帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置的製作方法
2023-05-10 02:50:36
專利名稱：帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種溶液檢測裝置，具體為ー種用於溶液電導檢測的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置。
背景技術：
電導率是部分溶液必要測量的數據之一，如在血液透析液中，電導率是衡量透析液中無機鹽含量的重要指標，電導率偏高或偏低都會對透析者產生負面影響。如果透析液電導率太高，病人會因為高納而血壓升高，甚至昏迷；若透析液電導率太低，病人會因低鈉而低血壓、噁心、嘔吐、抽搐而發生危險。傳統溶液電導率的基本測量方法是在溶液中置入電極，通過向溶液通電，測量電 極兩端的電壓U以及流過的電流I，計算電極之間的電阻R=U/I，用公式k=K/R來計算溶液電導率，其中K為電極常數，其受到電極的等效面積大小A和電極之間的距離L影響。實際使用過程中，由於溶液會對電極產生腐蝕效果，腐蝕發生後，電極的等效面積大小A會產生改變，從而影響實際測量的電導率結果。目前所用到的電導傳感裝置並不能有效地檢測電極的腐蝕狀態，使用時只能通過目測的方式判斷，判斷不準確，難以起到理想的預警效果。
發明內容針對上述問題，本實用新型提供一種腐蝕程度判斷準確、能減少電導測量結果誤差的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置。本實用新型為解決其技術問題所採用的技術方案是帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，包括設置有貫通通道的管體以及用於信號處理的處理器単元，所述貫通通道包括第一通道段和第二通道段，所述第二通道段的內徑小於第一通道段的內徑，第一通道段和第二通道段內分別設置有至少兩個環狀電極，環狀電極包圍於貫通通道的外側並可與流經貫通通道的液體直接接觸，環狀電極的輸出端與處理器單元連接。優選的是，所述環狀電極為碳環。優選的是，管體內設置有用於檢測流經貫通通道的液體溫度的溫度傳感器，溫度傳感器的輸出端與處理器單元連接。優選的是，第一通道段內分布有三個環狀電極，第二通道段內分布有兩個環狀電扱。優選的是，本實用新型包括報警單元，所述報警単元的輸入端與處理器単元的輸出端連接。優選的是，所述管體的兩端分別設置有螺紋狀套接部。本實用新型所採用的環狀電極的等效面積大小A相當於其內圈的面積，電極之間的距離L則為環狀電極之間的距離，在同樣的環境下，流經的溶液會對內圈面積較小的環狀電極產生更大的影響，即對處於第二通道段的環狀電極產生的腐蝕相對影響更大，相應地其對測量結果的影響也更大，通過對基於第一通道段和第二通道段的環狀電極所測量的電導率結果進行比較，一旦發現兩者差異過大，便可以認為環狀電極已經腐蝕嚴重，需要更換。從以上的腐蝕檢測原理可知，本實用新型可以準確地檢測出電極的腐蝕狀態，其數據處理簡單，可以免去複雜的分析處理過程，由於其能夠有效地判斷電極的腐蝕狀態，因此其可以基本保證電導率測量的準確度，特別是在透析液的電導率測量中，其可以避免因腐蝕而造成的電導率不準確而對透析者產生的負面影響，甚至生命安全。
以下結合附圖和具體實施方式
進行進一步的說明圖I為本實用新型一種實施例的系統組成示意圖；圖2為本實用新型一種實施例的測量原理框圖。
具體實施方式
參照
圖1，本實用新型的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，包括設置有貫通通道11的管體I以及用於信號處理的處理器単元2。貫通通道11優選為截面為圓形的直通型管道。貫通通道11包括第一通道段111和第二通道段112，所述第二通道段112的內徑r2小於第一通道段111的內徑rl。例如，當第一通道段111的內徑rl (半徑)為O. 3cm，第二通道段112的內徑r2 (半徑)應選為比O. 3cm小的數值，例如O. 25cm。第一通道段111和第二通道段112內分別設置有至少兩個環狀電極3，環狀電極3包圍於貫通通道11的外側並可與流經貫通通道11的液體直接接觸，環狀電極3的輸出端與處理器単元2連接。實現時，貫通通道11的外側設置有用於安裝環狀電極3的安裝槽，環狀電極3固定安裝於這些安裝槽內，並且通過密封圈密封。安裝於第一通道段111上的環狀電極3—般作為正常測量溶液電導率使用，作為測量結果的來源，為了保證結果的準確，減小誤差，安裝在這一區段的環狀電極3應該不限於ー對，在本實施例中，這一區段的環狀電極3的數量為3個，其可以組成3對電極對來統計電導率的大小。安裝於第二通道段112上的環狀電極3則一般作為腐蝕檢測參考使用，其通過與第一通道段112上環狀電極3測量結果的對比來判斷電極是否被腐蝕到某一限定的程度，從而確定電極是否應該被更換。實際應用時，安裝在這一區段的環狀電極3的數量為2個即可滿足使用的要求。本實用新型的環狀電極3優選為碳環，其採用石墨與浸潰樹脂的混合物製成，能確保裝置的密封性。[0021 ] 為了使得腐蝕超過一定程度時裝置能夠自動報警，本實用新型優選包括報警單元5，報警單元5的輸入端與處理器単元2的輸出端連接。另外，為了使得管體I易幹與外部的管道連接，管體I的兩端分別設置有螺紋狀套接部12。下面描述本實用新型的檢測原理。公知的是，溶液的電導率k的計算方法為k=K/R，其中K為電極常數，計算方法為K=L/A，A為電極的等效面積大小，L為電極之間的距離。在本實施例中，第一通道段111上一對環狀電極對的電極等效面積Al等於第一通道段111的橫截面積大小，LI為電極對的距離，在通道段截面為圓形結構的條件下，Kl=Ll/ (2Ji*rl*rl)，等效通孔截面積則為Sl=2Ji*rl*Ll ;同理，第二通道段112在起截面為圓形結構的條件下，K2=L2/(2 31 *r2*r2)，等效通孔截面積則為S2=2 π *r2*L2。