用于确定电导率值的方法技术

本发明专利技术涉及用于确定电导率值的方法。本发明专利技术涉及一种用于通过电导率传感器(1)来确定测量介质的电导率值的方法，其中该方法包括以下步骤：提供具有至少一个发射单元(2)、至少一个接收单元(3)和具有存储模块(5)的控制单元(4)的电导率传感器(1)，通过控制单元在发射单元处将刺激信号发射到测量介质中，在接收单元处接收检测信号，通过控制单元基于检测信号而确定信号质量指示符，确定对应于检测信号的电导率信号，存储电导率信号，通过控制单元基于电导率信号而确定动态因子，取决于所确定的信号质量指示符(SI)和动态因子，通过滤波功能对电导率信号进行滤波，输出所滤波的电导率信号的滤波的测量值。滤波的测量值。滤波的测量值。

【技术实现步骤摘要】
用于确定电导率值的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于确定电导率值的方法以及一种电导率传感器。

技术介绍

[0002]在分析测量技术中，尤其是在水管理领域、环境分析领域、工业(例如，食品技术、生物技术和制药)中，并且对于大多数不同的实验室应用来说，例如pH值、电导率乃至分析物(例如，气态或液态测量介质中的离子或溶解气体)的浓度等被测变量是非常重要的。这些被测变量可以例如通过电化学传感器(例如，光学、电势、电流、伏安或库仑传感器乃至电导率传感器)来获取和/或监测。
[0003]在电导率传感器的情况下，尤其是在导电电导率传感器的情况下，通过测量至少一个电气变量(例如，电压和/或电流)来确定液态介质的电阻。通常，电极处的正弦AC电压确保穿过介质的电流流动。由于部件公差、传感器周围的寄生干扰场以及待测量的介质中的不规则性，测量值会出现波动。为了最小化这些不期望的影响并获得改变尽可能小的数字输出信号，对所确定的电阻值或电导率值进行平均。取决于滤波器深度，因此取决于被考虑用于对平均值滤波的值的大小，滤波器输出端处的反应对测量值的改变的响应或多或少有些缓慢。大的滤波器深度带来缓慢响应时间的缺点，但是优点是受短暂干扰影响(例如，EMC干扰)的影响较少。小的滤波器深度带来快速响应时间的优点，但是缺点是受短暂干扰影响的影响较强。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术的目的是提出一种能够实现快速响应时间以及可靠测量结果的方法。
[0005]根据本专利技术，此目的由根据权利要求1所述的用于通过电导率传感器来确定测量介质的电导率值的方法实现。
[0006]根据本专利技术的方法包括以下步骤：
[0007]‑
提供具有至少一个发射单元、至少一个接收单元和具有存储模块的控制单元的电导率传感器，
[0008]‑
通过控制单元在发射单元处将刺激信号发射到测量介质中，
[0009]‑
在接收单元处接收检测信号，
[0010]‑
通过控制单元基于检测信号而确定信号质量指示符，
[0011]‑
确定对应于检测信号的电导率信号，
[0012]‑
存储电导率信号，
[0013]‑
通过控制单元基于电导率信号而确定动态因子，
[0014]‑
取决于所确定的信号质量指示符和动态因子，通过滤波功能对电导率信号进行滤波，
[0015]‑
输出所滤波的电导率信号的滤波的测量值。
[0016]使用根据本专利技术的方法，可以快速且定性地响应不可预见的干扰影响，尤其是强EMC影响，以使得可以以最佳可能方式向用户显示电导率信号的测量值。由于根据本专利技术的方法，电导率信号的测量值的强波动有效地减少，并且因此对用户来说改进的测量是可能的。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，确定信号质量指示符的步骤包括：通过来自下组的至少一种评估方法来评估检测信号相对于刺激信号的失真：
[0018]‑
总谐波失真评估方法，
[0019]‑
互相关评估方法，
[0020]‑
快速傅立叶变换评估方法，
[0021]‑
信号幅度评估方法。
[0022]根据本专利技术的一个实施例，确定动态因子的步骤包括：将所存储的电导率信号的平均值与电导率信号的最近电导率值进行比较。动态因子映射电导率信号的当前变化率。
[0023]根据本专利技术的一个实施例，滤波功能在第一时间跨度或电导率信号的第一数量的测量值上对电导率信号进行滤波。第一时间跨度或第一数量取决于信号质量指示符和动态因子而变化。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，如果信号质量指示符小于阈限并且如果动态因子小于第一极限值，则滤波功能的第一时间跨度或第一数量的测量值保持相同或维持相同。如果动态因子介于第一极限值与第二极限值之间，则滤波功能的第一时间跨度或第一数量的测量值减少第一减少比例RA1。如果动态因子介于第二极限值与第三极限值之间，则滤波功能的第一时间跨度或第一数量的测量值减少第二减少比例RA2。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，如果信号质量指示符大于阈限并且如果动态因子小于第四极限值，则第一时间跨度或第一数量的测量值保持相同或维持相同。如果动态因子介于第四极限值与第五极限值之间，则滤波功能的第一时间跨度或第一数量的测量值减少第三减少比例RA3。如果动态因子介于第五极限值与第六极限值之间，则滤波功能的第一时间跨度或第一数量的测量值减少第四减少比例RA4。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，滤波功能包括移动平均滤波。
