專利名稱：導電電導率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導電電導率傳感器，其具有可浸入被測介質(zhì)的探頭，其中該探頭具有內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間經(jīng)由從該內(nèi)部空間向外引出的至少一個開口與該探頭的環(huán)境相連接。在該內(nèi)部空間中布置有兩個電極，該兩個電極在測量操作期間被供給交流電壓。該電極具有面向該內(nèi)部空間的內(nèi)表面和面向外部且由絕緣覆蓋的外表面。該內(nèi)表面具有鄰接該開口的邊緣表面。
背景技術(shù)：
在測量介質(zhì)的電導率的各種應(yīng)用場合利用導電電導率傳感器。最著名的導電電導率傳感器是所謂的雙電極或四電極傳感器。
雙電極傳感器具有兩個電極，該兩個電極浸入介質(zhì)并且在測量操作期間被供給交流電壓。連接到該兩個電極的測量電子裝置測量電導率測量電池的電阻抗，然后根據(jù)該電阻抗，基于通過給定測量電池的幾何形狀和特性較早確定的電池常數(shù)來確認位于測量電池中的介質(zhì)的比電阻或比電導(specmc conductance)。四電極傳感器具有在測量操作期間浸入介質(zhì)的四個電極，其中兩個電極作為所謂的電流電極操作并且兩個電極作為所謂的電壓電極操作。在測量操作期間，在兩個電流電極之間施加交流電壓，并且由此將交流電流饋入介質(zhì)。實際上，饋入的電流在電壓電極之間產(chǎn)生電勢差。優(yōu)選地，使用無電流測量方法來確認電勢差。在此也借助于連接到電流電極和電壓電極的測量電子裝置，根據(jù)饋入的交流電流和測量的電勢差確認電導率測量電池的阻抗。然后，根據(jù)該阻抗，基于較早確定的且根據(jù)測量電池的幾何形狀和特性而得出的電池常數(shù)確認位于測量電池中的介質(zhì)的比電阻或比電導。在測量操作期間，在電極之間形成電場，該電場的場線有規(guī)律地從測量電池的內(nèi)部空間延伸出。如果在諸如容器壁的另一物體的附近操作這樣的電導率傳感器，則存在該物體對電場線的影響以及由此對測量的影響。該影響基本上依賴于該物體的幾何布置、與傳感器的間距及其電導率，該影響如今在使用位置處使用復雜的校正方法有規(guī)律地確定，并且由此例如確定安裝系數(shù)，利用該安裝系數(shù)能夠在隨后的測量中補償該影響。而且，DE102008054659A1描述了在電絕緣探頭主體中的外部可接近的腔室的相互相對的內(nèi)表面上設(shè)置彼此平行的平面電極，由此來降低位于導電電導率傳感器的環(huán)境中的物體的影響。與具有布置成至少部分完全脫離探頭主體或從探頭主體突出的電極，使得其包括在探頭主體外部的截然不同的自由場的電導率傳感器相比，這提供了場線基本上在腔室內(nèi)的電極之間延伸的優(yōu)點。然而，由場線所占據(jù)的空間區(qū)域明顯大于由相對設(shè)置的扁平電極所圍住的腔室的內(nèi)部空間。為了防止在電導率傳感器附近的物體的影響，有必要將電極布置成與內(nèi)部空間的面向外部的開口有足夠的間距。除了其他方面之外，這導致電導率傳感器的特定的最小結(jié)構(gòu)尺寸。毫無疑問，考慮使用小于該最小值的尺寸是不太可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電導率傳感器，其測量特性具有對布置在其附近的物體的最小可能的依賴性。為此，本發(fā)明涉及一種導電電導率傳感器，包括可浸入被測介質(zhì)中的探頭，該探頭具有內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間經(jīng)由從該內(nèi)部空間引出的至少一個開口與該探頭的環(huán)境相連接，并且在該內(nèi)部空間中布置有兩個電極，該兩個電極在測量操作期間被供給交流電壓， 并且該兩個電極具有面向該內(nèi)部空間的內(nèi)表面和面向外部的由絕緣覆蓋的外表面，其中該內(nèi)表面具有鄰接該開口的邊緣表面，其中，根據(jù)本發(fā)明，至少鄰接該開口之一的邊緣表面具有沿著背離該開口且進入內(nèi)部空間的方向引導在該邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線的表面幾何形狀。