[發(fā)明專利]利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210449574.8
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102901877A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳麗婷;陳廣;尹武良
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

1.一種利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置，其特征在于，用于測量電導(dǎo)率在σ<10s/m的特定范圍內(nèi)的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率，該裝置包含：

通過電路依次連接的PC主機(jī)（1）、FPGA主板（2）、前端板（3）和傳感器裝置，以及用于放置待測電解質(zhì)溶液的測量管道；

其中，所述傳感器裝置包含平行繞制在所述測量管道外側(cè)的激勵線圈（41）和接收線圈（42），形成共軸線圈。

2.如權(quán)利要求1所述的利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置，其特征在于，所述測量管道的半徑為10mm。

3.如權(quán)利要求1所述的利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置，其特征在于，所述激勵線圈（41）和接收線圈（42）均繞制50匝，兩者之間的繞制間距為20mm，共振頻率為25MHz，阻抗為15歐姆。

4.如權(quán)利要求3所述的利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置，其特征在于，所述傳感器裝置的表面采用環(huán)氧乙烯塑封鋁箔紙包裹以作為屏蔽層。

5.如權(quán)利要求1所述的利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置，其特征在于，所述FPGA主板（2）包含：與所述PC主機(jī)（1）通過電路連接的USB接口（26），直接數(shù)字頻率合成器（21），累加器（24），微處理器（25），與所述直接數(shù)字頻率合成器（21）通過電路連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（22），以及與所述累加器（24）通過電路連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（23）。

6.如權(quán)利要求5所述的利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量裝置，其特征在于，所述前端板（3）包含：分別與所述激勵線圈（41）和接收線圈（42）通過電路連接的模擬開關(guān)（31），以及與所述模擬開關(guān)通過電路連接的功率放大器（32）和信號預(yù)處理器（33）；

所述功率放大器（32）還與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（22）通過電路連接；

所述信號預(yù)處理器（33）還與數(shù)模轉(zhuǎn)換器（23）通過電路連接；

所述模擬開關(guān)（31）還與微處理器（25）通過電路連接，根據(jù)微處理器（25）發(fā)出的邏輯控制信號對激勵信號和感應(yīng)信號進(jìn)行選通。

7.一種利用共軸線圈對電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的非接觸式測量方法，用于測量電導(dǎo)率在σ<10s/m的特定范圍內(nèi)的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率，需在常溫、密閉的環(huán)境下進(jìn)行，其特征在于，所述測量方法包含以下步驟：

步驟1、將被測電解質(zhì)溶液注入測量管道中；

步驟2、PC主機(jī)（1）經(jīng)由USB接口（26）向直接數(shù)字頻率合成器（21）發(fā)送啟動信號，裝置預(yù)熱10分鐘；

步驟3、微處理器（25）向模擬開關(guān)（31）發(fā)出邏輯控制信號，激勵信號被選通；所述直接數(shù)字頻率合成器（21）通過頻率合成生成原始激勵信號，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（22）進(jìn)行信號數(shù)模轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過功率放大器（32）的功率放大處理后，經(jīng)由選通的模擬開關(guān)（31）向激勵線圈（41）施加激勵信號，通過被測電解質(zhì)溶液使得接收線圈（42）產(chǎn)生感應(yīng)信號；

步驟4、微處理器（25）向模擬開關(guān)（31）發(fā)出邏輯控制信號，感應(yīng)信號被選通；所述信號預(yù)處理器（33）直接檢測接收線圈（42）上產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行放大預(yù)處理后，傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器（23）進(jìn)行信號模數(shù)轉(zhuǎn)換，再傳輸至累加器（24）計算，最終通過USB接口（26）傳輸至PC主機(jī)（1）顯示檢測結(jié)果。