电导率传感器组件制造技术

一种流过式电导率传感器组件包括壳体(4)，壳体(4)具有带有入口端和出口端的流动通路。在入口端和出口端之间的流动通路延伸部的至少一区段的横截面被分成电导率测量通道(2)和平行的旁通通道(3)，旁通通道(3)比测量通道(2)有更大横截面面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及測量电导率，并且更具体而言，涉及用于测量流动液体的电导率的传感器组件。
技术介绍
电导率或电解电导率定义为物质传导电流的能力。电导率与电阻率成倒数，并且其基本単位是西门子/米(S/m)。对于液体，电导率是存在于液体中的所有离子的作用的总和。测量液体的电导率通常在所谓的电导率池(conductivity cell)中执行。电导率池可根据它们与样本相互作用的技术且还通过池设计的几何结构来分类。所使用的两个操 作技术是接触技术和感应或环形技术。在这两种情况下，AC电输入信号被施加给电导率池，并且测量池产生的AC电输出信号(DC电信号将使电解质变化)。使用接触技术测量电导率的池使它们的电极直接接触待测试的液体，而使用环形技术的池包括不接触液体的两个环形线圈。交流电流频率典型地范围介于50Hz和50kHz之间，这取决于液体的电解质浓度，測量频率随着液体中的离子浓度的增大而増大，以便避免由于在电极处的极化效应引起的干涉电容效应。接触类型的基本电导率池具有例如由钼制成的两个平行的电极板。当跨过板而施加AC电压时，AC电流将流过液体，这与电极中间的电阻率成反比，并且因此与池中的液体的电导率成比例。池的电阻R与电极之间的距离d和电极的横截面面积A成比例。比率d/A通常称为“池常数” ，即 = d/A。为了测量液体流，电导率池通常是流过型，并且与液体流导管顺列地联接。在这个类型的电导率池中，电极典型地包括两个或更多个环形电极，它们沿着液体流动流间隔开。在这个情况下，池常数将由电极之间的距离和电极之间的导管区段的横截面面积的比率限定。池常数指示池可测量的电导率的大致范围。一般而言，应当使用具有低池常数的池来測量低电导率，而需要高池常数来进行更高电导率的測量。US 3，424，975公开了ー种用于测量流动液体的电导率的电导率池，其中电路径的长度且因此电导率池的电阻可改变，以适应池的任何特定使用。在一个实施例中，为液体堤供了两个平行的流径。一个流径通过串联的三个导管，它们由导电材料形成。电绝缘材料制成的导管从中心传导导管延伸到外部传导导管中，以在中心传导导管和外部传导导管之间提供伸长的电路径。在第二流径中提供阀，以容许相对地调节通过两个路径的流。US 5,441,049公开了ー种具有液体流过其中的通路的电导率池，在通路中具有收缩部，以调节流量以及提供用于测量电导率的预先确定的横截面面积。优选为圆柱形的、使其纵向轴线与通路平行的电极位于收缩部的各个侧。对于具有给定长度和外直径的这种电导率池，在从一到一百的范围中的池常数可通过改变池參数来获得，池參数包括在收缩部处的内直径、在端部处的内直径、在电极处的内直径，以及电极的中心-中心间隔。在许多エ艺流系统(例如交叉流过滤系统)中，高度期望有低滞留容积(hold-upvolume)。但是，当将针对具有某些池因子的实验室应用设计的电导率池类型放大至用于エ艺流中使用的管路直径时，保持相同的池因子将较大地増大电导率池的长度，并且导致有不合需要的大滞留容积。上面提到的现有技术类型的电导率池未为这个问题提供任何解决方案。因此，本专利技术的目的是，提供用于较大直径管路应用(例如生物过程流)的、克服了増大的池长度和滞留容积的上面提到的问题的电导率池。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种新的电导率传感器池设计，其可与エ艺系统大小的管路直径相关联地使用，同时保持与较小版本的电导率池相同的池因子，或甚至増大池因子，而不对系统增加滞留容积。限定在权利要求I中的这个电导率池或电导率传感器组件基于使流体流的一部分传送通过其中进行电导率测量的平行的流动通道的概念。因此减小了池的横截面面积以及长度，这因而减小了电导率池安装在其中的流系统或管路系统的滞留容积。在优选实施例中，pH值流动池集成到电导率传感器组件中，这将进一步降低液体流系统的滞留容积。在从属权利要求中阐述了额外的优选实施例。在下文中，仅以实例的方式，将关于本专利技术的非限制性实施例来更详细地描述本专利技术，对附图进行了參照。附图说明图I是根据本专利技术的电导率池的实施例的横截面图。图2是图I中的电导率池实施例的端视平面图。图3是图I和2中的电导率池实施例的分解等距透视图。图4是待安装在エ艺流系统中且包括图I至3中显示的电导率池实施例的组合式电导率和pH值传感器组件的分解(部分透明)等距透视图。