在優(yōu)選實施例中，電極的內(nèi)表面的鄰近所述開口的所有邊緣表面均具有沿這背離各個開口且進入內(nèi)部空間的方向引導在該邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線的表面幾何形狀。在另一實施例中，具有本發(fā)明的表面幾何形狀的邊緣表面的表面法線指向從各個開口離開且進入內(nèi)部空間中的方向。在本發(fā)明的進一步改進中，電極的內(nèi)表面具有將電場線集中到內(nèi)部空間中的表面幾何形狀。在本發(fā)明的第一變型中，電極的內(nèi)表面是凹面。在本發(fā)明的第二變型中，電極具有平面基部，在該平面基部鄰近開口之一的至少一個側(cè)面上鄰接有沿背離開口且進入內(nèi)部空間中的方向傾斜的邊緣表面。在本發(fā)明的優(yōu)選的進一步改進中，電極相互相對且相對于彼此傾斜地布置，其中兩個電極中的每一個均具有面向沿從同一開口離開且進入內(nèi)部空間的方向的總共一個取向。在前個進一步改進的進一步改進中，電極中的每一個均朝電絕緣探頭壁的方向傾斜，該電絕緣探頭壁在一個側(cè)面上針對外部封閉內(nèi)部空間。在優(yōu)選的進一步改進的實施例中，電極是電流電極，通過在測量操作期間對該電極施加交流電壓，可以將交流電流經(jīng)由該電流電極饋送到位于內(nèi)部空間中的介質(zhì)中；并且，在內(nèi)部空間中設(shè)置有兩個電壓電極，經(jīng)由該電壓電極，可在測量操作期間分接(tap)由于施加到介質(zhì)的交流電流而弓I起的跨該電壓電極的電勢差。在上個實施例的進一步改進中，電壓電極布置在探頭壁上。


現(xiàn)在基于附圖的圖更詳細地解釋本發(fā)明及其優(yōu)點，附圖示出實施例的六個實例；在圖中對相同的元件提供相同的附圖標記。其中圖I本發(fā)明的導電電導率傳感器的示意圖；圖2穿過根據(jù)圖I的具有電極的探頭的縱截面，該電極具有平面基部和與其鄰接的傾斜到內(nèi)部空間中的邊緣表面；圖3圖I的具有圖2的電極的探頭的、在相互相對的電極的中心的高度處在與探頭縱軸線垂直的平面內(nèi)所截取的截面圖；圖4具有相互相對的凹面電極的電導率探頭；圖5具有朝上探頭壁的方向相對于彼此傾斜的、相互相對的凹面電極的電導率探頭;圖6具有朝后探頭壁的方向相對于彼此傾斜的、相互相對的凹面電極的電導率探 頭;圖7具有朝上探頭壁的方向相對于彼此傾斜的、相互相對的平面電極的電導率探頭;圖8具有朝后探頭壁的方向相對于彼此傾斜的、相互相對的平面電極的電導率探頭；以及圖9兩個電導率探頭的歸一化電池常數(shù)作為與距位于其下面的物體的間距的函數(shù)的比較。
具體實施例方式現(xiàn)在基于導電雙電極電導率傳感器以及導電四電極電導率傳感器的實施例的多個實例來描述本發(fā)明。類似地，本發(fā)明還可應(yīng)用于具有其它數(shù)目的電極的電導率傳感器。圖I示出本發(fā)明的導電雙電極電導率傳感器的視圖。電導率傳感器具有可浸入被測介質(zhì)中的探頭I。該探頭I具有內(nèi)部空間3，該內(nèi)部空間3經(jīng)由從該內(nèi)部空間3引出的至少一個開口 5通向該探頭I的環(huán)境。一旦將探頭I浸入介質(zhì)中，介質(zhì)經(jīng)由開口 5滲透進入內(nèi)部空間3中并且填充內(nèi)部空間3。在此處所示的實施例的實例中，探頭I具有圓柱形探頭主體7，其包括電絕緣體，該電絕緣體在一端具有敞開的矩形腔室，經(jīng)探頭主體7對角地通向探頭I的端部。在示出的實施例的實例中，內(nèi)部空間3位于腔室的兩個相互相對的面平行的內(nèi)壁9之間，并且通過如下開口通向環(huán)境開口 5a，其在附圖中面向正面(從附圖的平面向外)；開口 5b，其設(shè)置成與開口 5a相反、在附圖中面向背面(進入附圖的平面)并且因此在圖中不可見；以及開口 5c，其將兩個開口 5a、5b彼此連接，在圖中在探頭I的下端面向下方。