電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的一種電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，包括電磁探頭和與所述電磁探頭電連接的處理單元；所述電磁探頭至少包括與所述處理電路電連接的勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈以及溫度傳感器；所述處理單元至少包括與所述勵(lì)磁線圈電連接并向勵(lì)磁線圈發(fā)送激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器、與所述檢測(cè)線圈電連接的信號(hào)檢測(cè)電路以及與所述檢測(cè)電路連接的處理控制電路，所述處理控制電路還與所述信號(hào)發(fā)生器電連接用于控制信號(hào)發(fā)生器向勵(lì)磁線圈輸出激勵(lì)信號(hào)并使勵(lì)磁線圈工作在諧振點(diǎn)；所述信號(hào)檢測(cè)電路與所述溫度傳感器以及信號(hào)發(fā)生器電連接；能夠有效消除溫度因素對(duì)線圈和溶液造成影響，進(jìn)而大大提高濃度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及客觀性。
【專利說明】電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種溶液濃度檢測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]溶液的電導(dǎo)率會(huì)隨著溶液濃度的不同而不同，所以通常通過測(cè)量溶液電導(dǎo)率來實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液濃度的測(cè)量，常用的電導(dǎo)率檢測(cè)方法有電極法和電磁感應(yīng)法。
[0003]傳統(tǒng)的測(cè)量方法是電極法，其原理是將兩個(gè)相互平行的檢測(cè)電極放入待測(cè)溶液中與溶液直接接觸，檢測(cè)電極通過量程電阻接在頻率固定的電壓源上，電壓源、量程電阻和檢測(cè)電極之間的待測(cè)液體構(gòu)成一檢測(cè)回路，當(dāng)液體電導(dǎo)率變化時(shí)，構(gòu)成檢測(cè)回路的液體的電阻也會(huì)相應(yīng)的變化，從而影響量程電阻上的電勢(shì)，通過檢測(cè)該電勢(shì)即可計(jì)算出檢測(cè)電極間溶液的電阻。兩個(gè)電極的參數(shù)和距離已知，通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極之間液體的電阻即可根據(jù)歐姆定律測(cè)出溶液對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率，其缺點(diǎn)是檢測(cè)電極與待測(cè)溶液直接接觸，因而很容易被污染，尤其在測(cè)量腐蝕性強(qiáng)的溶液時(shí)尤為突出，嚴(yán)重影響了測(cè)量的準(zhǔn)確性及電極的使用壽命，因而電極測(cè)試方式逐漸被電磁感應(yīng)測(cè)試方式所取代。
[0004]電磁感應(yīng)法測(cè)量電導(dǎo)的本質(zhì)是由勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈和液體回路組成的等效變壓器裝置，液體回路充當(dāng)勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈的電磁傳導(dǎo)媒介，當(dāng)待測(cè)液體電導(dǎo)率變化時(shí)，會(huì)影響檢測(cè)線圈的感應(yīng)電勢(shì)，通過檢測(cè)該電勢(shì)來檢測(cè)液體的電導(dǎo)率，但是現(xiàn)有的電磁感應(yīng)式的濃度檢測(cè)設(shè)備具有如下缺點(diǎn): 目前的設(shè)備受測(cè)量環(huán)境的影響大，尤其是溫度的影響，溶液的電導(dǎo)率隨著溫度的變化而變化，通常是采用溫度補(bǔ)償來是測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，但是溫度的變化同樣會(huì)引起線圈參數(shù)的變化，尤其會(huì)影響到勵(lì)磁線圈感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而最終影響到濃度測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且現(xiàn)有的電磁感應(yīng)式的檢測(cè)設(shè)備同樣與溶液接觸，造成對(duì)線圈的腐蝕，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果。
[0005]因此，需要提出一種新型的電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，能夠有效避免以溫度為主的環(huán)境因素造成的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，有效提高測(cè)量結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，能夠有效避免以溫度為主的環(huán)境因素造成的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，有效提高測(cè)量結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。
[0007]本實(shí)用新型提供的一種電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，包括用于檢測(cè)溶液濃度并產(chǎn)生濃度信號(hào)的電磁探頭和與所述電磁探頭電連接的處理單元；
