電磁感應式溶液濃度檢測裝置製造方法
2023-06-07 20:15:01 2
電磁感應式溶液濃度檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種電磁感應式溶液濃度檢測裝置，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磁線圈、檢測線圈以及溫度傳感器；所述處理單元至少包括與所述勵磁線圈電連接並向勵磁線圈發送激勵信號的信號發生器、與所述檢測線圈電連接的信號檢測電路以及與所述檢測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發生器電連接用於控制信號發生器向勵磁線圈輸出激勵信號並使勵磁線圈工作在諧振點；所述信號檢測電路與所述溫度傳感器以及信號發生器電連接；能夠有效消除溫度因素對線圈和溶液造成影響，進而大大提高濃度測量結果的準確性以及客觀性。
【專利說明】電磁感應式溶液濃度檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種溶液濃度檢測設備，尤其涉及一種電磁感應式溶液濃度檢測裝置。
【背景技術】
[0002]溶液的電導率會隨著溶液濃度的不同而不同，所以通常通過測量溶液電導率來實現對溶液濃度的測量，常用的電導率檢測方法有電極法和電磁感應法。
[0003]傳統的測量方法是電極法，其原理是將兩個相互平行的檢測電極放入待測溶液中與溶液直接接觸，檢測電極通過量程電阻接在頻率固定的電壓源上，電壓源、量程電阻和檢測電極之間的待測液體構成一檢測迴路，當液體電導率變化時，構成檢測迴路的液體的電阻也會相應的變化，從而影響量程電阻上的電勢，通過檢測該電勢即可計算出檢測電極間溶液的電阻。兩個電極的參數和距離已知，通過測量兩個電極之間液體的電阻即可根據歐姆定律測出溶液對應的電導率，其缺點是檢測電極與待測溶液直接接觸，因而很容易被汙染，尤其在測量腐蝕性強的溶液時尤為突出，嚴重影響了測量的準確性及電極的使用壽命，因而電極測試方式逐漸被電磁感應測試方式所取代。
[0004]電磁感應法測量電導的本質是由勵磁線圈、檢測線圈和液體迴路組成的等效變壓器裝置，液體迴路充當勵磁線圈和檢測線圈的電磁傳導媒介，當待測液體電導率變化時，會影響檢測線圈的感應電勢，通過檢測該電勢來檢測液體的電導率，但是現有的電磁感應式的濃度檢測設備具有如下缺點: 目前的設備受測量環境的影響大，尤其是溫度的影響，溶液的電導率隨著溫度的變化而變化，通常是採用溫度補償來是測量結果準確，但是溫度的變化同樣會引起線圈參數的變化，尤其會影響到勵磁線圈感應磁場的強度，從而最終影響到濃度測量的準確性，並且現有的電磁感應式的檢測設備同樣與溶液接觸，造成對線圈的腐蝕，進而影響測量結果。
[0005]因此，需要提出一種新型的電磁感應式溶液濃度檢測裝置，能夠有效避免以溫度為主的環境因素造成的測量結果不準，有效提高測量結果的客觀性和準確性，並且結構簡單，製造方便。
實用新型內容
[0006]有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種電磁感應式溶液濃度檢測裝置，能夠有效避免以溫度為主的環境因素造成的測量結果不準，有效提高測量結果的客觀性和準確性，並且結構簡單，製造方便。
[0007]本實用新型提供的一種電磁感應式溶液濃度檢測裝置，包括用於檢測溶液濃度並產生濃度信號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磁線圈、檢測線圈以及溫度傳感器；
[0009]所述處理單元至少包括與所述勵磁線圈電連接並向勵磁線圈發送激勵信號的信號發生器、與所述檢測線圈電連接的用於檢測所述檢測線圈的感應信號的信號檢測電路以及與所述檢測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發生器電連接用於控制信號發生器向勵磁線圈輸出激勵信號並使勵磁線圈工作在諧振點；
[0010]所述信號檢測電路與所述溫度傳感器以及信號發生器電連接，用於獲取溫度信號以及激勵信號作為液濃度計算的補償信號；
[0011]進一步，所述信號發生器包括DDS信號發生電路和與所述DDS發生電路輸出端電連接的穩幅放大電路，所述穩幅放大電路的輸出端與所述勵磁線圈電連接，所述穩幅放大器的輸出端還與所述檢測電路電連接；
[0012]進一步，所述檢測電路包括激勵信號的激勵信號檢測電路、溫度信號檢測電路以及感應信號檢測電路，所述激勵信號檢測電路、溫度信號檢測電路以及感應信號檢測電路的輸出端均與所述處理控制電路電連接，所述激勵信號檢測電路輸入端與所述穩幅放大器的輸出端電連接，所述溫度信號檢測電路與溫度傳感器電連接，所述感應信號檢測電路與所述檢測線圈電連接；