在此三個開口 5a、5b、5c以面向其從內(nèi)部空間3開出來的方向的箭頭表示。兩個電極11設(shè)置在內(nèi)部空間3中，該兩個電極11的內(nèi)表面面向內(nèi)部空間3，并且其面向外部的外表面被探頭主體7覆蓋，該探頭主體7在示出的實施例的例子中是絕緣體。測量電子裝置13——在此處僅示意性地示出一一連接到電極11。在測量操作期間，測量電子裝置13對電極11供應(yīng)交流電壓，確定由探頭I浸入介質(zhì)中所形成的電導率測量電池的電阻抗，并且基于較早確定的且根據(jù)給定測量電池的幾何形狀和特性而得出的電池常數(shù)Z確認位于測量電池中的介質(zhì)的比電阻或比電導。電極11的內(nèi)表面在每種情況下均具有鄰接各開口 5a、5b、5c的邊緣表面。根據(jù)本發(fā)明，鄰近開口 5a、5b或5c中的至少一個的邊緣表面具有沿著從面向外部的開口 5a、5b或5c離開而進入內(nèi)部空間3的內(nèi)部的方向引導在該邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線的表面幾何形狀。這優(yōu)選地以一種表面幾何形狀發(fā)生，在該情況下這些邊緣表面的表面法線沿著從相應(yīng)的鄰近開口 5a、5b、5c離開的方向指向到內(nèi)部空間3中。由于電極11是等勢表面，電場線在該等勢表面上總是垂直地結(jié)束，因此將緊鄰電極11的電場線限制為與電極11的表面法線平行地延伸。相應(yīng)地，在每個開口 5a、5b、5c處的場線面向內(nèi)部空間3，在每個開口 5a、5b、5c上，與其鄰近的電極11的內(nèi)表面的邊緣表面面向背離該開口 5a、5b、5c而進入內(nèi)部3中的方向。這造成從各個開口 5a、5b、5c露出的場線明顯減少。因此，通過不僅使鄰近開口 5a、5b或5c之一的邊緣表面而且使鄰近開口 5a、5b、5c的所有邊緣表面均具有以本發(fā)明的方式所實施的表面幾何形狀，實現(xiàn)了從內(nèi)部空間3露出 的場線的總數(shù)的最大可能的減少。在這種情況下，所有的相應(yīng)鄰近開口 5a、5b、5c的邊緣表面上的表面法線指向從其鄰接的開口 5a、5b、5c離開且進入內(nèi)部空間3的方向。本發(fā)明產(chǎn)生目標化取向并且優(yōu)選地還經(jīng)由邊緣表面的表面幾何形狀將在測量操作期間在電極11之間形成的場線集中到探頭I的內(nèi)部空間3中的效果。對于電極11的邊緣表面，本發(fā)明的表面幾何形狀可以通過電極11的不同的形式實現(xiàn)并且適于內(nèi)部空間3的開口 5的不同的實施例。為此，例如，可以應(yīng)用具有平面基部的電極，該平面基部在鄰接開口 5的至少一個側(cè)面上、優(yōu)選地在所有側(cè)面上由邊緣表面包圍，該邊緣表面相對于基部在每種情況下沿著背離鄰接的開口 5的方向傾斜到內(nèi)部空間3中。為此在圖2和圖3中示出了實施例的矩形實例，該矩形實例適于圖I中所示出實施例的實例的敞開內(nèi)部空間3的三個側(cè)面。圖2示出沿內(nèi)壁9的平面穿過探頭I的縱截面。所示的中央布置在內(nèi)壁9上的電極Ila具有平面矩形基部15，該平面矩形基部15在每種情況下在其鄰接內(nèi)部空間3的開口 5a、5b、或5c的三個側(cè)面上由邊緣表面17a、17b、17c包圍，該開口 5a、5b、或5c在此處用箭頭表示，該邊緣表面17a、17b、17c在每種情況下沿著背離鄰接開口 5a、5b、或5c的方向傾斜到內(nèi)部空間3中。為此，圖3示出圖I的探頭I的在相互相對的同等形狀的電極Ila的中心的高度處在與探頭縱軸線L垂直延伸的平面內(nèi)所截取的截面圖。圖4示出穿過適于圖I的矩形的、三個側(cè)面敞開的內(nèi)部空間3的實施例的另一形式的縱截面。在這種情況下，也提供了將兩個同等形成的、相互面對的電極Ilb中央布置在內(nèi)部空間3的內(nèi)壁9上。然而，與實施例的前述實例相反，電極Ilb不具有平面基部表面，而是代替地具有完全凹面內(nèi)表面。