点式开放四电极电导率传感器制造技术

一种点式开放四电极电导率传感器，其特征在于传感器呈圆柱状，由电极电导池和转换电路两部分组成，外部有耐压水密壳体，电极电导池置于耐压水密壳体外部的前端，转换电路设在耐压水密壳体内，耐压水密壳体的后端有电缆密封接头，电导池由两个安装在陶瓷底座上平行的电极支撑板构成。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量仪器，特别是涉及一种测量海水电导率的仪器。
技术介绍
海水盐度是基本的海洋水文要素，是海洋调查、海洋观测和海洋污染监测的重要测量项目。海水盐度的测量主要是利用电导率传感器通过测量海水电导率进行。利用电导率测量盐度，具有精确度高、速度快以及便于现场测量等优点，所以，测量海水电导率已成为海水盐度测量的主要手段。在测量海水电导率的传感器中，电极电导池是主要构件。一般来说，电导池用优质玻璃制成，内盛海水样品，两端有镀铂黑的铂金电极，作为“电阻元件”连接在电路中，以测量海水样品的电导率。现有的电导率传感器，其电极电导池基本是封闭式或半封闭式，现场测量时电导池常数会因极化阻抗和电导池池壁受污染而改变，尤其是生物附着污染，对其影响更大。同时，由于封闭式电导池的冲水特性差，水的自由流会因电导池池壁的影响产生畸变，壁内粘性边界层导致池壁表层水流缓慢等也对电导池常数产生影响。因此，现有封闭式电导池的电导池常数易受环境污染等因素的影响而变化，使测量精确度降低，难以获得长期稳定的测量数值。
技术实现思路
本技术推出一种新结构形式的四电极电导率传感器，其目的是采用两个平行的电极支撑板构成的电导池开放式结构，增强电导池的抗污染性能和冲水特性，以提高电导率测量的稳定性。本技术所涉及的点式开放四电极电导率传感器，主要由电极电导池和转换电路两部分组成。传感器呈圆柱状，外部有耐压水密壳体，电极电导池置于耐压水密壳体外部的前端，转换电路设在耐压水密壳体内，耐压水密壳体的后端有电缆密封接头。电导池由两个安装在陶瓷底座上平行的电极支撑板构成，每个支撑板上部中心部位，镶嵌着铂金圆点电极组。电极组中，一个直径较大的圆点电极居于中心，为中心电极；其他圆点电极设置在以中心电极为圆心的圆上。电极的引线由支撑板背面的槽内引出，引线槽由陶瓷盖板用高强度粘合剂密封。两支撑板上的两个圆点电极组，共引出四条电极引线，实际构成四电极形式，即两个电流电极和两个电压电极。中心电极为电流电极，其他圆点电极在各自支撑板引线槽内并联后成为电压电极。圆点电极的并联增大了电压电极的面积，而又不增加每个电极所占电位线的宽度，有利于电压电极的抗污染。支撑板背面槽内引出的电极引线连接水密壳体内的转换电路，转换电路的功能是将电导池对海水电导率的敏感值转换成电信号，以完成电导率测量。测量时被测海水在两个支撑平面电流电极间的缝隙中通过。由于电流电极两端施加了一个交流信号并通过电流，在流体介质里建立起电场，由两个电压电极来感应产生电压。通过反馈电路调整电流，使两个电压电极两端的电压保持恒定，则电流电极间的电流比例于海水电导率。因此，海水电导率通过测量电流电极间的电流即可获得。电导率与电流电极间电流的关系式为C＝K/Rc＝K*Ic/Vc式中，C为电导率，K为电导池常数，Rc为电流电极间海水的等效电阻，Vc为Rc两端的固定压降(即电压电极之间电压)，Ic为通过电流电极的电流。转换电路由激励信号源、放大器、交直流转换器、精密电阻与四电极连接构成。激励信号源Vi通过分压器加到放大器A2的正输入端。放大器A2的输出端连接电阻R7的一端和精密放大器A3的正输入端。电阻R7的另一端连接精密放大器A3的负输入端和电流电极。放大器A2的另一端连接电压电极，放大器A5的负输入端连接电压电极，放大器A5的输出端通过电阻连接电流电极，放大器A5的正输入端接地。精密放大器A3的输出端连接AC/DC交直流转换器的输入端，AC/DC交直流转换器的输出端连接隔离放大器A4的负输入端。