酸鹼度測量儀的製作方法
2024-02-05 08:45:15 3
專利名稱:酸鹼度測量儀的製作方法
技術領域:
本實用新型涉及工業測量用的PH,ORP氧化還原電位及各種電極電位測量儀表,尤其涉及一種酸鹼度測量儀。
酸鹼度測量儀常用於工業測量中對酸鹼度的測量,現有的酸鹼度測量儀可歸結為主要包括PH、ORP及各種離子選擇性電極、前置放大器、測量顯示處理部分,離子選擇性電極作為探測器將所測得的信號送至前置放大器,前置放大器的輸出接至測量顯示處理部分,測量顯示處理部分對前置放大器輸出的信號進行處理並顯示,由於作為探測器的離子選擇性電極具有非常高的輸出阻抗,如PH玻璃電極的輸出阻抗要高109歐姆,因此,要求此類測量儀表具有更高的輸入阻抗和良好的抗共模幹擾能力,也就是說前置放大器需要較高的輸入阻抗。前置放大器一般來說含有高阻抗轉換器和運算變送電路兩個部分,前置放大器一方面將電極的高阻抗信號轉換為低阻抗電信號,同時把微弱的電信號換成標準信號,傳統的前置放大器製作成一體,前置放大器與離子選擇性電極之間的結構連接採用如下兩種形式;一種是通過接線將前置放大器安裝在離子選擇性電極附近,兩者分離;另一種是將前置放大器直接與離子選擇電極封裝為一體結構。前者的缺點是,前置放大器的電氣可靠性較差,當接線,維護及調試時,高阻抗的輸入接線端容易被汙染,如操作人員接線時手不清潔,不小心汙染了電極線端的絕緣層或接線端子的絕緣層,或因水汽或灰塵造成輸入端漏電,操作的疏忽都會造成前置放大器的輸出不穩定;後者存在的問題是將前置放大器的電路直接封裝在電極傳感器中,這樣雖然避免了輸入端被汙染,提高了電氣的可靠性,但由於是一次性使用,離子選擇性電極老化後前置放大器與電極要一起報廢,所以成本較高。同時前置放大器一旦封裝在電極中,電路參數就無法再調整,通用性不好,輸出信號的精度難以提高。
為此,本實用新型的目的是針對上述酸鹼度測量儀存在的缺點,提出一種改進的酸鹼度測量儀。
為了實現上述目的,本實用新型採用如下技術方案該測量儀同樣包括離子選擇性電極、前置放大器、測量顯示處理部分,前置放大器含有高阻抗轉換器和運算變送電路,離子選擇性電極作為探測器將所測得的信號送至前置放大器,前置放大器的輸出接至測量顯示處理部分,測量顯示處理部分對前置放大器輸出的信號進行處理並顯示,所不同的是,離子選擇性電極與前置放大器的高阻抗轉換器封裝在一個電極腔體內,前置放大器的運算變送電路置於電極腔體外,在電極腔體內,選擇性離子電極的輸出接至高阻抗轉換器輸入,高阻抗轉換器的輸出從電極腔體引出後與運算變送電路的輸入相接。
由於本實用新型將離子選擇性電極與前置放大器的高阻抗轉換器封裝在一個電極腔體內,前置放大器的運算變送電路置於電極腔體外,在電極腔體內,離子選擇性電極的輸出直接接至高阻抗轉換器,高阻抗轉換器的輸出從電極腔體引出後與運算變送電路的輸入相接。因此,本酸鹼度測量儀既避免了原先測量儀的前置放大器的高阻抗的輸入接線端因暴露而引起儀器不穩定現象;又避免了因離子選擇性電極老化後,前置放大器與電極一起報廢的現象,降低了成本,同時還能對前置放大器的運算變送電路的參數進行調整,其輸出精度得以提高和更具有通用性。
以下結合附圖和實施例,對本實用新型作一詳細地介紹
圖1是傳統的酸鹼度測量儀原理結構示意框圖之一。
圖2是傳統的酸鹼度測量儀原理結構示意框圖之二。
圖3是本實用新型酸鹼度測量儀原理結構示意框圖。
圖4是本實用新型酸鹼度測量儀結構示意圖。
圖5是本實用新型酸鹼度測量儀的前置放大器原理實施例示意圖。
請分別參閱圖1、圖2所示,在圖1中,傳統的酸鹼度測量儀中離子選擇性電極1與前置放大器2為分開的結構;圖2示意了離子選擇性電極1與前置放大器2封裝於一電極腔體的結構,前置放大器中含有高阻抗轉換器21、運算變送電路22。