以這種形式，在每種情況下，電極Ilb的所有外邊緣表面上的表面法線指向從鄰接的開口 5離開而進入內(nèi)部空間3的方向。通過該凹面形，將在鄰近開口 5a、5b、5c的邊緣區(qū)域中的場線引導進入內(nèi)部空間3中并且補充地在所有側(cè)面上集中到內(nèi)部空間3中。而且，凹面電極內(nèi)表面提供高對稱性的優(yōu)勢，就測量電池的校正和以此可實現(xiàn)的測量準確度而言這是有利的。替代地或與已描述的變型結(jié)合，對于鄰近開口 5之一的電極的內(nèi)表面的邊緣表面，本發(fā)明的表面幾何形狀還可以實現(xiàn)為使得將電極11布置成相互相對且相對于彼此完全地傾斜。在這種情況下，電極11總體上在每種情況下以其面向從這樣的開口 5離開而進入內(nèi)部空間3中的方式取向。優(yōu)選地，選擇電極取向，使得在電極11的內(nèi)表面上的表面法線指向電絕緣探頭壁的方向，該電絕緣探頭壁在一個側(cè)面上針對外部封閉內(nèi)部空間3。該變型提供了場線不僅沿背離該開口 5的方向取向，而且同時也朝探頭壁的方向取向的優(yōu)點。這樣，與探頭I的使用位置無關(guān)，由于探頭壁的絕緣，對于場擴展的相同的條件總是占優(yōu)勢。例如，由鄰接內(nèi)部空間3的探頭主體7的實心部分所形成的向上內(nèi)部邊緣適合作為這樣的探頭壁。關(guān)于這一點，圖5示出穿過實施例的實例的縱截面。正如圖I中所示的實施例的實例，探頭I在此也具有例如圓柱形探頭主體7,該探頭主體7包括電絕緣體,該電絕緣體端部具有敞開的腔室，經(jīng)探頭主體7對角地通至探頭I的下端。內(nèi)部空間3在此也位于腔室的相互相對的內(nèi)壁19之間，并且在示出的實施例的實例中通過如下開口通向環(huán)境開口 5a，其在附圖中面向前面；開口 5b，其設(shè)置成與開口 5a相反、在附圖中面向后面；以及開口5c，其將兩個開口 5a、5b彼此連接，在圖中在探頭I的下端處向下引導。通過將由鄰接內(nèi)部空間3的探頭主體7的實心部分所形成絕緣探頭壁21來針對上方封閉內(nèi)部空間3。然而，與圖I至圖4中所示的實施例的實例相反，內(nèi)壁19在此不是面平行而是相對于彼此傾斜地布置，其中相對設(shè)置的內(nèi)壁19之間的間距朝探頭壁21的方向增加。電極Ilc的取向在此處以在電極中央處所繪制的表面法線η示出，該取向與內(nèi)壁19面向朝探頭壁21的方向背離開口 5c而進入內(nèi)部空間3中的方向的傾斜對應(yīng)。兩個電極Ilc均具有凹面內(nèi)表面，并且中央布置在內(nèi)部空間3的內(nèi)壁19上。與圖I中所示的變型相反，在配備有封閉圖I中的開口 5b的附加的后探頭壁23的探頭中，場線的取向自然也能夠朝該后探頭壁23的方向。為此，圖6示出穿過這樣的探頭I的實施例的實例的在電極Ild的中心的高度處并在與探頭縱軸線L垂直延伸的平面內(nèi)所截取的截面，這里該電極Ild是類似的凹面。正如圖I中所示的實施例的實例，探頭在此也具有例如圓柱形探頭主體7，該探頭主體7包括電絕緣體，該電絕緣體端部具有敞開腔室，經(jīng)探頭主體7對角地通至在探頭I的下端處。內(nèi)部空間3在此處也位于腔室的內(nèi)壁25之間，該內(nèi)壁25設(shè)置成彼此相對并且相對于彼此傾斜，并且僅通過前面的開口 5a和向下引導的開口 5c在探頭I的下端通向環(huán)境。內(nèi)部空間3由鄰接內(nèi)部空間3的探頭主體7的實心部分針對上方封閉并且背面為絕緣探頭壁23。在實施例的較早所述實例中的面向背面的開口 5b由探頭壁23封閉。另外，在圖6中所示的實施例的實例中，內(nèi)壁25布置成相對于彼此傾斜，其中腔室內(nèi)的相對設(shè)置的內(nèi)壁25之間的間距沿朝向探頭壁23的方向從前向后增加。兩個電極Ild在此也中央布置在內(nèi)部空間3的傾斜內(nèi)壁25上，并且具有在每種情況下朝探頭壁23的方向傾斜的凹面內(nèi)表面。 代替在圖5和圖6中所示的實施例的實例中所提供的凹面電極11c、11d，從本發(fā)明的意義上來說，自然也可以應(yīng)用其它適當?shù)碾姌O形狀，特別是平面電極。