[發明專利]具有泄漏和溫度檢測的非金屬流過式無電極電導率傳感器

有效

• 申請號: 200780051963.2
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101680817A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: J·K·夸肯布什;M·M·鮑爾;S·B·塔盧蒂斯;D·S·麥金萊;D·G·托爾三世
• 申請（專利權）人: 因文西斯系統公司
• 主分類號: G01M3/04
• 分類號: G01M3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;曹 若

相關申請

本申請為于2006年2月9日提交的名稱為NON-METALLIC FLOW-THROUGH?ELECTRODELESS?CONDUCTIVITY?SENSOR AND?LEAK?DETECTOR的美國專利申請No.11/351,856的部分繼續申 請；該申請要求于2005年5月2日提交的名稱為NON-METALLIC FLOW?THROUGH?ELECTRODELESS?CONDUCTIVITY?SENSOR的 美國臨時專利申請No.60/676,765的優先權。

1.技術領域

本發明涉及電導率傳感器，并且更具體地涉及構造成用以檢測流 過導管的過程流體的電導率的無電極電導率傳感器。

2.背景信息

在本申請中，通過引證引入了各種出版物、專利和公開的專利申 請。在此通過引用而將本申請所參考的出版物、專利和公開的專利申 請的公開內容并入本文中。

通過在一對電極上施加電壓并且將其浸入溶液中，可進行對化學 溶液的電導率測量。經過該系統的電流與溶液的電導率成比例。然而， 如果待測溶液與金屬電極在化學上不相容，例如，造成化學侵蝕或溶 液和/或電極的污染，則該項技術就不適宜。

另一種方法涉及無電極的環形電導率測量。在該方法中，通過使 用激勵器環形線圈和傳感器環形線圈包繞至少部分地由受測溶液所 形成的‘磁芯(core)’，有效地產生變壓器。該環形體通常設置在電絕緣、 磁透過的殼體內，該殼體具有軸向穿過其間的流體流動通路。激勵器 供給有電壓，該電壓在經過流動通路的溶液中感應出電磁場，因而在 傳感線圈中感應出電流。該感應電流與受測溶液的電導率成比例。

Reese的美國專利No.5,157,332公開了一種此類環形電導率傳感 器的實例。公知的類似傳感器的商業實例是可從Invensys?Systems， Inc.(Foxboro，Massachusetts)得到的871EC^TM侵入式電導率傳感器。如 圖1所示，這種無電極電導率傳感器20的截面包括裝入殼體21中的 環形線圈11，12，13，其可浸入待測流體中。殼體21限定中心孔19， 該中心孔19容許流體沿軸向穿過環形體11，12，13而不與它們接觸。‘磁 芯’的感應回路通過傳感器浸入其內的過程溶液形成。

在待測流體流過導管的情況下，將傳感器浸入該流體中也許不可 行或不希望。在這種情況下，激勵器環形線圈和傳感器環形線圈可環 繞運送該液體的管。公知的這種傳感器的商業實例是 871FT^TM(Invensys?Systems，Inc.)。然而，為了產生感應，則必須在線圈 外側形成電回路，通常是通過在該環形體的上游和下游將金屬帶夾在 管的金屬部分上。然而，這種方法的缺點在于，當過程流體侵蝕或以 其它方式與金屬不相容時，就不可使用金屬管部分。

作為備選，通過提供繞過一個或多個環形體的次級流動通路，可 由流體自身形成感應回路。在授予給Fidlden的美國專利No.2,709,785 中公開了這種流體回路的實例。這種方法的缺點在于，有限的截面、 相對較長的長度以及流體自身的高阻抗會將純阻抗添加到感應電流 中，這趨于對電導率測量的靈敏度產生不利影響。旨在提高電導率傳 感器的靈敏度的方法包括Ogawa在美國專利No.4,740,755中所公開 的。Ogawa公開了具有一定尺寸的流體回路上的環形體，將該尺寸計 算成“為流體流動回路長度與流動通路截區域的比提供較低的值，這繼 而又會提供良好的靈敏度”(Ogawa第2欄第42至47行)。這種方法的 缺點在于，所揭示的Ogawa的環形體是共面的且物理地分開的，以便 減少變壓器之間的泄漏耦合。(Ogawa第1欄第34至38行，第2欄第 47至52行，第4欄第49至55行)。