一种可校验的测量高掺气浓度的传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可校验的测量高掺气浓度的传感器。为了解决现有的掺气浓度传感器无相互校验和修正功能，测量数据存在较大的随机性的问题，所述可校验的测量高掺气浓度的传感器包括面板，镶嵌在面板上的多个电极片，每个电极片与一根相应的引出线相连；所述电极片至少为三个。本实用新型专利技术可测量泄水建筑物高流速表层掺气水体的掺气浓度，适用于泄水建筑物的水力学原型观测。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种掺气浓度传感器，具体是一种可校验的测量高掺气浓度的传感器。
技术介绍
对于水利水电工程泄水建筑物而言，泄槽是约束和引导水流的通道，当泄槽水流流速较高时，由于高速水流与空气的剪切作用，水流表面破碎，水质点紊动剧烈将空气卷入水中从而造成表层水体高度掺气，卷入的空气以气泡形态从表层向深度方向转移扩散，泄槽水流形成一种气液两相流动，且表层水体掺气浓度高。理论分析和实验结果表明，表层水体的掺气浓度沿法向符合正态分布。水库和湖泊的水面、河道水流的水面等与空气有明确的交界面，测量水面高程可以用水尺、浮子式水位计、水压式水位计、超声波水位计等仪器设备，但对于泄槽内高速水流而言，由于水流表面破碎和掺气，呈泡沫或白絮状，无明确的水气交界面，现有的仪器设备无法进行水面高程测量，泄槽水流的水面高程和流动状态难以判断。目前通用掺气浓度传感器只有2个电极片，2个电极片只能形成I个独立的电极组，两个电极片之间的清水电阻一般较大，无相互校验和修正功能，在极其紊乱的表层水体内，掺气浓度变化剧烈，测量数据存在较大的随机性。通用掺气浓度传感器大多属于低掺气浓度传感器，电场强度弱，掺气浓度测量值一般在10%以下，当测量50%以上高掺气浓度时会存在较大的误差。
技术实现思路
针对现有的掺气浓度传感器无相互校验和修正功能，测量数据存在较大的随机性的问题，本技术旨在提供一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，该传感器可测量泄水建筑物高流速表层掺气水体的掺气浓度，计算水流的水面高程，分析高流速表层掺气水体的流动状态，适用于泄水建筑物的水力学原型观测。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，包括面板，镶嵌在面板上的多个电极片，每个电极片与一根相应的引出线相连；其结构特点是，所述电极片至少为三个。作为对本技术的进一步改进进一步地，相邻电极片之间的清水电阻值为100 Ω 200 Ω。所述清水电阻值即将两个电极片置于清水中，测量两电极片之间的电阻值，所谓清水是指水中不含空气泡，一般而言清水电阻小，含气的水电阻大。进一步地，所述电极片的横截面优选为扁平的长方形，相邻两个电极片平行且间距相等，通过缩小相邻两个电极片之间的间距，降低清水电阻，提高电场强度，从而提高传感器的测量精度，减小测量误差。本技术相邻电极片之间的清水电阻值控制在100 Ω 200 Ω，当测量50%以上掺气浓度时，精度提高4倍以上。进一步地，所述电极片优选为3 5个。为了固定所述传感器，在所述面板上开有与通用底座对应的螺丝孔。所述面板为绝缘材料制成，所述面板整体呈圆盘状。本技术的测量方法是首先需要依次对每个电极组进行现场率定，建立每个电极组各自的掺气浓度与掺气电阻的函数关系；实际测量时，依次测读每个电极组的掺气浓度值，然后对测值进行校验和修正，减小测量误差，最后得到可靠性较高的掺气浓度。本技术的创新之处在于，传感器采用3个及以上电极片的设计方案，可以形成至少3个独立的电极组，通过分别测读不同电极组的掺气浓度，从而可以对掺气浓度进行校验和修正，减小随机误差。与现有技术相比，本技术的有益效果是本技术通过分别测读不同电极组的掺气浓度，从而可以对掺气浓度进行校验和修正，减小随机误差。本技术可测量泄水建筑物高流速表层掺气水体的掺气浓度，计算水流的水面高程，分析高流速表层掺气水体的流动状态，适用于泄水建筑物的水力学原型观测。附图说明图1是现有掺气浓度传感器的结构示意图；图2是图1的纵向剖面图；图3是本技术一种实施例的结构示意图；图4是本技术纵向剖面图。其中1 一电极片2—引出线3—面板 4一螺丝孔。具体实施方式一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，如图3 图4所示，包括电极片1、引出线2、面板3 ;所述电极片I为3个，截面尺寸为IOmmX 5mm,长度40mm,由不锈纲材料制成，形成3个独立的电极组；所述引出线2分别与电极片I的底部连接；所述电极片I平行镶嵌在面板3内，表面与面板齐平，电极片I之间的间距为5_，相邻电极片之间的清水电阻控制在100 Ω 200 Ω ;所述面板3由绝缘的PVC灰塑板制成，直径96mm，厚度14mm，面板上开有螺丝孔4用来固定传感器。由于传感器引出线的导线长度各不相同，电阻不一样，需要对导线电阻的影响进行修正。在同一点用同一传感器分别用三组电极进行测量能得到三个掺气浓度值，可相互校验，然后取平均值修正。掺气浓度测量方法属于通用技术。上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本技术，而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，包括面板（3），镶嵌在面板（3）上的多个电极片（1），每个电极片（1）与一根相应的引出线（2）相连；其特征在于，所述电极片（1）至少为三个。

【技术特征摘要】
1.一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，包括面板(3)，镶嵌在面板(3)上的多个电极片(1)，每个电极片(I)与一根相应的引出线(2)相连；其特征在于，所述电极片(I)至少为三个。2.根据权利要求1所述可校验的测量高掺气浓度的传感器，其特征在于，所述电极片(I)的横截面为扁平的长方形，相邻两个电极片(I)平行且间距相等。3.根据权利要求1所述可校验的测量高掺气浓度的传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓兵，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：