隔离放大器A4的输出端作为点式开放四电极传感器的最终输出端，直接与显示装置或计算机部件相连。本技术所涉及的点式开放四电极电导率传感器，电导池具有很好的冲水性能，受池壁影响小，能抗污染和防生物附着，特别适用于现场海洋微结构电导率的长期测量和水质环境污染检测，可用于台站、调查船、海上平台、浮标等进行海水电导率测量。附图说明图1为电导率传感器结构图。图2为电导率传感器电极电导池正视图。图3为电导率传感器电极电导池侧视图。图4为电导率传感器转换电路原理图。图中，1-电极电导池，2-电极支撑板，3-电极底座，4-水密壳体，5-转换电路，6-电缆密封接头，7-后盖板，8-电极引线，9-电压电极，10-电流电极，11-金属密封座，Vi-激励信号源，R7-精密电阻，A2、A5-放大器，A3-精密放大器，AC/DC-交直流转换器，A4-隔离放大器，a、b-电流电极，c、d-电压电极。具体实施方式现结合附图对本技术的具体实施方式予以描述。如图1、图2和图3所示，电极电导池(1)置于耐压水密壳体(4)外部的前端，转换电路(5)设在耐压水密壳体内，耐压水密壳体(4)的后端有电缆密封接头(6)。电极电导池(1)由两个平行安装在陶瓷底座上的电极支撑板(2)构成，电极支撑板相距13mm。在支撑板(2)上镶嵌的铂金圆点电极组中，居于中心的电流电极(10)直径为2mm，设置在以电流电极(10)为圆心的圆上的电压电极(9)直径为0.3mm。两支撑板(2)上的圆点电极相互轴对称。支撑板(2)背面的陶瓷盖板(7)，用高强度粘合剂将电极的引线槽密封。每个支撑板引出两条电极引线，电流电极引出一条电极引线，电压电极在支撑板引线槽内并联后引出另一条电极引线。两个支撑板共引出四条电极引线。如图4所示，转换电路的激励信号源Vi通过分压器加到放大器A2的正输入端。放大器A2的输出端连接电阻R7的一端和精密放大器A3的正输入端。电阻R7的另一端连接精密放大器A3的负输入端和电流电极(a)。放大器A2的另一端连接电压电极(c)、放大器A5的负输入端连接电压电极(d)，放大器A5的输出端通过电阻连接电流电极(b)，放大器A5的正输入端接地。精密放大器A3的输出端连接AC/DC交直流变换器的输入端，AC/DC交直流变换器的输出端连接隔离放大器A4的负输入端，隔离放大器A4的输出端作为点式开放四电极传感器的最终输出端，它可以直接与显示或计算机部件相连。权利要求1.一种点式开放四电极电导率传感器，其特征在于传感器呈圆柱状，由电极电导池和转换电路两部分组成，外部有耐压水密壳体，电极电导池置于耐压水密壳体外部的前端，转换电路设在耐压水密壳体内，耐压水密壳体的后端有电缆密封接头，电导池由两个安装在陶瓷底座上平行的电极支撑板构成。2.按照权利要求1所述的点式开放四电极电导率传感器，其特征在于两电极支撑板相距13mm，每个支撑板上部中心部位，镶嵌着铂金圆点电极组，两支撑板上电极组的圆点电极相互轴对称。3.按照权利要求2所述的点式开放四电极电导率传感器，其特征在于支撑板(2)上镶嵌的铂金圆点电极组中，居于中心的电流电极(10)直径为2mm，设置在以电流电极(10)为圆心的圆上的电压电极(9)直径为0.3mm。4.按照权利要求3所述的点式开放四电极电导率传感器，其特征在于电极的引线由支撑板背面的槽内引出，引线槽由陶瓷盖板用高强度粘合剂密封，每个支撑板引出两条电极引线，电流电极引出一条电极引线，电压电极在支撑板引线槽内并联后引出另一条电极引线，两个支撑板共引出四条电极引线。5.按照权利要求1所述的点式开放四电极电导率传感器，其特征在于转换电路的激励信号源Vi通过分压器加到放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建国，王欣，李红志，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：实用新型
国别省市：