图5是呈组装好的状态的图4中的组件的等距视图。图6是图4和5中的组件的另ー个(部分地透明)等距视图。图7是设有用于接纳pH值传感器的电导率池的另ー个实施例的中线剖面等距透视图。图8是对应于图7中的透视图的横截面图。图9是与图8中的视图对应的视图，但是在其上组装了部分地显示的pH值传感器。图10是图8中显示的电导率池的俯视平面图。图11是图8中显示的电导率池的端视平面图。图12是图8中显示的电导率池的仰视平面图。图13是图8中显示的电导率池的另ー个侧视平面图。图14是图7和8中显示的电导率池的通过其电极的横截面图。具体实施例方式如上面提到的那样，本专利技术涉及用于测量液体流的电导率的流过型电导率传感器，这在下面通常称为电导率池。液体流具体而言是エ艺流，例如色谱柱エ艺流或交叉流过滤エ艺流，其中，使用了相对较大尺寸的管路，并且最大程度地减小滞留容积是重要的。本专利技术的电导率池是这样的类型其中，电导率通过在与液体接触的间隔开的电极之间施加AC电流来測量。电极优选是圆形或环形的，其包围液体路径。在这种池中，“池因子”(对于给定的池，其为恒定的)为“电极之间的距离”除以“电流的横截面面积”(即液体流的横截面面积。假设这个类型的某些电导率池具有IOcm的长度和Icm的内直径。如果这种池尺寸设置成通过将内直径増大到例如5cm来顺列地联接在エ艺流管路系统中，将必须将长度増大到2. 5m,以保持相同的池因子。容易看到，这个将引入显著増大的滞留容积，在许多エ艺应用中，例如在交叉流过滤系统中，这将是非常不合需要的。根据本专利技术，通过引入其中进行电导率测量的小的平行流，能够保持相同池因子，或甚至増大池因子，以便从而减小关键的横截面面积，并且因而还减小池的长度。照这样，不会对电导率池顺列地安装在其中的流系统增加滞留容积。现在将參照图I至图4描述根据本专利技术的电导率传感器池的一个实施例。在下文中，诸如“上部”和“下部”、“顶部”和“底部”等的用语仅參照图中显示的本专利技术的实施例的几何结构来使用，而不意图以任何方式限制本专利技术。示出的电导率池包括圆柱形本体1，其内部被分成不同的横截面面积的两个平行的通路或通道，即小面积通道2和大面积通道3，通道3占据本体I的内部横截面的其余部分。可以说电导率池的这个实施例包括第一管状部件la，第一管状部件Ia具有通过连接部分Ic (图2)附连到其内部壁上的、具有较小直径的第二管状部件lb。小面积通道2用作測量通道，并且具有第一圆形或环形电极4，其意图用作位于通道2的中部且具有与通道2相同的内直径的信号或測量电极。分别意图用作接地电极的第ニ环形电极5和第三环形电极和6通过0形环7、8在圆柱形本体I的各个端处安装在相应的阶梯式凹部9、10中。具体參照图3，本体I在这里由三个单独的主要部件组装而成，即两个端部部件11和12，以及中心部件13，中心部件13夹持在端部部件11和1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.22 SE 0951014-01.ー种流过式电导率传感器组件，包括壳体(I ;50)，壳体(I ；50)具有带有入口端和出口端的流动通路(51)，其中，在所述入口端和所述出口端之间的流动通路延伸部的至少一区段的横截面分成电导率測量通道(2 ;53)和平行的旁通通道(3 ;51a)，所述旁通通道(3 ；51a)比所述测量通道有更大横截面面积。2.根据权利要求I所述的电导率传感器组件，其特征在于，所述测量通道(2;53)的横截面至少为基本圆形的。3.根据权利要求I或2所述的电导率传感器组件，其特征在于，所述测量通道设置在所述流动通路的内周缘附近。4.根据权利要求I至3中的任一项所述的电导率池组件，其特征在于，在所述测量通道的相应的端部附近提供第一电极和第二电极。5.根据权利要求I至3中的任一项所述的电导率传感器组件，其特征在于，在所述测量通道(2 ;53)内在中心提供第一电极(4 ;55)，并且在所述测量通道(2 ;53)的一端或各个端附近提供第二电极(5,6 ；54, 56) o6.根据权利要求4或5所述的电导率传感器组件，其特征在于，所述第二电极或多个第ニ电极(5，6)设置在所述流动通路的被分流区段的外部。7.根据权利要求4或5所述的电导率传感器组件，其特征在于，所述第二电极或多个第ニ电极(54，56)设置在所述测量通道(53)内。8.根据前述权利要求中的任ー项所述的电导率传感器组件，其特征在于，所述电极(5,6 ；54-56)为环...

【专利技术属性】
技术研发人员：L安德森，S达吉，P弗里金，J托尔斯托伊，
申请(专利权)人：L安德森，S达吉，P弗里金，J托尔斯托伊，
类型：发明
国别省市：