[發明專利]用于確定電感型電導率傳感器的殘余耦合的方法

有效

• 申請號: 201110154027.2
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102269805A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 馬可·弗爾克
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾測量及調節技術分析儀表兩合公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 鄒璐;樊衛民

技術領域

本發明涉及一種用于確定電感型電導率傳感器的殘余耦合的方法，在該方法中，電導率傳感器由測量介質環繞，并且介質等效電阻被利用可變補償電阻補償，其中，該可變補償電阻和該介質等效電阻以180°的相移作用于電導率傳感器的測量線圈。

背景技術

電感型電導率傳感器通常由電流測量方法來評估，方法是：電感型電導率傳感器的測量線圈的輸出電流通過其輸入阻抗近似為零的電路來測量。因為在每個電感型電導率傳感器中存在非期望的線圈殘余耦合，所以必須在電感型電導率傳感器的首次啟動中一次性地測量出殘余耦合，所述殘余耦合同樣可以稱為Airset。進行的方法是：將電導率傳感器保持在空氣中，在該處理想的電導率傳感器不發送測量信號，與之相反地，真實的電導率傳感器具有非零信號。在電導率傳感器持續的測量運行中，每個測量結果由測定的殘余耦合進行修正。殘余耦合通常僅測量一次，而電感型電導率傳感器保持運行幾個月或幾年。在這段時間中，電導率傳感器的電感受到與老化有關的漂移，從而改變電導率傳感器的殘余耦合。因為殘余耦合是依賴于溫度的，所以殘余耦合的繼續漂移造成電導率傳感器的測量精度降低。

DE?41?16?468?A1公開了一種用于確定電感型電導率傳感器的功能能力的方法，在該方法中，附加于包含介質等效電阻的測量導體回路，存在具有可變電阻的附加的導體回路。

由DE?102?86?79?A1公知的是，為了電導率測量，將電導率傳感器連同導體回路引入到測量介質中，并且改變可變電阻。因為介質等效電阻和可變電阻以180°的相移作用于電導率傳感器的測量線圈，所以當電導率傳感器的輸出電壓等于零時，介質等效電阻和可變電阻的絕對值正好抵消。由此，可變電阻的數值與介質等效電阻的數值相等。為了獲得準確的測量結果，該方法假定：可變電阻在寬的調適區域上正好有6至7個大小分類，可變電阻具有線性的傳遞函數以及是溫度穩定的且長時間穩定的。這個要求在實踐中不能實現，從而使得該測量方法的結果不夠準確。

發明內容

由此，本發明的任務基于，提供一種用于確定電感型電導率傳感器的殘余耦合的方法，使得在電導率傳感器運行中在任何時刻都允許以高測量精度測量殘余耦合。

依據本發明，該任務以如下方式解決，即，一直測定可變補償電阻，直到電導率傳感器的測量線圈的輸出電壓呈現為最小電壓，其中，復合的最小電壓對應于電感型電導率傳感器的殘余耦合。由此，不必須確定可變補償電阻的準確數值。通過確定電感型電導率傳感器的輸出電壓的最小值，所有類型的電阻都可以使用，即使這些電阻在大的調整區域里既不溫度穩定也不長時間穩定并且在其輸入區域中同樣具有非線性的傳遞函數。在此，在重新確定殘余耦合的時，會考慮電導率傳感器的依賴于老化和溫度的電感的漂移。

有利的是，電導率傳感器的在電導率傳感器測量過程期間確定的測量電壓利用最小電壓來修正。因為殘余耦合能夠在最大程度不同的溫度下得到測量，所以進行殘余耦合的依賴于溫度的補償，從而可靠地抑制在測量電壓中的不準確性。因為僅確定殘余耦合，所以電感型電導率傳感器的輸出信號的測量能夠按照公知的標準電流測量方法來執行。

在一種設計方案中，從電導率傳感器的測量電壓中減去最小電壓。由此，所述方法在傳感器運行時在任何時間點都可以執行。

在一種改進方案中，最小電壓的確定在保持電導率傳感器浸入到介質中的情況下，在電導率傳感器的兩個測量過程之間進行，測量介質的電導率在測量過程中得到確定。通過電導率傳感器、進而測量電阻和可變補償電阻到介質中的連續浸入，用于傳感器的正常測量過程的和用于確定殘余耦合的校準過程的電路結構不需要改變，這特別是以減少成本和時間的方式對電感型電導率傳感器的運行過程產生作用。

在一種變型方案中，介質等效電阻是電導率傳感器的測量導體回路的組件，而可變補償電阻布置在電感型電導率傳感器的參考導體回路中，其中，在運行電感型電導率傳感器時接通或者切斷參考導體回路。以簡單的依據電路的措施測量運行可以切換到校準運行和切換回，這在電導率傳感器的整個使用壽命期間可以通過參考導體回路的軟件方式的驅控來執行。

有利的是，為了切斷參考導體回路，將可變補償電阻調整到一定的電阻值，該電阻值相比介質等效電阻明顯更大，優選為至少1000倍。通過該措施將電阻調整地如此高，即，使得參考導體回路中的電流得到可靠抑制。

作為選擇的是，為了切斷而打開參考導體回路。該措施可通過可控開關的使用而簡單地實現。