[發(fā)明專利]一種自清潔電極式電導(dǎo)率傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210602908.4
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114689662B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許明霞;蓋志剛;柴旭;張學(xué)宇;郭風(fēng)祥;張妹;王宜豹;胡鼎;王韶琰;劉壽生;陳志剛;孫小玲;張麗麗;周雪松;夏廣森
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01N27/07
• 分類號: G01N27/07;G01R27/22;G01R1/04;B08B1/04
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 宋蓮英

本發(fā)明提出了一種自清潔電極式電導(dǎo)率傳感器，涉及傳感器的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括一體式電極和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；一體式電極包括基體，基體的一端設(shè)有溫度電極，基體的外表面上設(shè)有環(huán)形電極，環(huán)形電極的外表面上設(shè)有硼摻雜金剛石薄膜層；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一端轉(zhuǎn)動連接有第一端蓋，另一端轉(zhuǎn)動連接有第二端蓋，一體式電極設(shè)置于第一端蓋上并與之滑動連接；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括測試艙和與之固定連接的清潔艙；測試艙為開放式結(jié)構(gòu)；清潔艙的內(nèi)部設(shè)有清潔刷，溫度電極和環(huán)形電極可滑動至清潔艙的內(nèi)部，清潔艙的外部設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片。本發(fā)明提高了溫度和電導(dǎo)率測量的同步性，提高了電極的抗生物附著能力，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠；實(shí)現(xiàn)了電極的原位清洗，清洗方便，提高了測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種自清潔電極式電導(dǎo)率傳感器。

背景技術(shù)

電極式電導(dǎo)率測量技術(shù)因其精度高、漂移小以及不受電磁場干擾等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)前海洋鹽度測量研究的主要方式和方法。電極式電導(dǎo)率傳感器中最重要的測量結(jié)構(gòu)是電導(dǎo)池，電導(dǎo)池通常采用多電極，通過測量電導(dǎo)池中電極間海水的電阻進(jìn)而測定海水電導(dǎo)率。電導(dǎo)池采用開放式結(jié)構(gòu)，使電極直接暴露在天然的海里。由于電極式電導(dǎo)率傳感器的電極抗生物附著能力差，易污染，影響了電極的性能，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)的漂移和誤差，從而影響電極式電導(dǎo)率傳感器的測量精度。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中的電極式電導(dǎo)率傳感器通常是將其從海中取回來再進(jìn)行清洗或者直接更換一個(gè)新的傳感器。因此，這種電極式電導(dǎo)率傳感器需要頻繁的手動維護(hù)和更換，從而影響了電極式電導(dǎo)率傳感器的測量效率，增加了電導(dǎo)率測量的工作量和使用成本；而且，一旦清洗或更換不及時(shí)，就會造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，降低了測量數(shù)據(jù)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自清潔電極式電導(dǎo)率傳感器，旨在解決了現(xiàn)有技術(shù)中電極式電導(dǎo)率傳感器的電極抗生物附著能力差使其易污染從而影響電極式電導(dǎo)率傳感器的測量精度以及現(xiàn)有的電極式電導(dǎo)率傳感器的電極需要頻繁手動清洗從而增加了電導(dǎo)率測量的工作量降低了測量效率的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種自清潔電極式電導(dǎo)率傳感器，包括一體式電極和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述一體式電極包括基體，所述基體的一端設(shè)有與之同軸設(shè)置的溫度電極，所述基體的外表面上設(shè)有平行排列的七個(gè)環(huán)形電極，所述環(huán)形電極的外表面上設(shè)有硼摻雜金剛石薄膜層，七個(gè)所述環(huán)形電極與所述溫度電極位于所述基體的同一端；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一端轉(zhuǎn)動連接有第一端蓋，所述第一端蓋為水密端蓋，所述一體式電極設(shè)置于所述第一端蓋的軸向上并與所述第一端蓋滑動連接，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的另一端轉(zhuǎn)動連接有第二端蓋，所述第二端蓋也為水密端蓋；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括測試艙和清潔艙；所述一體式電極設(shè)有所述溫度電極的一端位于所述測試艙的內(nèi)部，所述測試艙為開放式結(jié)構(gòu)使所述一體式電極上的七個(gè)所述環(huán)形電極和所述溫度電極均暴露于待測水體中；所述清潔艙與所述測試艙固定連接，所述清潔艙的內(nèi)部設(shè)有清潔刷，所述一體式電極設(shè)有所述溫度電極的一端可滑動至所述清潔艙的內(nèi)部，所述清潔艙的外部設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片。

本發(fā)明的自清潔電極式電導(dǎo)率傳感器采用電導(dǎo)率電極和溫度電極一體設(shè)置的一體式電極，基體外表面上的七個(gè)環(huán)形電極就是電導(dǎo)率測量電極，也稱為電導(dǎo)率電極，這種一體式電極中溫度電極和電導(dǎo)率電極距離很近，提高了溫度測量和電導(dǎo)率測量的同步性；同時(shí)，這種一體式電極中的電導(dǎo)率電極上設(shè)有硼摻雜金剛石薄膜層，提高了電導(dǎo)率電極的抗生物附著能力，這種電導(dǎo)率電極結(jié)構(gòu)牢固，不易脫落，性能穩(wěn)定；在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用下，有效提高了溫度電極以及電導(dǎo)率電極與待測水體的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了溫度電極以及電導(dǎo)率電極與待測水體的充分接觸，提高了溫度電極和電導(dǎo)率電極的響應(yīng)速度，使溫度和電導(dǎo)率的測量準(zhǔn)確可靠；這種傳感器還實(shí)現(xiàn)了一體式電極的原位清洗，大大減少了信號的漂移，提高了傳感器的測量精度，充分利用了海洋自身蘊(yùn)含的能量，實(shí)現(xiàn)了動能轉(zhuǎn)換，清洗方便，提高了工作效率，降低了功耗，實(shí)現(xiàn)了傳感器長期在水下工作的能力，增加了傳感器的使用壽命，在現(xiàn)場清洗而不用重新校準(zhǔn)，降低了人工維護(hù)的成本和使用成本，方便集成到浮標(biāo)系統(tǒng)、遙控機(jī)器人（ROV）和自治無人水下機(jī)器人（AUV）等移動觀測平臺中。