[0013]進一步，所述電磁探頭還包括用於容納勵磁線圈、檢測線圈以及溫度傳感器的探頭殼體，所述探頭殼體為環狀結構，所述勵磁線圈和檢測線圈並列於所述探頭殼體內並與所述探頭殼體同軸設置；
[0014]進一步，所述激勵線圈與檢測線圈之間設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於絕緣層之間；
[0015]進一步，所述濃度檢測裝置還包括用於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]進一步，所述安裝殼體和探頭殼體的內側壁設置有殼體屏蔽層。
[0017]本實用新型的有益效果:本實用新型的電磁感應式溶液濃度檢測裝置，通過激勵信號和溫度信號同時輸入到檢測電路中作為測量補償信號，能夠有效消除溫度因素造成線圈參數變化和溶液電導率變化對測量結果造成的影響，進而大大提高濃度測量結果的準確性以及客觀性；並且能夠有效避免線圈間的相互影響以及外界電磁幹擾而造成的測量結果的偏差；通過使激勵線圈始終工作在諧振點，大大提高檢測裝置的穩定性以及靈敏度，保證測量結果的準確性；結構簡單，製造方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為本實用新型電路原理示意圖，如圖所示，本實用新型提供的一種電磁感應式溶液濃度檢測裝置，包括用於檢測溶液濃度並產生濃度信號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磁線圈1、檢測線圈2以及溫度傳感器9 ；[0023]所述處理單元10至少包括與所述勵磁線圈I電連接並向勵磁線圈I發送激勵信號的信號發生器、與所述檢測線圈2電連接的用於檢測所述檢測線圈2的感應信號的信號檢測電路以及與所述檢測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發生器電連接用於控制信號發生器向勵磁線圈I輸出激勵信號並使勵磁線圈I工作在諧振點；所述檢測電路、信號發生器以及處理控制電路均可採用現有技術，因此其電路結構及工作原理在此不再贅述，所述處理控制電路可採用現有的DSP晶片並採用FFT (快速傅立葉變換)算法，提高處理運算速度。
[0024]所述信號檢測電路與所述溫度傳感器9以及信號發生器電連接，用於獲取溫度信號以及激勵信號作為液濃度計算的補償信號；本實用新型的電磁感應式溶液濃度檢測裝置，通過激勵信號和溫度信號同時輸入到檢測電路中作為測量補償信號，能夠有效消除溫度因素造成線圈參數變化和溶液電導率變化對測量結果造成的影響，進而大大提高濃度測量結果的準確性以及客觀性。
[0025]本實施例中，所述信號發生器包括DDS信號發生電路(DDS即直接數字式頻率合成器)和與所述DDS發生電路輸出端電連接的穩幅放大電路，所述穩幅放大電路的輸出端與所述勵磁線圈電連接，所述穩幅放大器的輸出端還與所述檢測電路電連接；通過上述結構，有所述檢測電路對信號發生器輸出的激勵信號進行採樣處理，檢測激勵信號的變化並將檢測的信號輸入到處理控制電路作為濃度計算的補償信號，並且同時由於溫度信號的補償作用，能夠有效消除溫度因素對測量的準確性影響，大大提高測量精度，通過穩幅放大電路的作用，防止在放大過程中出現頻率及幅度偏差而影響檢測的靈敏度及精確度。
[0026]本實施例中，所述檢測電路包括激勵信號的激勵信號檢測電路、溫度信號檢測電路以及感應信號檢測電路，所述激勵信號檢測電路、溫度信號檢測電路以及感應信號檢測電路的輸出端均與所述處理控制電路電連接，所述激勵信號檢測電路輸入端與所述穩幅放大器的輸出端電連接，所述溫度信號檢測電路與溫度傳感器電連接，所述感應信號檢測電路與所述檢測線圈電連接，通過對激勵信號的變化進行採樣檢測，並且對檢測線圈以及感應線圈所處的測量環境的溫度進行檢測，並將所檢測到的信號輸入到處理控制電路中進行處理，為濃度計算提供補償信號，提高測量精確度，當然，檢測電路頁可以採用現有的能夠實現激勵信號檢測、溫度信號檢測以及感應信號檢測的晶片來實現，在此不再贅述。
[0027]本實施例中，所述電磁探頭還包括用於容納勵磁線圈1、檢測線圈2以及溫度傳感器9的探頭殼體5，所述探頭殼體5為環狀結構，所述勵磁線圈I和檢測線圈2並列於所述探頭殼體5內並與所述探頭殼體5同軸設置；通過這種結構，無需使勵磁線圈以及檢測線圈直接與溶液接觸，不會對檢測線圈以及激勵線圈產生腐蝕以及檢測方面的負面影響，而且不會造成對溶液的汙染，保證測量精度；在檢測時，只需將待檢測溶液放入管狀結構的容器內，然後使裝有溶液的容器從環狀結構的探頭殼體的中間穿過即可實行檢測，所述溶液的容器避免使用金屬類材料，避免由於電磁激發在容器內產生渦流並使容器再輻射處電磁波，影響測量的準確性。
