[发明专利]导电电导率传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电电导率传感器，其具有可浸入被测介质的探头，其中该探头具有内部空间，该内部空间经由从该内部空间向外引出的至少一个开口与该探头的环境相连接。在该内部空间中布置有两个电极，该两个电极在测量操作期间被供给交流电压。该电极具有面向该内部空间的内表面和面向外部且由绝缘覆盖的外表面。该内表面具有邻接该开口的边缘表面。

背景技术

在测量介质的电导率的各种应用场合利用导电电导率传感器。

最著名的导电电导率传感器是所谓的双电极或四电极传感器。

双电极传感器具有两个电极，该两个电极浸入介质并且在测量操作期间被供给交流电压。连接到该两个电极的测量电子装置测量电导率测量电池的电阻抗，然后根据该电阻抗，基于通过给定测量电池的几何形状和特性较早确定的电池常数来确认位于测量电池中的介质的比电阻或比电导（specmc conductance）。

四电极传感器具有在测量操作期间浸入介质的四个电极，其中两个电极作为所谓的电流电极操作并且两个电极作为所谓的电压电极操作。在测量操作期间，在两个电流电极之间施加交流电压，并且由此将交流电流馈入介质。实际上，馈入的电流在电压电极之间产生电势差。优选地，使用无电流测量方法来确认电势差。在此也借助于连接到电流电极和电压电极的测量电子装置，根据馈入的交流电流和测量的电势差确认电导率测量电池的阻抗。然后，根据该阻抗，基于较早确定的且根据测量电池的几何形状和特性而得出的电池常数确认位于测量电池中的介质的比电阻或比电导。

在测量操作期间，在电极之间形成电场，该电场的场线有规律地从测量电池的内部空间延伸出。

如果在诸如容器壁的另一物体的附近操作这样的电导率传感器，则存在该物体对电场线的影响以及由此对测量的影响。该影响基本上依赖于该物体的几何布置、与传感器的间距及其电导率，该影响如今在使用位置处使用复杂的校正方法有规律地确定，并且由此例如确定安装系数，利用该安装系数能够在随后的测量中补偿该影响。

而且，DE102008054659A1描述了在电绝缘探头主体中的外部可接近的腔室的相互相对的内表面上设置彼此平行的平面电极，由此来降低位于导电电导率传感器的环境中的物体的影响。

与具有布置成至少部分完全脱离探头主体或从探头主体突出的电极，使得其包括在探头主体外部的截然不同的自由场的电导率传感器相比，这提供了场线基本上在腔室内的电极之间延伸的优点。

然而，由场线所占据的空间区域明显大于由相对设置的扁平电极所围住的腔室的内部空间。

为了防止在电导率传感器附近的物体的影响，有必要将电极布置成与内部空间的面向外部的开口有足够的间距。除了其他方面之外，这导致电导率传感器的特定的最小结构尺寸。毫无疑问，考虑使用小于该最小值的尺寸是不太可能的。

发明内容

本发明的目的是提供一种电导率传感器，其测量特性具有对布置在其附近的物体的最小可能的依赖性。

为此，本发明涉及一种导电电导率传感器，包括：

可浸入被测介质中的探头，

该探头具有内部空间，

该内部空间经由从该内部空间引出的至少一个开口与该探头的环境相连接，并且

在该内部空间中布置有两个电极，该两个电极在测量操作期间被供给交流电压，并且该两个电极具有面向该内部空间的内表面和面向外部的由绝缘覆盖的外表面，

其中该内表面具有邻接该开口的边缘表面，

其中，根据本发明，

至少邻接该开口之一的边缘表面具有沿着背离该开口且进入内部空间的方向引导在该边缘表面上开始或结束的电场线的表面几何形状。

在优选实施例中，电极的内表面的邻近所述开口的所有边缘表面均具有沿这背离各个开口且进入内部空间的方向引导在该边缘表面上开始或结束的电场线的表面几何形状。

在另一实施例中，具有本发明的表面几何形状的边缘表面的表面法线指向从各个开口离开且进入内部空间中的方向。

在本发明的进一步改进中，电极的内表面具有将电场线集中到内部空间中的表面几何形状。

在本发明的第一变型中，电极的内表面是凹面。

在本发明的第二变型中，电极具有平面基部，在该平面基部邻近开口之一的至少一个侧面上邻接有沿背离开口且进入内部空间中的方向倾斜的边缘表面。

在本发明的优选的进一步改进中，电极相互相对且相对于彼此倾斜地布置，其中两个电极中的每一个均具有面向沿从同一开口离开且进入内部空间的方向的总共一个取向。