[發明專利]一種電磁式電導率傳感器的激勵電路

在審

• 申請號: 202010127569.X
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111308220A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 劉宇瑩;陳云龍;邊寶麗
• 申請（專利權）人: 北京華科儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01R27/22
• 分類號: G01R27/22;G01N27/06;G01N27/04
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;楊方

本發明公開了一種電磁式電導率傳感器的激勵電路，激勵電路包括：依次連接的方波發生電路、分頻電路、濾波電路和驅動電路，驅動電路連接電磁式電導率傳感器的發送線圈；方波發生電路，用于產生所需正弦波的四倍頻方波，并輸出至分頻電路；分頻電路，用于對接收的四倍頻方波進行分頻，得到四路四分頻方波，其中任意一路輸出至濾波電路；濾波電路，用于對接收的一路四分頻方波進行過濾，得到所需的正弦波并輸出至驅動電路；驅動電路，用于根據接收的正弦波激勵發送線圈。本發明通過方波和低通濾波的方式產生正弦交變電壓，產生的正弦交變電壓通過驅動電路激勵發送線圈，有效降低成本。

技術領域

本發明涉及電磁式電導率傳感器技術領域，具體涉及一種電磁式電導率傳感器的激勵電路。

背景技術

電磁式電導率傳感器，通過電磁感應原理，測量溶液的電導率。由于其測量范圍較寬，且電極不易受到液體污染和腐蝕，通常在測量酸、堿、鹽濃度等惡劣的介質環境中應用。

電磁式電導率傳感器包含一個發送線圈和一個接收線圈，通常具體實現為環形線圈。將兩個線圈插入待測介質中，待測介質穿過線圈中心孔，形成閉合的電流路徑。發送線圈產生一個交變磁場，在待測介質中產生感應電流，感應電流又使接收線圈產生一個和待測介質電導率相關的感應電流，通過該電流計算出被測介質的電導率。

為使發送線圈產生一個交變磁場，需要激勵電路在發送線圈上施加交變電壓。現有傳感器中大部分交變電壓為正弦波，產生正弦波通常使用DDS芯片，但現有市場上DDS芯片功能強大的同時，成本高，體積大，并且強大的功能無法完全應用到現有設計中，造成了浪費。現有的半導體器件更新速度過快，在設計中過度依賴于集成度較高的DDS芯片，在該芯片停產后，重新尋找適合的芯片比較困難，有時相當于重新設計電路。也有直接使用單片機和D/A輸出正弦波調制信號，但輸出該信號占用大量的單片機資源，導致產品設計中需要更高速的單片機，從而增加了器件成本，也增加了布線難度。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種電磁式電導率傳感器的激勵電路，在產生正弦波的同時，有效降低成本。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種電磁式電導率傳感器的激勵電路，所述激勵電路包括：依次連接的方波發生電路、分頻電路、濾波電路和驅動電路，所述驅動電路連接電磁式電導率傳感器的發送線圈；

所述方波發生電路，用于產生所需正弦波的四倍頻方波，并輸出至所述分頻電路；

所述分頻電路，用于對接收的四倍頻方波進行分頻，得到四路四分頻方波，其中任意一路輸出至所述濾波電路；

所述濾波電路，用于對接收的一路四分頻方波進行過濾，得到所需的正弦波并輸出至所述驅動電路；

所述驅動電路，用于根據接收的正弦波激勵所述發送線圈。

進一步，如上所述的一種電磁式電導率傳感器的激勵電路，所述方波發生電路為單片機的定時器或PWM模塊。

進一步，如上所述的一種電磁式電導率傳感器的激勵電路，所述濾波電路具體用于濾除接收的一路四分頻方波中的高次諧波分量，得到僅剩直流分量和基波分量的正弦波。

進一步，如上所述的一種電磁式電導率傳感器的激勵電路，所述驅動電路包括：依次連接的數字電位器、驅動放大器和隔直電容，所述隔直電容連接所述發送線圈；

所述數字電位器，用于通過電阻分壓的方式對接收的正弦波進行分壓，通過所述單片機控制自身的分壓比例，根據需要對接收的正弦波幅值進行調整；

所述驅動放大器，用于提高接收的正弦波的驅動能力；

所述隔直電容，用于濾除接收的正弦波中的直流分量，得到僅剩基波分量的正弦波激勵所述發送線圈。