[發(fā)明專利]用于確定電導(dǎo)率傳感器的電氣故障的方法和電導(dǎo)率傳感器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980076908.1
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN113015916A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏
• 申請（專利權(quán)）人: 緯湃科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01N27/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 史婧;司昆明

本發(fā)明涉及一種用于確定電導(dǎo)率傳感器（100）的電氣故障的方法，該電導(dǎo)率傳感器用于根據(jù)電導(dǎo)率原理確定介質(zhì)的電導(dǎo)率，并且涉及一種電導(dǎo)率傳感器（100），該電導(dǎo)率傳感器具有被設(shè)計(jì)成完全布置在介質(zhì)中的第一電極對（110）。根據(jù)本發(fā)明的方法包括向第一電極對（110）施加AC電壓，確定響應(yīng)于向第一電極對（110）施加AC電壓而在第一電極對（110）處產(chǎn)生的交流電流的時(shí)間分布，確定所確定的交流電流的時(shí)間分布的電流幅度特征值，以及如果所確定的電流幅度特征值低于第一電流閾值或高于第二電流閾值，則確定第一電極對（110）的電氣故障。還可以確定電導(dǎo)率傳感器的第二電極對（120）的電氣故障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定電導(dǎo)率傳感器的電氣故障的方法和電導(dǎo)率傳感器，特別是一種用于確定電導(dǎo)率傳感器的電氣故障的方法和一種用于根據(jù)電導(dǎo)率原理捕獲介質(zhì)的電導(dǎo)率的電導(dǎo)率傳感器，所述介質(zhì)特別是液體介質(zhì)，諸如，例如水。

背景技術(shù)

導(dǎo)電電導(dǎo)率傳感器在廣泛應(yīng)用中用于測量介質(zhì)的電導(dǎo)率。最著名的導(dǎo)電電導(dǎo)率傳感器是眾所周知的雙電極或四電極傳感器。

雙電極傳感器具有兩個(gè)電極，這兩個(gè)電極在測量操作期間浸入介質(zhì)中，并被施加有DC或AC電壓。連接到兩個(gè)電極的測量電子器件測量電導(dǎo)率測量單元的電阻抗，然后由此基于由測量單元的幾何形狀和性質(zhì)預(yù)先確定的單元常數(shù)來查明位于測量單元中的介質(zhì)的比電阻或比電導(dǎo)率。

四電極傳感器在測量操作期間使四個(gè)電極浸在介質(zhì)中，其中兩個(gè)作為所謂的電流電極來操作，并且其中兩個(gè)作為所謂的電壓電極來操作。在測量操作期間，在兩個(gè)電流電極之間施加DC或AC電壓，并且因此將DC或AC電流注入介質(zhì)中。注入的電流在電壓電極之間引起電位差，該電位差通過優(yōu)選的無電流測量來確定。同樣，在這種情況下，由注入的電流和測得的電勢差產(chǎn)生的電導(dǎo)率測量單元的阻抗也通過連接到電流和電壓電極的測量電子器件來確定，然后由此基于由測量單元的幾何形狀和性質(zhì)預(yù)先確定的單元常數(shù)來確定位于測量單元中的介質(zhì)的比電阻或比電導(dǎo)率。

EP 1089072A2公開了一種具有圓柱形外殼的電導(dǎo)率傳感器，其中金屬測量電極以平面方式安置在圓柱形外殼的圓形表面形狀的端壁上。在這種情況下，金屬測量電極形成兩個(gè)電壓電極和兩個(gè)電流電極。電壓電極被設(shè)計(jì)為圓形表面，并被兩個(gè)基本上以半圓形安置的圓形或環(huán)形形式的電流電極包圍。

從US 4227151A中已知一種用于測量和監(jiān)測液體電導(dǎo)率的測量單元。該測量單元包括多個(gè)圓形電極，這些圓形電極彼此以一定距離交替設(shè)置并且彼此電絕緣。這里，至少四個(gè)同心的圓形電極安置在平面表面內(nèi)或平面表面上，并且通過不導(dǎo)電材料的區(qū)域彼此分開。這里，四個(gè)電極的最內(nèi)部是中空設(shè)計(jì)，以便容納溫度敏感元件。

從EP 0386660A1已知另一種電導(dǎo)率測量換能器。四個(gè)同心金屬環(huán)作為用于電導(dǎo)率測量換能器的電極附接在絕緣材料制成的柱形支撐體的端面處。電極在這里與端面齊平。具有較大橫截面的電極在這里被連接作為電流電極，而具有較低橫截面的電極被用作電壓電極。

從DE 102010042637A1還已知一種電導(dǎo)率傳感器，其中同心安置的電極具有相等的恒定面積。

在從現(xiàn)有技術(shù)已知的電導(dǎo)率傳感器中，通過提供附加的電路來檢查電極的電路的正確功能是已知的。用于電壓電極的附加電路可以設(shè)置在例如四電極傳感器中。這里，每個(gè)電壓電極經(jīng)由電壓元件連接到電壓源。當(dāng)電壓電極的電氣連接具有正確的功能時(shí)，產(chǎn)生小于預(yù)定電壓閾值的電壓。然而，在電壓電極的電氣連接中存在斷開的情況下，電壓上升最高達(dá)電壓源的電壓值的最大值，并超過預(yù)定的電壓閾值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于這樣的目的，即提供一種用于確定電導(dǎo)率傳感器中的電氣故障、特別是電導(dǎo)率傳感器的至少一個(gè)電極對的電氣故障的方法，該方法可以在電導(dǎo)率傳感器的操作期間盡可能連續(xù)地執(zhí)行，并且不需要用于該目的的附加電氣元件。

這個(gè)目的通過如權(quán)利要求1所要求保護(hù)的方法和如權(quán)利要求8所要求保護(hù)的電導(dǎo)率傳感器來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中給出了優(yōu)選的配置。