[0008]所述電磁探頭至少包括與所述處理電路電連接的勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈以及溫度傳感器；
[0009]所述處理單元至少包括與所述勵(lì)磁線圈電連接并向勵(lì)磁線圈發(fā)送激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器、與所述檢測(cè)線圈電連接的用于檢測(cè)所述檢測(cè)線圈的感應(yīng)信號(hào)的信號(hào)檢測(cè)電路以及與所述檢測(cè)電路連接的處理控制電路，所述處理控制電路還與所述信號(hào)發(fā)生器電連接用于控制信號(hào)發(fā)生器向勵(lì)磁線圈輸出激勵(lì)信號(hào)并使勵(lì)磁線圈工作在諧振點(diǎn)；
[0010]所述信號(hào)檢測(cè)電路與所述溫度傳感器以及信號(hào)發(fā)生器電連接，用于獲取溫度信號(hào)以及激勵(lì)信號(hào)作為液濃度計(jì)算的補(bǔ)償信號(hào)；
[0011]進(jìn)一步，所述信號(hào)發(fā)生器包括DDS信號(hào)發(fā)生電路和與所述DDS發(fā)生電路輸出端電連接的穩(wěn)幅放大電路，所述穩(wěn)幅放大電路的輸出端與所述勵(lì)磁線圈電連接，所述穩(wěn)幅放大器的輸出端還與所述檢測(cè)電路電連接；
[0012]進(jìn)一步，所述檢測(cè)電路包括激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路、溫度信號(hào)檢測(cè)電路以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路，所述激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路、溫度信號(hào)檢測(cè)電路以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端均與所述處理控制電路電連接，所述激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路輸入端與所述穩(wěn)幅放大器的輸出端電連接，所述溫度信號(hào)檢測(cè)電路與溫度傳感器電連接，所述感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路與所述檢測(cè)線圈電連接；
[0013]進(jìn)一步，所述電磁探頭還包括用于容納勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈以及溫度傳感器的探頭殼體，所述探頭殼體為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈并列于所述探頭殼體內(nèi)并與所述探頭殼體同軸設(shè)置；
[0014]進(jìn)一步，所述激勵(lì)線圈與檢測(cè)線圈之間設(shè)置有絕緣層和線圈屏蔽層，所述絕緣層為兩層且所述線圈屏蔽層位于絕緣層之間；
[0015]進(jìn)一步，所述濃度檢測(cè)裝置還包括用于容納所述處理單元的安裝殼體，所述安裝殼體與所述探頭殼體連通；
[0016]進(jìn)一步，所述安裝殼體和探頭殼體的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有殼體屏蔽層。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，通過激勵(lì)信號(hào)和溫度信號(hào)同時(shí)輸入到檢測(cè)電路中作為測(cè)量補(bǔ)償信號(hào)，能夠有效消除溫度因素造成線圈參數(shù)變化和溶液電導(dǎo)率變化對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響，進(jìn)而大大提高濃度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及客觀性；并且能夠有效避免線圈間的相互影響以及外界電磁干擾而造成的測(cè)量結(jié)果的偏差；通過使激勵(lì)線圈始終工作在諧振點(diǎn)，大大提高檢測(cè)裝置的穩(wěn)定性以及靈敏度，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型電路原理示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型提供的一種電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，包括用于檢測(cè)溶液濃度并產(chǎn)生濃度信號(hào)的電磁探頭和與所述電磁探頭電連接的處理單元10 ；
[0022]所述電磁探頭至少包括與所述處理電路電連接的勵(lì)磁線圈1、檢測(cè)線圈2以及溫度傳感器9 ；[0023]所述處理單元10至少包括與所述勵(lì)磁線圈I電連接并向勵(lì)磁線圈I發(fā)送激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器、與所述檢測(cè)線圈2電連接的用于檢測(cè)所述檢測(cè)線圈2的感應(yīng)信號(hào)的信號(hào)檢測(cè)電路以及與所述檢測(cè)電路連接的處理控制電路，所述處理控制電路還與所述信號(hào)發(fā)生器電連接用于控制信號(hào)發(fā)生器向勵(lì)磁線圈I輸出激勵(lì)信號(hào)并使勵(lì)磁線圈I工作在諧振點(diǎn)；所述檢測(cè)電路、信號(hào)發(fā)生器以及處理控制電路均可采用現(xiàn)有技術(shù)，因此其電路結(jié)構(gòu)及工作原理在此不再贅述，所述處理控制電路可采用現(xiàn)有的DSP芯片并采用FFT (快速傅里葉變換)算法，提高處理運(yùn)算速度。
