利用离子电导率的盐度传感器、盐度测量系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用离子电导率的盐度传感器、盐度测量系统及其方法，其中，盐度传感器安装在存储食物或溶液的容器中，为了在执行盐度测量时防止由于测量时间的推移由在累积在探针中的离子引起的氯离子的例子电导率的下降，在测量盐度时通过对累积在探针中的离子进行任意释放来防止盐度测量误差的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盐度测量，更具体地说，涉及利用离子电导率的盐度传 感器、盐度测量系统及其方法，以防止当进行盐度测量时由于随着测量 时间的推移在探针中离子累积引起钠离子和氯离子的劣化导致产生的盐 度测量误差，并通过将盐度传感器直接置于食物或者溶液容器中使盐度 测量更加容易。
技术介绍
通常，存在如下三种用于测量在食物或者溶液中的盐度的方法-第一，当测量装置利用折射率方案测量盐度时，该测量装置通过在 光电传感器中收集从激光器模块产生并经过样品折射的激光来计算盐 度。由于折射率随着样品中盐度的改变而改变，所以测量装置通过测量 折射率来计算样品中的盐度。然而，用于测量折射率的方法存在这样的缺点，即，折射率应当在 恒温下测量或者折射率应当根据温度变化进行补偿。折射率对温度变化 是非常敏感的。另一个缺点是光传感器是非常昂贵的。另外，在食物是 由几种物质混合而成的情况下，公知的是几乎不可能通过折射率来分析 盐度。第二，已知一种测量样品中的盐的氯离子(cr)浓度的方法。该方 法通过利用氯化银滴定一定量的氯来测量氯的量，然后通过将所测量的 氯的量转换成与其他元素的比率来测量全部的盐。该方法利用1%的标准 溶液测量氯的浓度，然后测量预期样品中的盐。然而，该方法不适宜之处在于因为当样品中混合有多种食物的时候无法进行测量，所以需要用于分析的基准探针。第三，被本专利技术采用之前的根据离子电导率分析盐度的方法。利用离子电导率分析盐度基于离子电导率随盐量而不同的原理。即，测量装 置利用流经样品的电流来测量盐度，该电流与电阻成反比但与离子电导 率成正比。然而，根据离子的常规电导率来测量盐度的方法在连续测量盐度时向盐度传感器中的测量探针提供部分直流分量，结果使离子(Na+， CI—)随着时间的推移而累积在测量探针上，因此降低了离子电导率。 因此，该方法会造成这样的问题，即，由于累积在探针中的离子(Na+,Cr)使离子电导率降低，以致即使测量相同盐度的样品，每次进 行测量时盐度也是不同的，并且测出的盐度低于实际盐度，从而降低了 测量数据的可靠性。另外，在测量食物或者溶液的盐度前，常规的测量装置必需要有诸 如利用可变电阻器设置电阻值的繁杂步骤，以致对于普通用户来说很难 通过利用可变电阻直接测量盐度。在测量装置中盐度传感器不是固有地安装在食物或者溶液的容器 中，而是安装在独立的工具箱里，以致对于用户来说测量容器中食物或 者溶液的盐度是极其麻烦的。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种利用离子电导率的盐度传感器、盐度测 量系统及其方法，其能够根据对测量盐度时累积在探针中的离子进行周 期性释放来防止连续测量盐度时产生的盐度测量误差。本专利技术的另一 目的是要提供一种利用离子传导率的盐度传感器、盐 度测量系统及其方法，其能够在食物或者溶液的容器中制造内置的盐度 传感器并且便于处理，由此在盐度测量时无需独立装置。为了实现这些目的，利用离子电导率的盐度传感器包括第一开关 装置，其可切换到基准电阻测量端子或者盐度测量端子，以将从外部输 入的脉冲施加到所述基准电阻测量端子或者所述盐度测量端子；基准电 阻器，其连接在接地端子与所述第一开关装置的所述基准电阻测量端子 之间，以检测施加到所述接地端子上的所述脉冲的电压，然后将该电压传送给外部微处理器；第一探针和第二探针，其分立地设置于所述接地 端子与所述第一开关装置的所述盐度测量端子之间，以检测随所述探针之间的所述离子电导率而变化的电压，并将该电压传送给所述微处理器; 以及第二开关装置，其连接在所述第一探针和所述第二探针之间，并根 据所述微处理器的控制信号进行开关，以使所述第一探针和所述第二探 针短路，由此释放累积在所述探针中的离子。更具体地，所述第一开关装置、所述基准电阻器、所述第一探针、 所述第二探针、以及所述第二开关装置固有地安装在所述容器中，所述 第一探针和所述第二探针固定地安装在所述容器的底部表面上，并且所 述探针的一侧暴露到所述容器中。