為此，圖7示出圖5中所示的實施例的實例的變化，圖7與圖5的不同之處僅在于，代替凹面電極11c，在此處設(shè)置的相互相對的電極Ile具有相對于彼此傾斜的平面內(nèi)表面，并且在每種情況下朝探頭壁21的方向傾斜。為此，圖8示出圖6中所示的實施例的實例的變化，圖8與圖6的不同之處僅在于，代替凹面電極Ild，在此處設(shè)置的相互相對的電極Ilf具有相對于彼此傾斜的平面內(nèi)表面，并且每種情況下朝探頭壁23的方向傾斜。由于在圖7中所示的實施例的形式的電極Ile的傾斜，在平面內(nèi)表面上的表面法線η沿從下開口 5c離開的方向指向內(nèi)部空間3。雖然在此處僅鄰近下開口 5c的電極lie的邊緣表面上的表面法線沿從該開口 5c離開的方向指向內(nèi)部空間3，但是也仍舊示出了電導率探頭對距諸如壁的鄰近物體的間距的明顯較低的依賴性。關(guān)于這一點，圖9示出與具有彼此面平行地布置的平面電極的、在其他方面同樣構(gòu)造的電導率傳感器B相比，具有朝圖7中所示的探頭壁21的方向相對于彼此傾斜的平面
電極Ile的電導率傳感器A在距位于各傳感器下方的導電壁間距d處的歸范化電池常數(shù)Z的依賴性。為了圖示中的比較，補充示出了兩個電導率傳感器A和B的示意圖，其中繪制了在每種情況下在電極對之間形成的場線。為此，明顯地，電極He在背離開口 5c的方向上進入內(nèi)部空間3中的相對低的傾斜導致場線仍然被限制于非常窄的擴展區(qū)域，同時在平行取向的電極的情況下，場線明顯地從內(nèi)部空間3進一步地延伸出。這相應(yīng)地反映在兩個電導率傳感器A和B的歸范化電池常數(shù)Z的比較中。隨著距離d的減小，本發(fā)明的電導率傳感器A的電池常數(shù)Z明顯比電導率傳感器B的電池常數(shù)更緩慢地增加。雖然在2cm及更大的間距d情況下，兩者均具有Z=I的相同的歸范化電池常數(shù)，但是在d=7mm的間距的情況下，本發(fā)明的電導率傳感器A的電池常數(shù)Z僅為I. 2，而電導率傳感器B的電池常數(shù)已經(jīng)升高至幾乎I. 4的值。通過應(yīng)用例如上述凹面電極或通過在電極Ile的面向前開口 5a和后開口 5b的側(cè)面上在每種情況下在鄰接的平面基部上提供邊緣表面17，可以更進一步提高本發(fā)明的電導率傳感器A的這種比較高的不靈敏性，其中邊緣表面17沿進入內(nèi)部空間3且背離各個鄰接開口 5a、5b的方向傾斜。本發(fā)明還可以完全類似地應(yīng)用到導電四電極電導率傳感器，該四電極電導率傳感器一正如在雙電極電導率探頭的情況下描述的一具有探頭1，該探頭I可浸入被測介質(zhì)中并且包含經(jīng)由至少一個開口5連接到該探頭的環(huán)境的內(nèi)部空間3和用作電流電極的兩個電極11，該電極11具有朝向內(nèi)部空間3引導的內(nèi)表面和面向外部的由絕緣覆蓋的外表面。在測量操作中，在此通過對電極11施加交流電壓，也可以將交流電流經(jīng)由電極11饋送至位于內(nèi)部空間3中的介質(zhì)。四電極電導率傳感器的探頭I和電流電極的基本結(jié)構(gòu)因此與上述雙電極電導率探頭的基本結(jié)構(gòu)對應(yīng)；因此，在此處不再對此作詳細解釋。除了電流電極，四電極電導率傳感器具有另外兩個電極，后面稱為電壓電極27，經(jīng)由該電壓電極27分接由于在測量操作期間饋送至介質(zhì)的交流電流而引起的電勢差AU。由于四電極電導率傳感器的基本結(jié)構(gòu)與所描述的雙電極電導率的基本結(jié)構(gòu)兼容，所以在圖中未給出單獨的實施例的實例。而是在圖5至圖8中示出兩個附加電壓電極27，該兩個附加電壓電極27在對應(yīng)的雙電極電導率傳感器中自然被省略。根據(jù)四電極測量原理，在此提供了連接到電極11和電壓電極27的測量電子裝置13。這根據(jù)饋入的交流電流和優(yōu)選地由測量電子裝置13無電流地測量的電勢差AU確定電導率測量電池的阻抗，并且基于較早確定的且根據(jù)給定測量電池的幾何形狀和特性得出的電池常數(shù)Z，根據(jù)電勢差Λ U確認位于測量電池中的介質(zhì)的比電阻或比電導。