在電極常數近似的條件下，S2的值會大於SI的值，面積較大的在同樣的環境下，腐蝕引起的電極內徑變化較小，電極常數變化也較小，因此電極常數K2對腐蝕的敏感程度大於電極常數K1。在本實用新型中，環狀電極是包圍於貫通通道外側的，一開始時，電極的內徑等於其所分布位置的貫通通道內徑大小，但隨著使用時間的增長，電極的表面會逐漸被溶液腐蝕，電極的內徑會逐漸增加，變化後的電極常數會比預設值小，在此情況下，基於電極常數預設值所計算的電導率會偏離實際值，並且隨著腐蝕的加強偏離程度會加大，導電率測量不準確。由於電極常數K2對腐蝕的敏感程度大於電極常數Kl，因此基於第二通道段112上的電極所計算的電導率值k2偏離更大，並且逐漸與基於第一通道段111上的電極所計算的電導率值kl也產生差值。因此處理器単元2隻需對上述差值進行監測便可以及時發現腐蝕情況，一旦兩者差值大於預先設定值，裝置便會提示電極需要更換。 在實際應用時，本實用新型還可以採用ー種更加方便的監測方法。由於電導率的測量方法是通過向溶液通電，測量電極兩端的電壓U以及流過的電流I，計算電極之間的電阻R=u/I，用公式k=K/R來計算溶液電導率。在Kl和K2相同或十分接近的情況下，通過檢測比較兩對電極對兩端的電壓值Ul和U2便可以分析電極的腐蝕程度。由於電壓是直接測量參數，它們可以在測量後直接進行比較，免去了後續的數據處理過程。為了實現上述優點，本實用新型優選的是使得Kl和K2的預設數值相同或十分接近，即使得L1/A1=L2/A2便可，例如 rl 為 O. 3cm, LI 為 I. 73cm 時，Kl 為 6. 12/cm, r2 為 O. 25cm, LI 為 I. 2cm 時，K2 為6. ll/cm, Kl與K2基本相同。圖2為實現上述檢測原理的ー種原理框圖。圖中的採集電路、比較電路、調理電路、AD轉換電路、微處理器等都在處理器単元2中實現，其通過採集電路採集電極兩端的參數，比較電路對採集的結果進行比較，比較結果作為判斷電極腐蝕程度的參考值送入微處理器中處理，一旦分析得到腐蝕程度過高，裝置會自動報警輸出，提示人員進行電極更換。而基本採集電路(採集的為處於第一通道段的電極)所採集的數值則經過調理電路、AD轉換電路處理後送入微處理器中進行處理，得到電導率值。由於溶液中離子的導電能力與溫度相關，溫度越高，導電能力就越強。因此測量溶液電導率時必須進行溫度補償。通常導電率是指溶液在室溫25度下的電導率值，需要將其他溫度下測量到的電導率轉換到25度下。本實用新型在管體I內設置有用於檢測流經貫通通道11的液體溫度的溫度傳感器4，溫度傳感器4的輸出端與處理器単元2連接，處理器単元2會根據檢測得到的溫度值進行溫度補償，提高測量的準確度。本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，只要其以基本相同的手段達到本實用新型的技術效果，都應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，包括設置有貫通通道(11)的管體(I)以及用於信號處理的處理器單元(2)，其特徵在於所述貫通通道(11)包括第一通道段(111)和第二通道段(112)，所述第二通道段(112)的內徑小於第一通道段(111)的內徑，第一通道段(111)和第二通道段(112)內分別設置有至少兩個環狀電極(3)，環狀電極(3)包圍於貫通通道(II)的外側並可與流經貫通通道(11)的液體直接接觸，環狀電極(3)的輸出端與處理器單元(2)連接。
2.根據權利要求I所述的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，其特徵在於所述環狀電極(3)為碳環。
3.根據權利要求I所述的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，其特徵在於管體(I)內設置有用於檢測流經貫通通道(11)的液體溫度的溫度傳感器(4)，溫度傳感器(4)的輸出端與處理器單元(2)連接。
4.根據權利要求I所述的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，其特徵在於第一通道段(III)內分布有三個環狀電極(3)，第二通道段(112)內分布有兩個環狀電極(3)。
5.根據權利要求I所述的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，其特徵在於包括報警單元(5)，所述報警單元(5)的輸入端與處理器單元(2)的輸出端連接。
6.根據權利要求I所述的帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，其特徵在於所述管體(I)的兩端分別設置有螺紋狀套接部(12)。
專利摘要本實用新型公開了帶電極腐蝕檢測的電導傳感裝置，包括設置有貫通通道的管體以及用於信號處理的處理器單元，所述貫通通道包括第一通道段和第二通道段，所述第二通道段的內徑小於第一通道段的內徑，第一通道段和第二通道段內分別設置有至少兩個環狀電極，環狀電極包圍於貫通通道的外側並可與流經貫通通道的液體直接接觸，環狀電極的輸出端與處理器單元連接。本實用新型可以準確地檢測出電極的腐蝕狀態，其數據處理簡單，可以免去複雜的分析處理過程，由於其能夠有效地判斷電極的腐蝕狀態，因此其可以基本保證電導率測量的準確度，特別是在透析液的電導率測量中，其可以避免因腐蝕而造成的電導率不準確而對透析者產生的負面影響，甚至生命安全。
文檔編號G01R27/22GK202649313SQ20122023647
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者陳君 申請人:廣東寶萊特醫用科技股份有限公司