，電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)K=20。
[0046]本實(shí)用新型解決了在不增加電極體積的同時(shí)，達(dá)到消除電極極化影響，使高電導(dǎo)率溶液的電導(dǎo)率測量誤差小于百分之一的要求。
[0047]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，包括: 一可浸入被測介質(zhì)中的探頭； 一與探頭連接的電極桿； 兩個(gè)設(shè)置在電極桿上的電極，所述兩個(gè)電極在測量操作期間被供給交流電壓； 其特征在于: 所述電極為第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極軸向?qū)ΨQ設(shè)置在電極桿上; 所述高精度電導(dǎo)傳感器還包括一個(gè)套管，所述套管從下往上套設(shè)在電極桿上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述高精度電導(dǎo)傳感器測量電導(dǎo)率的范圍為2-2000mS/cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述高精度電導(dǎo)傳感器測量電導(dǎo)率的精度為±1%F.S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述第一電極到第二電極之間的距離L為2cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.2cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述第一電極到第二電極之間的距離L為4cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述第一電極到第二電極之間的溶液截面積A為0.4cm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高電導(dǎo)測量的高精度電導(dǎo)傳感器，其特征在于:所述高精度電導(dǎo)傳感器的電極常數(shù)K多10。
【文檔編號】G01R27/22GK203606435SQ201320624783
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】許一鳴, 吳旭明 申請人:上海三信儀表廠