[0028]本實施例中，所述激勵線圈I與檢測線圈2之間設置有絕緣層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層位於兩個絕緣層4之間；通過這種材料，避免檢測線圈與激勵線圈之間出現幹擾，避免使檢測線圈不通過溶液而直接從激勵線圈獲取電磁信號使得測量精度不準，甚至難以檢測到由於溶液導電率而引起的感應電壓的變化。[0029]本實施例中，所述濃度檢測裝置還包括用於容納所述處理單元10的安裝殼體7，所述安裝殼體7與所述探頭殼體5連通；通過這種結構，一方面利於檢測裝置結構的整體性強，另一方面利於信號傳遞線路的布置，避免外界電磁幹擾造成的測量結果不準確。
[0030]本實施例中，所述安裝殼體7和探頭殼體5的內側壁設置有殼體屏蔽層6，通過殼體屏蔽層的作用，防止外界環境中的電磁信號對本檢測裝置幹擾，提高檢測精度。
[0031]本實施例中，所述檢測裝置中的處理控制電路處理後的信號發送到主控器(比如電腦)，通過與所述主控器連接的顯示器、存儲器等對處理過程中的參數以及處理結果進行顯示，存儲，方便監控以及後續工作的查驗。
[0032]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:包括用於檢測溶液濃度並產生濃度信號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磁線圈、檢測線圈以及溫度傳感器； 所述處理單元至少包括與所述勵磁線圈電連接並向勵磁線圈發送激勵信號的信號發生器、與所述檢測線圈電連接的用於檢測所述檢測線圈的感應信號的信號檢測電路以及與所述檢測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發生器電連接用於控制信號發生器向勵磁線圈輸出激勵信號並使勵磁線圈工作在諧振點； 所述信號檢測電路與所述溫度傳感器以及信號發生器電連接，用於獲取溫度信號以及激勵信號作為液濃度計算的補償信號。
2.根據權利要求1所述電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:所述信號發生器包括DDS信號發生電路和與所述DDS發生電路輸出端電連接的穩幅放大電路,所述穩幅放大電路的輸出端與所述勵磁線圈電連接，所述穩幅放大器的輸出端還與所述檢測電路電連接。
3.根據權利要求2所述電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:所述檢測電路包括激勵信號的激勵信號檢測電路、溫度信號檢測電路以及感應信號檢測電路，所述激勵信號檢測電路、溫度信號檢測電路以及感應信號檢測電路的輸出端均與所述處理控制電路電連接，所述激勵信號檢測電路輸入端與所述穩幅放大器的輸出端電連接，所述溫度信號檢測電路與溫度傳感器電連接，所述感應信號檢測電路與所述檢測線圈電連接。
4.根據權利要求3所述電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:所述電磁探頭還包括用於容納勵磁線圈、檢測線圈以及溫度傳感器的探頭殼體，所述探頭殼體為環狀結構，所述勵磁線圈和檢測線圈並列於所述探頭殼體內並與所述探頭殼體同軸設置。
5.根據權利要求4所述電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:所述激勵線圈與檢測線圈之間設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於絕緣層之間。
6.根據權利要求5所述電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:所述濃度檢測裝置還包括用於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.根據權利要求6所述電磁感應式溶液濃度檢測裝置，其特徵是:所述安裝殼體和探頭殼體的內側壁設置有殼體屏蔽層。
【文檔編號】G01N27/06GK203534998SQ201320683215
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】趙延廣, 黃永年, 陳誩 申請人:重慶川儀分析儀器有限公司