根據(jù)本發(fā)明，在測量操作期間被供給交流電壓的兩個電極11的內(nèi)表面也具有鄰近開口 5a、5b、5c中的至少一個的邊緣表面。這些邊緣表面也具有如下表面結(jié)構(gòu)該表面幾何形狀沿背離這樣的開口 5a、5b、或5c并且進入內(nèi)部空間的方向引導在該邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線。優(yōu)選地，鄰近開口 5a、5b、5c之一的所有邊緣表面在此也以本發(fā)明的這種方式實施。就這點而言，對于雙電極電導率傳感器的電極11的上述解釋相應(yīng)地成立。對于本發(fā)明的四電極電導率傳感器，優(yōu)選地應(yīng)用上述的并且在圖5至圖8中所示的變型。在這些變型中，將提供有交流電壓的相互相對的電極llc、lld、lle、llf布置成相對于彼此傾斜，使得在電極llc、lld、lle、llf的內(nèi)表面上的表面法線指向朝電絕緣探頭壁21或23的方向，該電絕緣探頭壁21或23在一個側(cè)面針對外部封閉內(nèi)部空間3。
在這些變型中，如圖5至圖8中補充示出的，兩個電壓電極27優(yōu)選地布置在探頭壁21或23上的測量電池的內(nèi)部中，該探頭壁21或23使內(nèi)部空間3截止。于是，一方面，存在對位于探頭I附近的物體的極大的測量不靈敏性，這是由于本發(fā)明的被供給交流電流的電極llc、lld、lle、llf的表面幾何形狀，其中該表面幾何形狀將場線引導至測量電池內(nèi)部中，并且另一方面，由于受到電極llc、lld、lle、llf的傾斜的影響而將場線引導至探頭壁21、23并且借此引導至幾乎布置成彼此相鄰的電壓電極27上，所以存在大的測量效果。附圖標記列表I 探頭3內(nèi)部空間5 開口7探頭主體9 內(nèi)壁11 電極13測量電子裝置15 基部17邊緣表面19 內(nèi)壁21上探頭壁23后探頭壁25 內(nèi)壁27電壓電極
權(quán)利要求
1.一種導電電導率傳感器,包括 可浸入被測介質(zhì)中的探頭(I)， 所述探頭(I)具有內(nèi)部空間(3)， 所述內(nèi)部空間(3)經(jīng)由從所述內(nèi)部空間(3)引出的至少一個開口(5、5a、5b、5c)連接到所述探頭(I)的環(huán)境，并且 在所述內(nèi)部空間(3)中布置有兩個電極(11、11a、lib、11c、lid、lie)，所述兩個電極(11、I la、I lb、I lc、I Id、I Ie )在測量操作期間被供給交流電壓，并且所述兩個電極(11、I la、llb、llc、lld、lle)具有面向所述內(nèi)部空間(3)的內(nèi)表面和面向外部的由絕緣覆蓋的外表面，其中所述內(nèi)表面具有鄰接所述開口(5a、5b、5c)的邊緣表面， 特征在于， 至少鄰接所述開口(5a、5b或5c)之一的所述邊緣表面具有沿著背離該開口(5a、5b、或5c)且進入所述內(nèi)部空間(3)的方向引導在所述邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線的表面幾何形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導電電導率傳感器，其特征在于， 所述電極(lla、llb、llc、lld)的所述內(nèi)表面的鄰近所述開口(5a、5b、5c)的所有邊緣表面具有沿著背離相應(yīng)開口(5a、5b、或5c)且進入所述內(nèi)部空間(3)中的方向引導在所述邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線的表面幾何形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中所述的導電電導率傳感器， 其特征在于， 所述邊緣表面上的表面法線使該表面幾何形狀指向從相應(yīng)開口(5a、5b、5c)離開且進入所述內(nèi)部空間(3)的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的導電電導率傳感器，其特征在于， 