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深度分析電感型電導(dǎo)率傳感器的應(yīng)用

時(shí)間:2019-02-13 14:34:18來(lái)源:不詳 作者:電子愛(ài)好者 點(diǎn)擊:
電導(dǎo)率傳感器技術(shù)是一個(gè)非常重要的工程技術(shù)研究領(lǐng)域 ,用于對(duì)液體的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量 ,被廣泛應(yīng)用于人類(lèi)生產(chǎn)生活中 ,成為電力、 化工、 環(huán)保、 食品、 半導(dǎo)體工業(yè)、 海洋研究開(kāi)

1)多電極與微電極成為電極型電導(dǎo)率傳感器發(fā)展方向之一。兩電極型電導(dǎo)率傳感器由于存在電極極化,其測(cè)量范圍、測(cè)量精度受到極大的限制,多電極體系電導(dǎo)率傳感器在測(cè)量范圍、測(cè)量精度方面均取得了突破。經(jīng)過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā),目前,四電極結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器已經(jīng)研制成功,并成功商業(yè)化。中國(guó)國(guó)家海洋技術(shù)中心已經(jīng)開(kāi)展了七電極電導(dǎo)率傳感器的研究與開(kāi)發(fā),并已經(jīng)在電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、燒結(jié)、封裝等方面取得了一定的成就。

2)電導(dǎo)率傳感器與單片機(jī)技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合,電導(dǎo)率傳感器與單片機(jī)技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)測(cè)量的自動(dòng)化,使電導(dǎo)測(cè)量的適應(yīng)性和測(cè)量精度均得到提高。

3)優(yōu)化激勵(lì)信號(hào)的形式使測(cè)量數(shù)據(jù)精度更高,采用速度更快。

4)在電極數(shù)目增加受到限制的情況下,優(yōu)化激勵(lì)順序,針對(duì)同一個(gè)電導(dǎo)率分布盡可能得到最多的獨(dú)立測(cè)量數(shù)據(jù)。

6、電極材料發(fā)展

由于電導(dǎo)率傳感器電導(dǎo)電極具有一定的特殊性,因此對(duì)用于制作電極的材料有一定的要求:1)良好的導(dǎo)電性能;2)由于電極與被測(cè)介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)會(huì)腐蝕電極表面,要求電極有穩(wěn)定的化學(xué)特性。

常用的電極材料有鉑、不銹鋼、銅、銀等。鉑是一種極好的電極材料,但價(jià)格較高,在實(shí)際應(yīng)用中,一般采用不銹鋼和金屬銅做電極材料。

隨著材料科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步,一些新型的材料被用來(lái)加工電導(dǎo)率傳感器電極,如導(dǎo)電陶瓷、鈦合金等,取得了較好的效果。 

電感型電導(dǎo)率傳感器

1、電感型電導(dǎo)率傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與特點(diǎn)

電感型電導(dǎo)率傳感器采用電磁感應(yīng)原理對(duì)電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量,液體的電導(dǎo)率在一定范圍內(nèi)與感應(yīng)電壓/激磁電壓呈正比關(guān)系,激磁電壓保持不變,電導(dǎo)率與感應(yīng)電壓成正比。

電感型電導(dǎo)率傳感器檢測(cè)器不直接與被測(cè)液體接觸,因此,不存在電極極化與電極被污染的問(wèn)題。電感型電導(dǎo)率傳感器的原理決定了這類(lèi)傳感器僅適用于測(cè)量具有高電導(dǎo)率的液體:測(cè)量范圍為1000-2000000μS/cm。

電感型電導(dǎo)率傳感器具有以下特點(diǎn):1)極強(qiáng)的抗污染能力與耐腐蝕性;2)不存在電極極化、電容效應(yīng),可以用于高電導(dǎo)率液體測(cè)量;3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便;4)制作工藝簡(jiǎn)單。

2、電感型電導(dǎo)率傳感器的應(yīng)用

電感型電導(dǎo)率傳感器多用于高電導(dǎo)率液體的測(cè)量與檢測(cè):1)海洋開(kāi)發(fā)與研究,對(duì)海水的鹽度進(jìn)行測(cè)量分析(深海溫鹽深剖面自記儀);2)生活廢水、工業(yè)廢水水質(zhì)的檢測(cè);3)化工生產(chǎn)過(guò)程中單一組分溶液濃度的監(jiān)測(cè)分析;4)用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿濃度的測(cè)量。

3、電感型電導(dǎo)率傳感器關(guān)鍵技術(shù)

1)傳感器檢測(cè)器制作封裝

激磁線圈與感應(yīng)線圈需要嚴(yán)格在同一軸線,為了提高測(cè)量精度,線匝需要緊密排列,并且線匝之間需要具有良好的屏蔽,降低干擾性耦合的產(chǎn)生。

2)激勵(lì)電壓、頻率

激勵(lì)電壓、頻率決定了電感型電導(dǎo)率傳感器的靈敏度與線性度,在傳感器結(jié)構(gòu)確定的基礎(chǔ)上,通過(guò)試驗(yàn)確定激勵(lì)電壓、頻率等參數(shù),使傳感器獲得最佳的靈敏度與線性。

3)檢測(cè)器微型化

電感型電導(dǎo)率傳感器檢測(cè)由線圈構(gòu)成,檢測(cè)器微型化就是將線圈直徑減小、減少匝數(shù),線圈直徑過(guò)小、匝數(shù)過(guò)少將會(huì)影響傳感器測(cè)量的靈敏度以及測(cè)量范圍。

4、電感型電導(dǎo)率傳感器未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1)傳感器微型化成為電感型電導(dǎo)率傳感器發(fā)展方向之一。材料加工制備技術(shù)的發(fā)展使得檢測(cè)器有可能實(shí)現(xiàn)微型化,從而使傳感器實(shí)現(xiàn)微型化。

2)電感型電導(dǎo)率傳感器與單片機(jī)、微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率測(cè)量的自動(dòng)化。通過(guò)采用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)激勵(lì)信號(hào)可調(diào)控性,從而使測(cè)量精度、線性度得到提高。

隨著電導(dǎo)率測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,電導(dǎo)率傳感器已由最初的兩電極型、電感型電導(dǎo)率傳感器發(fā)展到多電極、微電極電導(dǎo)率傳感器,可以看出:多電極、微電極、微結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為電導(dǎo)率傳感器發(fā)展方向,并與單片機(jī)、微系統(tǒng)等技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率測(cè)量的自動(dòng)化、精密化。

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