[發明專利]微形超高靈敏電極式流動傳感器

無效

• 申請號: 97119701.6
• 申請日: 1997-09-24
• 公開（公告）號: CN1212367A
• 公開（公告）日: 1999-03-31
• 發明（設計）人: 蒼永順
• 申請（專利權）人: 蒼永順
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 包頭市專利事務所
• 代理人: 張少華,劉秀珍

本發明涉及一種微形超高靈敏電極式流動傳感器。

傳感器是借助于檢測元件(敏感元件)接收一種形式的信息，并按一定規律將它轉換成另一種信息的裝置。它獲取的信息，可以是各種物理量、化學量和生物量等，而轉換后的信息也有各種形式，大多數的傳感器是將獲取的信息轉換為電信號。目前，傳感器應用領域已十分廣泛，在國防、航空、航天、交通運輸、能源、機械、石油、化工、輕工、紡織等工業部門和環境保護、生物學工程等方面都大量地采用各種各樣的傳感器。檢測流體流速、流量等信息的傳感器主要有旋漿式、光電式、超聲式、電阻式、電磁式等，這些種類的傳感器都存在著結構復雜、體積大、不能微形化、對于流體的微小波動無法測出，靈敏度不高等缺陷，在使用上受到一定的限制。例如：電磁式流量計，它是利用法拉第法則來檢測管內流動的流體的流量，在電磁激勵線圈中流過一定的波形的電流產生矩形波電磁場，在磁場中兩只導電電極間水垂直于電極方向運動，由于水流切割磁力線，故在電極兩端產生感應電動勢，此電信號通過電路由檢測儀表顯示，其流速感應信號極微弱，因此對放大電路工作要求較高，由于電磁激勵線圈的體積大，所以傳感器無法微形化。而且上述這些傳感器都不能同時檢測流體中不同兩點，特別是相距很遠的兩點的信息。

本發明的目的在于提供一種結構十分簡單，傳感靈敏度高，可對液體中的微小波動進行檢測輸出信號，可實現微形化，能對同一流體中的不同兩點進行同時傳感，應用范圍十分廣泛的微形超高靈敏電極式流動傳感器。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

本發明的傳感器是由兩個微小的電極構成，電極可以由金屬材料制做，也可以由具有導電性能的非金屬材料制做，兩個電極可采用相同的材料，也可采用兩種不同的材料制做，兩個電極可分別獨立設置，也可以通過一隔離保護套將兩個電極固定于一體制成傳感頭。在電極的形狀上可根據具體的應用需要制成各種形狀，如細小的針狀或片狀等，在電極外可加裝保護外套，保護外套的表面應可使液體通過。本傳感器的初級信號處理電路是由R1、R2、R3三個電阻組成的橋式電路。

本傳感器是根據法拉第定律設計的，其工作原理是，當在兩電極間外加微小恒定直流電壓時，液體中的正負離子分別向兩個電極運動，在兩個電極上將分別產生一層覆蓋物，同時在兩個電極上分別有氧氧氣體析出，由于電極很微小會產生極化現象使得電流中斷。當被測液體產生波動、流動或電極本身產生運動時，電極表面的覆蓋物將發生變化，使得電極的導電性發生變化，兩電極間產生明顯的電壓變化，其信號由R1、R2、R3組成的電橋電路的A、B端輸出，信號輸出的強弱與傳感器電極端的液體流動、波動或電極本身運動的變化大小成正比。若兩電極分別獨立設置，當正傳感電極周圍液體發生變化時，在由電阻R1、R2、R3組成的橋式電路A端輸出高電位，當負傳電極周圍液體發生變化時，在橋式電路的A端輸出低電位。這些電信號將由相應的電路處理后，通過儀表顯示出來，在這種方式下，兩電極相距很遠，也可很靈敏的進行傳感，并且可同時對正負兩電極周圍的液體進行檢測。若兩電極裝于同一體時，其中一電極可與液體直接接觸，另一電極只通過隔離套開口處與液體接觸，兩電極與液體的接觸面積不同，這樣當被測液體發生變化時，本傳感器便會有相應的電信號產生，并輸入到由R1、R2、R3組成的橋式電路中，在橋式電路的A端將輸出高電位，再由相應的配套電路進行處理。

本發明的優點是結構十分簡單實用，設計新穎，傳感靈敏度高，可感知液體中的微小波動，輸出信號強，對電路要求低，且體積微小，便于攜帶，可用于極狹小的場合，和對極細小的管路中的流體進行檢測，還可對同一流體中的不同兩點進行同時傳感，應用范圍十分廣泛。

下面結合附圖給出本發明的實施例：

圖1為本發明的兩電極分別獨立設置的結構示意圖；

圖2為本發明的兩電極一體設置的結構示意圖；

圖3為實施例1的電路原理方框圖；

圖4為實施例2的傳感器結構示意圖；

圖5為實施例2的傳感器另一種(針狀)結構示意圖；

圖6為實施例2的電路原理方框圖。

其中：1-正傳感電極，2-保護外套，3-負傳感電極，4-隔離套。

實施例1：