[0024]所述信號(hào)檢測(cè)電路與所述溫度傳感器9以及信號(hào)發(fā)生器電連接，用于獲取溫度信號(hào)以及激勵(lì)信號(hào)作為液濃度計(jì)算的補(bǔ)償信號(hào)；本實(shí)用新型的電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，通過激勵(lì)信號(hào)和溫度信號(hào)同時(shí)輸入到檢測(cè)電路中作為測(cè)量補(bǔ)償信號(hào)，能夠有效消除溫度因素造成線圈參數(shù)變化和溶液電導(dǎo)率變化對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響，進(jìn)而大大提高濃度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及客觀性。
[0025]本實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器包括DDS信號(hào)發(fā)生電路(DDS即直接數(shù)字式頻率合成器)和與所述DDS發(fā)生電路輸出端電連接的穩(wěn)幅放大電路，所述穩(wěn)幅放大電路的輸出端與所述勵(lì)磁線圈電連接，所述穩(wěn)幅放大器的輸出端還與所述檢測(cè)電路電連接；通過上述結(jié)構(gòu)，有所述檢測(cè)電路對(duì)信號(hào)發(fā)生器輸出的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行采樣處理，檢測(cè)激勵(lì)信號(hào)的變化并將檢測(cè)的信號(hào)輸入到處理控制電路作為濃度計(jì)算的補(bǔ)償信號(hào)，并且同時(shí)由于溫度信號(hào)的補(bǔ)償作用，能夠有效消除溫度因素對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性影響，大大提高測(cè)量精度，通過穩(wěn)幅放大電路的作用，防止在放大過程中出現(xiàn)頻率及幅度偏差而影響檢測(cè)的靈敏度及精確度。
[0026]本實(shí)施例中，所述檢測(cè)電路包括激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路、溫度信號(hào)檢測(cè)電路以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路，所述激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路、溫度信號(hào)檢測(cè)電路以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端均與所述處理控制電路電連接，所述激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路輸入端與所述穩(wěn)幅放大器的輸出端電連接，所述溫度信號(hào)檢測(cè)電路與溫度傳感器電連接，所述感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路與所述檢測(cè)線圈電連接，通過對(duì)激勵(lì)信號(hào)的變化進(jìn)行采樣檢測(cè)，并且對(duì)檢測(cè)線圈以及感應(yīng)線圈所處的測(cè)量環(huán)境的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并將所檢測(cè)到的信號(hào)輸入到處理控制電路中進(jìn)行處理，為濃度計(jì)算提供補(bǔ)償信號(hào)，提高測(cè)量精確度，當(dāng)然，檢測(cè)電路頁可以采用現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)、溫度信號(hào)檢測(cè)以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)的芯片來實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。
[0027]本實(shí)施例中，所述電磁探頭還包括用于容納勵(lì)磁線圈1、檢測(cè)線圈2以及溫度傳感器9的探頭殼體5，所述探頭殼體5為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述勵(lì)磁線圈I和檢測(cè)線圈2并列于所述探頭殼體5內(nèi)并與所述探頭殼體5同軸設(shè)置；通過這種結(jié)構(gòu)，無需使勵(lì)磁線圈以及檢測(cè)線圈直接與溶液接觸，不會(huì)對(duì)檢測(cè)線圈以及激勵(lì)線圈產(chǎn)生腐蝕以及檢測(cè)方面的負(fù)面影響，而且不會(huì)造成對(duì)溶液的污染，保證測(cè)量精度；在檢測(cè)時(shí)，只需將待檢測(cè)溶液放入管狀結(jié)構(gòu)的容器內(nèi)，然后使裝有溶液的容器從環(huán)狀結(jié)構(gòu)的探頭殼體的中間穿過即可實(shí)行檢測(cè)，所述溶液的容器避免使用金屬類材料，避免由于電磁激發(fā)在容器內(nèi)產(chǎn)生渦流并使容器再輻射處電磁波，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0028]本實(shí)施例中，所述激勵(lì)線圈I與檢測(cè)線圈2之間設(shè)置有絕緣層4和線圈屏蔽層3，所述絕緣層4為兩層且所述線圈屏蔽3層位于兩個(gè)絕緣層4之間；通過這種材料，避免檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈之間出現(xiàn)干擾，避免使檢測(cè)線圈不通過溶液而直接從激勵(lì)線圈獲取電磁信號(hào)使得測(cè)量精度不準(zhǔn)，甚至難以檢測(cè)到由于溶液導(dǎo)電率而引起的感應(yīng)電壓的變化。