[0027]根据本专利技术的一个实施例，刺激信号是周期性交流信号或AC电压信号。
[0028]前述目的同样由根据权利要求9所述的电导率传感器实现。
[0029]根据本专利技术的电导率传感器包括：
[0030]‑
至少一个发射单元，
[0031]‑
至少一个接收单元，
[0032]‑
具有存储模块的控制单元。
[0033]控制单元适于执行根据本专利技术的方法。
附图说明
[0034]基于附图的以下描述，更详细地解释本专利技术。如下所示：
[0035]图1是根据本专利技术的方法的示意性表示的细节，
[0036]图2是图1的补充细节，
[0037]图3是电导率传感器。
具体实施方式
[0038]图1和图2示出了根据本专利技术的用于通过电导率传感器1来确定测量介质的电导率值的方法。电导率传感器1在图3中例如作为导电电导率传感器1示出。然而，该方法可以类似地应用于例如电感式电导率传感器。
[0039]电导率传感器1包括至少一个发射单元2、至少一个接收单元3和具有存储模块5的控制单元4。控制单元4适于执行根据本专利技术的方法。在图3所示的实施例中，发射器单元2是第一电极，并且接收器单元3是第二电极。存储模块5适于存储值，尤其是参考值，并且适于保存信号，尤其是测量信号。
[0040]下文描述根据本专利技术的方法。
[0041]在第一步骤中，提供上述电导率传感器1。电导率传感器1暴露于测量介质，例如液体。
[0042]接着，在发射器单元2处将刺激信号S1发射到测量介质中。刺激信号S1优选是周期性交流信号。刺激信号S1例如是正弦形、矩形或斜坡形的。刺激信号S1的发射经由控制单元4发生。在控制单元4中，优选保存不同刺激信号S1，这些刺激信号用于具有特定属性的不同测量介质。例如，对于超纯水中的测量，选择小于100Hz的刺激信号S1的频率。例如，对于盐水中的测量，选择大于1000Hz的刺激信号S1的频率。为刺激信号S1选择的频率取决于测量介质的离子迁移率，因此取决于测量介质的电导率。在刺激信号S1的高频下，离子在电极处的积聚因快速极化改变而减少。
[0043]在与所有其它提到的步骤兼容的可选步骤中，刺激信号S1由控制单元4的存储模块5存储。
[0044]检测信号D1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过电导率传感器(1)来确定测量介质的电导率值的方法，其中所述方法包括以下步骤：
‑
提供具有至少一个发射单元(2)、至少一个接收单元(3)和具有存储模块(5)的控制单元(4)的电导率传感器(1)，
‑
通过所述控制单元(4)在所述发射单元(2)处将刺激信号(S1)发射到所述测量介质中，
‑
在所述接收单元(3)处接收检测信号(D1)，
‑
通过所述控制单元(4)基于所述检测信号(D1)而确定信号质量指示符(SI)，
‑
确定对应于所述检测信号(D1)的电导率信号(L1)，
‑
存储所述电导率信号(L1)，
‑
通过所述控制单元(4)基于所述电导率信号(L1)而确定动态因子(DF)，
‑
取决于所确定的信号质量指示符(SI)和所述动态因子(DF)，通过滤波功能(FF)而对所述电导率信号(L1)进行滤波，
‑
输出所滤波的电导率信号的滤波的测量值(MW)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述信号质量指示符(SI)的步骤包括：通过来自下组的至少一种评估方法来评定所述检测信号(D1)相对于所述刺激信号(S1)的失真：
○
总谐波失真评估方法，
○
互相关评估方法，
○
快速傅立叶变换评估方法，
○
信号幅度评估方法。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定所述动态因子(DF)的步骤包括：将所存储的电导率信号(L1)的平均值与所述电导率信号(L1)的最近电导率值进行比较，其中所述动态因子(DF)映射所述电导率信号(L1)的当前变化率。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述滤波功能(FF)在所述电导率信号(L1)的第一时间跨度(Z1)或第一数量(A1)的测量值(MW)上对所述电导率信号(L1)进行滤波，其中，所述第一时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：