請再分別參見圖3、圖4,本實用新型的酸鹼度測量儀同樣包括離子選擇性電極1、前置放大器2、測量顯示處理部分3,前置放大器2內有高阻抗轉換器21和運算變送電路22,離子選擇性電極1作為探測器將所測得的信號送至前置放大器2,前置放大器2的輸出接至測量顯示處理部分3,測量顯示處理部分3對前置放大器2輸出的信號進行處理並顯示,其中,離子選擇性電極1與前置放大器2的高阻抗轉換器21封裝於一個電極腔體11內,前置放大器2的運算變送電路22置於電極腔體11外,在電極腔體11內,選擇性離子電極1的輸出直接接至高阻抗轉換器21的輸入,高阻抗轉換器21的輸出從電極腔體11引出後與運算變送電路22的輸入相接。這裡,前置放大器2的任務僅在於將阻抗變換後的測量信號進行運算,放大成標準的測量信號(如1~5V直流電信號)輸出,以便於後續的測量顯示處理部分進行測量,顯示記錄和調節。
在圖1-圖3中,虛框表示在結構上為一體。
請再參閱圖5所示,前置放大器2可由5個運算放大器組成,運算放大器A1、A2作為高阻抗轉換器21,運算變送電路22主要由運算放大器A3、A4、A5構成,前置放大器的兩個差動輸入端IN+和IN-分別是兩個運算放大器A1和A2的同相輸入端。即,高阻抗轉換器21中包括運算放大器A1、A2,運算放大器A1和A2的兩個同相輸入端作為高阻抗轉換器的兩個差動輸入端。離子選擇性電極1的「指示電極」和「參比電極」(在圖4中指示電極為12,參比電極為13)的引線直接接到高阻抗轉換器21的IN+和IN-端子上。因此輸入阻抗很高。在此,採用對稱電路結構而且離子選擇性電極電位信號直接加到輸入端上,因而保證了較強的抑制共模幹擾的能力。圖中A1~A5可以採用輸入阻抗較高的運算放大器,如TL062,TL072等。運算放大器A3的接成單位增益差動放大器,A4用以調整酸鹼度的「斜率」,A5用以調整酸鹼度的「定位」。
在具體的結構上,運算放大器A1和A2直接封裝於電極腔體11中(圖4中的21),A1、A2也可以採用一個雙運算放大器,這裡採用雙運算放大器而不直接採用集成測量放大器首先是要降低成本,同時也為了減少體積,可做成不到1立方釐米,以便於安裝在狹小的電極腔體11內。而前置放大器的運算變送電路22則置於玻璃腔體11之外,運算變送電路22製作成一如同接線盒樣,這樣便於置於控制室的測量顯示處理部分與現場的離子選擇性電極之間的連接,接線盒的密封澆注也較方便。高阻抗轉換器21與運算變送電路22之間通過一電纜線4相接。也就是在圖5中,左右兩邊的虛線框之間用電纜線4相連接,負載即為測量顯示處理部分3。該部分屬於已知技術。
權利要求1.一種酸鹼度測量儀,該測量儀包括離子選擇性電極、前置放大器、測量顯示處理部分,前置放大器含有高阻抗轉換器和運算變送電路,離子選擇性電極作為探測器將所測得的信號送至前置放大器,前置放大器的輸出接至測量顯示處理部分,測量顯示處理部分對前置放大器輸出的信號進行處理並顯示,其特徵在於離子選擇性電極與前置放大器的高阻抗轉換器封裝在一個電極腔體內,前置放大器的運算變送電路置於電極腔體外,在電極腔體內,選擇性離子電極的輸出接至高阻抗轉換器輸入,高阻抗轉換器的輸出從電極腔體引出後與運算變送電路的輸入相接。
2.如權利要求1所述的酸鹼度測量儀,其特徵在於所述的高阻抗轉換器中包括運算放大器A1、A2,運算放大器A1和A2的兩個同相輸入端作為高阻抗轉換器的兩個差動輸入端。
3.如權利要求2所述的酸鹼度測量儀,其特徵在於所述的運算放大器A1、A2可採用雙運算放大器。
專利摘要本實用新型公開了一種酸鹼度測量儀,包括有離子選擇性電極、前置放大器、測量顯示處理部分,離子選擇性電極與前置放大器的高阻抗轉換器封裝在一個電極腔體內,前置放大器的運算變送電路置於電極腔體外。該測量儀既避免了原先測量儀的前置放大器的高阻抗的輸入接線端因暴露而引起儀器不穩定現象;又避免了前置放大器與電極一起報廢的現象,降低了成本,測量精度得以提高。
文檔編號G01N27/333GK2387539SQ9922778
公開日2000年7月12日 申請日期1999年7月8日 優先權日1999年7月8日
發明者郭德豪 申請人:郭德豪