[0029]本實(shí)施例中，所述濃度檢測(cè)裝置還包括用于容納所述處理單元10的安裝殼體7，所述安裝殼體7與所述探頭殼體5連通；通過這種結(jié)構(gòu)，一方面利于檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的整體性強(qiáng)，另一方面利于信號(hào)傳遞線路的布置，避免外界電磁干擾造成的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0030]本實(shí)施例中，所述安裝殼體7和探頭殼體5的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有殼體屏蔽層6，通過殼體屏蔽層的作用，防止外界環(huán)境中的電磁信號(hào)對(duì)本檢測(cè)裝置干擾，提高檢測(cè)精度。
[0031]本實(shí)施例中，所述檢測(cè)裝置中的處理控制電路處理后的信號(hào)發(fā)送到主控器(比如電腦)，通過與所述主控器連接的顯示器、存儲(chǔ)器等對(duì)處理過程中的參數(shù)以及處理結(jié)果進(jìn)行顯示，存儲(chǔ)，方便監(jiān)控以及后續(xù)工作的查驗(yàn)。
[0032]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:包括用于檢測(cè)溶液濃度并產(chǎn)生濃度信號(hào)的電磁探頭和與所述電磁探頭電連接的處理單元； 所述電磁探頭至少包括與所述處理電路電連接的勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈以及溫度傳感器； 所述處理單元至少包括與所述勵(lì)磁線圈電連接并向勵(lì)磁線圈發(fā)送激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器、與所述檢測(cè)線圈電連接的用于檢測(cè)所述檢測(cè)線圈的感應(yīng)信號(hào)的信號(hào)檢測(cè)電路以及與所述檢測(cè)電路連接的處理控制電路，所述處理控制電路還與所述信號(hào)發(fā)生器電連接用于控制信號(hào)發(fā)生器向勵(lì)磁線圈輸出激勵(lì)信號(hào)并使勵(lì)磁線圈工作在諧振點(diǎn)； 所述信號(hào)檢測(cè)電路與所述溫度傳感器以及信號(hào)發(fā)生器電連接，用于獲取溫度信號(hào)以及激勵(lì)信號(hào)作為液濃度計(jì)算的補(bǔ)償信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:所述信號(hào)發(fā)生器包括DDS信號(hào)發(fā)生電路和與所述DDS發(fā)生電路輸出端電連接的穩(wěn)幅放大電路,所述穩(wěn)幅放大電路的輸出端與所述勵(lì)磁線圈電連接，所述穩(wěn)幅放大器的輸出端還與所述檢測(cè)電路電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:所述檢測(cè)電路包括激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路、溫度信號(hào)檢測(cè)電路以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路，所述激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路、溫度信號(hào)檢測(cè)電路以及感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端均與所述處理控制電路電連接，所述激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)電路輸入端與所述穩(wěn)幅放大器的輸出端電連接，所述溫度信號(hào)檢測(cè)電路與溫度傳感器電連接，所述感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)電路與所述檢測(cè)線圈電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:所述電磁探頭還包括用于容納勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈以及溫度傳感器的探頭殼體，所述探頭殼體為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈并列于所述探頭殼體內(nèi)并與所述探頭殼體同軸設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:所述激勵(lì)線圈與檢測(cè)線圈之間設(shè)置有絕緣層和線圈屏蔽層，所述絕緣層為兩層且所述線圈屏蔽層位于絕緣層之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:所述濃度檢測(cè)裝置還包括用于容納所述處理單元的安裝殼體，所述安裝殼體與所述探頭殼體連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述電磁感應(yīng)式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是:所述安裝殼體和探頭殼體的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有殼體屏蔽層。
【文檔編號(hào)】G01N27/06GK203534998SQ201320683215
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】趙延廣, 黃永年, 陳誩 申請(qǐng)人:重慶川儀分析儀器有限公司