[發明專利]一種微重力環境用電導率傳感器

有效

• 申請號: 201911393869.6
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111157587B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 王興華;郄志鵬;范波;劉紅衛;范廣騰;覃江毅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G01N27/07
• 分類號: G01N27/07;G01R27/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 徐好

本發明公開了一種微重力環境用電導率傳感器，包括安裝座、設于安裝座下側的內電極、以及設于內電極外周的外電極，所述外電極上設有至少一層排氣孔，所述內電極靠近安裝座的一端與外電極之間設有絕緣隔離件，所述絕緣隔離件底部延伸至最上層的排氣孔頂部以下。本發明具有結構簡單、可靠，有利于抑制微重力環境下的測試誤差等優點。

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種微重力環境用電導率傳感器。

背景技術

電導率傳感器是一種對液體電導率進行測量的傳感器，廣泛應用于實驗室、工業生產和探測領域等，成為工業生產、載人航天及海洋研究領域一種重要的檢測與監測裝置。通過電導率傳感器快速、準確地實現對溶液電導率監測，為控制系統運行提供有效數據，對確保人身安全和提高生產質量發揮極其重要的作用。

空間微重力環境會帶來一系列應用問題，對電導率傳感器測試產生重要影響。特別的，要考慮實際應用條件下的具體環境條件和要求，否則測試誤差會導致嚴重后果。慣性力在地表重力場中起主導作用，氣液兩相流中氣泡上升主要是由于浮力作用的結果，同時表面張力會對小直徑管中毛細流動產生影響。但在微重力環境下，浮力、流體靜壓及自然對流不復存在，而溶液中的表面張力上升到主導地位。因此，根據微重力應用環境特點及要求，開展電導率傳感器探頭結構的優化設計，對抑制測試誤差具有重要的現實意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、可靠，有利于抑制測試誤差的微重力環境用電導率傳感器。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種微重力環境用電導率傳感器，包括安裝座、設于安裝座下側的內電極、以及設于內電極外周的外電極，所述外電極上設有至少一層排氣孔，所述內電極靠近安裝座的一端與外電極之間設有絕緣隔離件，所述絕緣隔離件底部延伸至最上層的排氣孔頂部以下。

作為上述技術方案的進一步改進：所述排氣孔設有多層，最上層的排氣孔為矩形孔，其余各層排氣孔為圓孔。

作為上述技術方案的進一步改進：所述矩形孔短邊的長度大于所述圓孔的直徑。

作為上述技術方案的進一步改進：各層所述排氣孔設有多個并沿圓周方向均勻布置。

作為上述技術方案的進一步改進：還包括導流件，所述導流件內設有沿豎向布置的導流通道，所述導流通道下端連接有進液口，上端連接有出液口。

作為上述技術方案的進一步改進：所述排氣孔由電火花加工而成。

作為上述技術方案的進一步改進：所述絕緣隔離件為絕緣套并套設于所述內電極上。

與現有技術相比，本發明的優點在于：對于電導率傳感器而言，地面試驗時，駐留氣泡會在重力作用下自動分離從而確保測試結果的準確性。但在空間微重力環境下，氣泡會粘附于電極板上或懸浮于溶液中，直接影響電導率測試結果：一方面若傳感器標定過程無駐留氣泡時，標定公式能夠反映出傳感器真實狀態，使用過程中氣泡會產生誤差，導致示值較實際參量偏小；另一方面若傳感器標定過程中有駐留氣泡時，會直接影響標定的準確性，使傳感器產生系統誤差，導致測試結果具有隨機性。本申請的發明人經過大量的分析、試驗后發現，出現駐留氣泡的主要原因在于傳感器結構內部存在半封閉腔室，半封閉腔室內駐留氣體導致測試過程中傳感器示值不穩定，本發明公開的微重力環境用電導率傳感器，內電極與外電極之間通過絕緣隔離件實現連接，保證密封性和可靠性，外電極上設置排氣孔，使得大量的彌散狀泡狀流不會聚集，并隨著流動的液體被沖走，絕緣隔離件底部延伸至最上層的排氣孔頂部以下，可以消除半封閉腔室，進而避免氣泡在傳感器內部的駐留。經驗證，本發明的電導率傳感器測試過程中示值保持穩定，測試準確性大大提高。

附圖說明

圖1是本發明微重力環境用電導率傳感器的主視結構示意圖。