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深度分析電感型電導率傳感器的應(yīng)用

時間:2019-02-13 14:34:18來源:不詳 作者:電子愛好者 點擊:次
電導率傳感器技術(shù)是一個非常重要的工程技術(shù)研究領(lǐng)域 ,用于對液體的電導率進行測量 ,被廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)生活中 ,成為電力、 化工、 環(huán)保、 食品、 半導體工業(yè)、 海洋研究開

1)多電極與微電極成為電極型電導率傳感器發(fā)展方向之一。兩電極型電導率傳感器由于存在電極極化，其測量范圍、測量精度受到極大的限制，多電極體系電導率傳感器在測量范圍、測量精度方面均取得了突破。經(jīng)過多年的研究開發(fā)，目前，四電極結(jié)構(gòu)的電導率傳感器已經(jīng)研制成功，并成功商業(yè)化。中國國家海洋技術(shù)中心已經(jīng)開展了七電極電導率傳感器的研究與開發(fā)，并已經(jīng)在電極結(jié)構(gòu)設(shè)計、燒結(jié)、封裝等方面取得了一定的成就。

2)電導率傳感器與單片機技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合，電導率傳感器與單片機技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)電導測量的自動化，使電導測量的適應(yīng)性和測量精度均得到提高。

3)優(yōu)化激勵信號的形式使測量數(shù)據(jù)精度更高，采用速度更快。

4)在電極數(shù)目增加受到限制的情況下，優(yōu)化激勵順序，針對同一個電導率分布盡可能得到最多的獨立測量數(shù)據(jù)。

6、電極材料發(fā)展

由于電導率傳感器電導電極具有一定的特殊性，因此對用于制作電極的材料有一定的要求：1)良好的導電性能；2)由于電極與被測介質(zhì)之間發(fā)生化學或電化學反應(yīng)會腐蝕電極表面，要求電極有穩(wěn)定的化學特性。

常用的電極材料有鉑、不銹鋼、銅、銀等。鉑是一種極好的電極材料，但價格較高，在實際應(yīng)用中，一般采用不銹鋼和金屬銅做電極材料。

隨著材料科學的發(fā)展與進步，一些新型的材料被用來加工電導率傳感器電極，如導電陶瓷、鈦合金等，取得了較好的效果。 

電感型電導率傳感器

1、電感型電導率傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與特點

電感型電導率傳感器采用電磁感應(yīng)原理對電導率進行測量，液體的電導率在一定范圍內(nèi)與感應(yīng)電壓／激磁電壓呈正比關(guān)系，激磁電壓保持不變，電導率與感應(yīng)電壓成正比。

電感型電導率傳感器檢測器不直接與被測液體接觸，因此，不存在電極極化與電極被污染的問題。電感型電導率傳感器的原理決定了這類傳感器僅適用于測量具有高電導率的液體：測量范圍為1000-2000000μS／cm。

電感型電導率傳感器具有以下特點：1)極強的抗污染能力與耐腐蝕性；2)不存在電極極化、電容效應(yīng)，可以用于高電導率液體測量；3)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；4)制作工藝簡單。

2、電感型電導率傳感器的應(yīng)用

電感型電導率傳感器多用于高電導率液體的測量與檢測：1)海洋開發(fā)與研究，對海水的鹽度進行測量分析(深海溫鹽深剖面自記儀)；2)生活廢水、工業(yè)廢水水質(zhì)的檢測；3)化工生產(chǎn)過程中單一組分溶液濃度的監(jiān)測分析；4)用于強酸、強堿濃度的測量。

3、電感型電導率傳感器關(guān)鍵技術(shù)

1)傳感器檢測器制作封裝

激磁線圈與感應(yīng)線圈需要嚴格在同一軸線，為了提高測量精度，線匝需要緊密排列，并且線匝之間需要具有良好的屏蔽，降低干擾性耦合的產(chǎn)生。

2)激勵電壓、頻率

激勵電壓、頻率決定了電感型電導率傳感器的靈敏度與線性度，在傳感器結(jié)構(gòu)確定的基礎(chǔ)上，通過試驗確定激勵電壓、頻率等參數(shù)，使傳感器獲得最佳的靈敏度與線性。

3)檢測器微型化

電感型電導率傳感器檢測由線圈構(gòu)成，檢測器微型化就是將線圈直徑減小、減少匝數(shù)，線圈直徑過小、匝數(shù)過少將會影響傳感器測量的靈敏度以及測量范圍。

4、電感型電導率傳感器未來發(fā)展趨勢

1)傳感器微型化成為電感型電導率傳感器發(fā)展方向之一。材料加工制備技術(shù)的發(fā)展使得檢測器有可能實現(xiàn)微型化，從而使傳感器實現(xiàn)微型化。

2)電感型電導率傳感器與單片機、微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)電導率測量的自動化。通過采用這些技術(shù)實現(xiàn)激勵信號可調(diào)控性，從而使測量精度、線性度得到提高。

隨著電導率測量技術(shù)的發(fā)展，電導率傳感器已由最初的兩電極型、電感型電導率傳感器發(fā)展到多電極、微電極電導率傳感器，可以看出：多電極、微電極、微結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為電導率傳感器發(fā)展方向，并與單片機、微系統(tǒng)等技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)電導率測量的自動化、精密化。

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