所述電極(11a、lib、11c、Ild)的所述內(nèi)表面具有把電場線集中到所述內(nèi)部空間(3)中的表面幾何形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的導電電導率傳感器，其特征在于， 所述電極(llb、llc、lld)的所述內(nèi)表面是凹面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的導電電導率傳感器，其特征在于， 所述電極(Ila)具有平面基部(15)，在所述平面基部(15)鄰近所述開口(5a、5b、5c)之一的至少一個側(cè)面上鄰接有沿著背離所述開口(5a、5b、5c)且進入所述內(nèi)部空間(3)的方向傾斜的邊緣表面(17a、17b、17c)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項中所述的導電電導率傳感器， 其特征在于， 所述電極(llc、lld、lle、llf)相互相對并且相對于彼此傾斜地布置，其中所述電極(llc、lld、lle、llf)中的每一個均具有面向沿著從同一開口(5a、5b或5c)離開且進入所述內(nèi)部空間(3)的方向的總共一個取向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的導電電導率傳感器，其特征在于， 所述電極(llc、lld、lle、llf)中的每一個均朝電絕緣探頭壁(21、23)的方向傾斜，所述電絕緣探頭壁(21、23)在一個側(cè)面上針對外部封閉所述內(nèi)部空間(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的導電電導率傳感器，其特征在于，所述電極(llc、lld、lle、llf)是電流電極，通過在測量操作期間對所述電極(11c、lld、lle、llf)施加交流電壓，可以將交流電流經(jīng)由所述電流電極饋送到位于所述內(nèi)部空間(3)中的介質(zhì)，并且， 在所述內(nèi)部空間(3)中設(shè)置有兩個電壓電極(27)，經(jīng)由所述電壓電極(27)，可在測量操作期間分接由于施加到所述介質(zhì)的所述交流電流而引起的跨所述電壓電極施加的電勢差(AU)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9中所述的導電電導率傳感器， 其特征在于， 所述電壓電極(27 )布置在所述探頭壁(21、23 )上。
全文摘要
一種導電電導率傳感器，其包括可浸入被測介質(zhì)中的探頭(1)。該探頭(1)具有內(nèi)部空間(3)，內(nèi)部空間(3)經(jīng)由從內(nèi)部空間(3)引出的至少一個開口(5、5a、5b、5c)連接到探頭(1)的環(huán)境，并且在內(nèi)部空間(3)中布置有兩個電極(11、11a、11b、11c、11d、11e)，該兩個電極(11、11a、11b、11c、11d、11e)在測量操作期間被供給交流電壓，并且具有面向內(nèi)部空間(3)的內(nèi)表面和面向外部的由絕緣覆蓋的外表面，其中內(nèi)表面具有鄰接開口(5a、5b、5c)的邊緣表面。該電導率傳感器的測量特性對布置在該電導率傳感器附近的物體具有最小可能的依賴性。至少鄰接開口(5a、5b或5c)之一的邊緣表面具有沿著背離該開口(5a、5b或5c)且進入所述內(nèi)部空間(3)的方向引導在該邊緣表面上開始或結(jié)束的電場線的表面幾何形狀。
文檔編號G01N27/07GK102890103SQ20121024879
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者安德烈·蒂摩, 馬可·弗爾克 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾測量及調(diào)節(jié)技術(shù)分析儀表兩合公司