所述第一探针和所述第二探针二者与所述基准电阻器并联连接。为了实现所述目的，利用离子电导率的盐度测量系统包括第一探 针和第二探针，其以恒定的间距分立地设置在容器的底部表面上，以依 据离子电导率检测电压，所述离子电导率随所述探针之间的所述盐度而 变化；第一开关装置，其可切换到基准电阻测量端子或者盐度测量端子 以将从外部输入的脉冲施加到选定的端子；基准电阻器，其连接在接地 端子和所述第一开关装置的所述基准电阻测量端子之间，以检测施加到 所述接地端子上的所述脉冲的电压，然后将该电压传送给外部微处理器； 第二开关装置，其连接在所述第一探针和所述第二探针之间，并根据控 制信号进行开关以使所述第一探针和所述第二探针短路，由此释放累积 在所述探针中的离子；以及微处理器，其根据从外部输入的测量开始指 令来控制所述第一开关装置和所述第二开关装置的操作，利用根据离子 电导率检测到的所述第一探针和所述第二探针之间的电压来计算探针电 阻值，并利用所计算出探针电阻值确定所述盐度。更具体地，所述微处理器利用根据所述离子电导率检测到的所述电 压测量所述探针电阻值，并这样确定盐度从测出的探针电阻值中减去 所述基准电阻器的所述基准电阻值而获取最终电阻值，并接着从存储器 中提取事先与所述最终电阻值匹配的盐度。所述盐度测量系统还包括第三开关装置，其根据所述微处理器的控制信号中断施加到所述第一开关装置的电源，以释放累积在所述第一探 针和所述第二探针中的离子。所述盐度测量系统还包括检测信号处理单元，其接收并放大所述第 一探针和所述第二探针检测到的依据所述离子电导率的电压，然后将该 电压转换成数字信号并将该信号输出到所述微处理器。所述检测信号处 理单元包括放大/整流电路单元，其分别接收所述第一探针和所述第二探 针依据所述离子电导率检测到的电压以及通过所述基准电阻器获得的电压，以对它们进行放大并整流；以及A/D (模拟到数字)转换器，其接 收从所述放大/整流电路单元输出的信号，以将其转换成数字信号，然后 将其输出到所述微处理器。为了实现所述目的，本专利技术的利用离子电导率的盐度测量方法包括使微处理器根据盐度测量指令来控制向基准电阻器施加脉冲，并通过所述基准电阻器上的电压来测量基准电阻值；在测出所述基准电阻值之后， 使所述微处理器控制向所述第一探针和所述第二探针施加脉冲，以利用 依据所述第一探针和所述第二探针之间的包括盐的溶液中的所述离子电 导率的电压来测量探针电阻值；在测量所述探针电阻值之后，使所述微 处理器将所述第一探针和所述第二探针短路，以对累积在所述探针中的 剩余离子的释放进行控制；以及对测量所述探针电阻值的步骤和对所述 剩余离子的释放进行控制的步骤重复执行n次，并且如果第n-1次测出的 探针电阻值与第n次测出的探针电阻值具有在设定范围内的误差值，则 将第n次测出的探针电阻值确定为最终探针电阻值。更具体地，在确定所述最终探针电阻值的步骤中，所述微处理器还 包括通过暂时中断向所述第一探针和所述第二探针供应电源来辅助释 放累积在所述探针上的剩余离子的步骤。在确定所述最终探针电阻值之后，所述微处理器还执行以下步骤 计算所述最终探针电阻值与所测出的基准电阻值的差值；从存储器的查 找表中提取对应于所计算出的差值的盐度；并以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用离子电导率的盐度传感器，该盐度传感器包括：第一开关装置，其可切换到基准电阻测量端子或者盐度测量端子，以将从外部输入的脉冲施加到选定的端子；基准电阻器，其连接在接地端子与所述第一开关装置的所述基准电阻测量端子之间，以检测施加到所述接地端子上的所述脉冲的电压，然后将该电压传送给外部微处理器；第一探针和第二探针，其分立地设置于所述接地端子与所述第一开关装置的所述盐度测量端子之间，以检测依照所述探针之间的所述离子电导率而变化的电压，并将该电压传送给所述微处理器；以及第二开关装置，其连接在所述第一探针和所述第二探针之间，并根据所述微处理器的控制信号进行开关，以使所述第一探针和所述第二探针短路，由此释放累积在这些探针中的离子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑一炯，尹周焕，金真阿，金钟大，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]