本實(shí)用新型屬于在線分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁式電導(dǎo)率測量技術(shù)用于pH值的測量。

背景技術(shù)：

pH計(jì)是以電位測定法來測量溶液pH值的。pH在拉丁文中，是pondus hydrogenii的縮寫，是物質(zhì)中氫離子的活度，pH值則是氫離子濃度的對數(shù)的負(fù)數(shù)。

pH計(jì)的主要測量部件是玻璃電極和參比電極，玻璃電極對pH敏感，而參比電極的電位穩(wěn)定。將pH計(jì)的這兩個(gè)電極一起放入同一溶液中，就構(gòu)成了一個(gè)原電池，而這個(gè)原電池的電位，就是這玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和。

pH計(jì)的參比電極電位穩(wěn)定，那么在溫度保持穩(wěn)定的情況下，溶液和電極所組成的原電池的電位變化，只和玻璃電極的電位有關(guān)，而玻璃電極的電位取決于待測溶液的pH值，因此通過對電位的變化測量，就可以得出pH溶液的pH值。

但pH計(jì)在使用過程也有一些問題，例原電池衰減，電極污染等。如用電磁式電導(dǎo)率測量方式來實(shí)現(xiàn)pH測量，該測定裝置在某些場合可以實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是利用電磁感應(yīng)式測量裝置來實(shí)現(xiàn)pH的間接測定。主要是利用一種簡單、穩(wěn)定的電磁式電導(dǎo)率測量裝置，利用此裝置可以實(shí)現(xiàn)對單一組分溶液的pH測量。

本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案：單一組分溶液的pH測量裝置，其特征在于利用電磁感應(yīng)式測量裝置來實(shí)現(xiàn)pH的間接測定，包括交流激磁信號(hào)源U₁、感應(yīng)信號(hào)U₂、激磁線圈、感應(yīng)線圈、 信號(hào)計(jì)算處理器、測溫元件；所述交流激磁信號(hào)源U₁聯(lián)接激磁線圈，感應(yīng)信號(hào)U₂聯(lián)接感應(yīng)線圈，所述信號(hào)計(jì)算處理器聯(lián)接交流激磁信號(hào)源U₁、感應(yīng)信號(hào)U₂及測溫元件。

一般地，所述激磁線圈和感應(yīng)線圈分別繞在鐵氧體磁環(huán)上并通過塑料封裝。

所述測溫元件為用塑料封裝的電磁線圈探頭。

所述交流激磁信號(hào)源U₁為20KHz的交流高頻信號(hào)。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以長期穩(wěn)定測量單一組分溶液的電導(dǎo)率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例單一組分溶液的pH間接測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-交流激磁信號(hào)源U₁；2-感應(yīng)信號(hào)U₂；3-激磁線圈；4-感應(yīng)線圈；5-被測溶液；6-信號(hào)計(jì)算處理器；7-測溫元件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型加以詳細(xì)描述。

實(shí)施例：實(shí)施例采用電磁式電導(dǎo)率測定可以長期穩(wěn)定測量單一組分溶液的電導(dǎo)率，電磁式電導(dǎo)率測量裝置如附圖1所示，主要是利用電磁感應(yīng)式測量裝置來實(shí)現(xiàn)pH的間接測定，主要包括交流激磁信號(hào)源U₁（1）、感應(yīng)信號(hào)U₂（2）、激磁線圈（3）、感應(yīng)線圈（4）、 信號(hào)計(jì)算處理器（6）、測溫元件（7）；所述交流激磁信號(hào)源U₁聯(lián)接激磁線圈，感應(yīng)信號(hào)U₂聯(lián)接感應(yīng)線圈，所述信號(hào)計(jì)算處理器（6）聯(lián)接交流激磁信號(hào)源U₁、感應(yīng)信號(hào)U₂及測溫元件（7）。

實(shí)施例中，所述激磁線圈（3）和感應(yīng)線圈（4）都是繞在鐵氧體磁環(huán)上并通過塑料封裝；所述測溫元件（1）為用塑料封裝的電磁線圈探頭。

實(shí)施例的原理：電解質(zhì)溶液與金屬導(dǎo)體一樣，是電的良導(dǎo)體。所以當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，也必呈現(xiàn)有電阻的作用，并且同樣可用下式來表示：

在液體中就引用了電導(dǎo)和電導(dǎo)率。此時(shí)，溶液的電導(dǎo)為：

式中 R—— 溶液電阻，Ω；ρ——電阻率，也即電阻系數(shù)，Ω·cm；

L ——導(dǎo)體長度，cm；A ——導(dǎo)體橫截面積，cm²；

m ——電導(dǎo)，；s ——電導(dǎo)率或稱電導(dǎo)系數(shù)，。

這里所謂導(dǎo)體，系指由兩電極間的液體所構(gòu)成。其長度、橫截面積均為兩電極間的電解質(zhì)溶液所具有的長度和橫截面積。

當(dāng)L = lcm，A = lcm²時(shí)，m = s。所以電導(dǎo)率的物理意義是：lcm³溶液所具有的電導(dǎo)，它表示在1cm³體積中，充以任意溶液時(shí)所具有的電導(dǎo)。

經(jīng)典的電磁式濃度分析儀的方法是用一對用塑料封裝的電磁線圈探頭來測量溶液的電導(dǎo)率。整個(gè)裝置包括浸入溶液中的兩個(gè)電磁線圈和一個(gè)溫度測量元件，以及相應(yīng)的電路和計(jì)算控制器。

在激磁線圈（3）的繞組輸入交流激磁信號(hào)源U₁（1）時(shí)，在被測溶液（5）中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)圍繞傳感器周圍的感應(yīng)電流Ie。由于Ie的作用，在感應(yīng)線圈（4）中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)U₂（2）。這個(gè)感應(yīng)信號(hào)與溶液的電導(dǎo)率有關(guān)。

Re=K×Xe，

（K為傳感器常數(shù)，其值決定于傳感器外型尺寸。Xe為被測溶液（5）的電導(dǎo)率。），被測溶液（5）回路感應(yīng)電流Ie=Um /Re。在感應(yīng)線圈（4）中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)U₂ =K2×Ie。因而Xe可以由U₂來表示，通過U₂測量可以得到Xe。這樣在感應(yīng)線圈（4）上可得到隨U₂而變化的溶液的電導(dǎo)率Xe，再由單片微處理器通過溫度補(bǔ)償模型計(jì)算出瞬時(shí)被測溶液的濃度。實(shí)現(xiàn)工業(yè)在線測量。

通常，加在在激磁線圈（3）的繞組輸入一個(gè)交流激磁電壓U₁為20KHz的交流高頻信號(hào)，在感應(yīng)線圈（4）中產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)U₂（2）為同頻信號(hào)且附帶大量其它干擾信號(hào)。

當(dāng)被測溶液（5）的pH接近于7時(shí)，溶液的電導(dǎo)率快速下降，感應(yīng)信號(hào)U₂（2）也會(huì)變非常微弱。為了檢測出微弱的感應(yīng)信號(hào)U₂（2）需對激磁電壓U₁和感應(yīng)信號(hào)U₂（2）進(jìn)行相關(guān)性分析計(jì)算，從中計(jì)算出同頻有效信號(hào)。同時(shí)考慮到溶液電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，通過測溫元件（7）測定被測溶液（5）的溫度，在檢測出的信號(hào)中需通過模型消除溫度的影響，所以在本裝置中需配置一個(gè)信號(hào)計(jì)算處理器（6）。

本實(shí)施例未述之處，為該領(lǐng)域所熟知的現(xiàn)有技術(shù)。