[实用新型]一种低极化影响可测高电导的高精度电导率仪

说明书

本实用新型提供了一种低极化影响可测高电导的高精度电导率仪，包括由两片平行设置的铂金片构成的电极，一片铂金片与仪器内部串联设置的限流电阻一端电连接，限流电阻另一端与运算放大器电连接，另一片铂金片与I/V变换运算放大器电连接，I/V变换运算放大器与检波器电连接，检波器与二阶RC滤波器电连接，二阶RC滤波器与A/D转换器电连接，A/D转换器与处理器电连接。本实用新型通过在电极的一端串联限流电阻，通过创新的软、硬件设计，既扩大了电导率仪的基本测量范围，在扩大电导率仪的测量范围的同时，由于限流电阻能够起到限流作用，使得电极测量时的极化电流大幅减小，可有效抑制电极测量时出现的瞬间极化，提升电导率仪的测量范围和精度。

技术领域

本实用新型涉及电导率仪电路设计领域，特别是涉及一种低极化影响可测高电导的高精度电导率仪。

背景技术

电导率仪是实验室电导率测量仪器，被广泛应用于石油化工、生物医药、污水处理、环境监测、矿山冶炼、电厂、制药、食品、医疗等行业，若配用适当常数的电导电极，可用于测量电子半导体、核能工业和电厂纯水或超纯水等电导率。

目前，请参阅图1，电导率仪的工作原理为：a.将两片平行放置的铂金电极片1和铂金电极片2放置在被测溶液中，并且在铂金电极片1和铂金电极片2两端加上一定的电压Ux，b. 铂金电极片1和铂金电极片2之间流过的电流Ix；3.I/V变换运算放大器A2将电流Ix转化为电压；4.处理器根据ADC模数转换进行电导率计算，溶液电导率K＝G*J(G为仪器测得的溶液电导值，J为测量电极的电极常数)，溶液电导值与流经两铂金电极片间的电流大小成正比，与两铂金电极片之间的溶液电阻Rx成反比，测得流经两铂金电极片间的电流大小即可计算出溶液电导值，溶液电导率由溶液本身决定，而仪器测得的溶液电导值既受溶液本身影响，同时也受所使用铂金电极的电极常数影响，但电极常数是电极在物理加工过程中所确定的，在校准后使用时电极常数的变化甚微，短期内可忽略不计。被测溶液的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定的关系，当它们的浓度较低时，电导率随浓度的增加而增加。

目前，电导率仪的基本量程通常为0～20mS/cm，按原有方案设计，当溶液电导率为200mS/cm时，其测量电阻Rx值会比在20mS/cm时减小10倍，根据欧姆定律可知，Ux＝Ix*Rx，在电压Ux相同的情况下，由于测量电阻Rx值会减小10倍，电流Ix会增大10倍，铂金电极片1和铂金电极片2会出现非常严重的极化，而极化所导致的极化误差将明显增大电导率测量的测量误差，同时较大的电流输入、输出也对运算放大器的高精度应用设计带来了极大困难，因此，当电导率仪被用于大量程测量时，存在设计难度高、测量误差较大的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种低极化影响可测高电导的高精度电导率仪，用于解决现有技术中电导率仪的电极受极化影响较大，难以进行大量程溶液电导率测量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种低极化影响可测高电导的高精度电导率仪，包括由两片平行设置的铂金片构成的电极，电极中一片铂金片通过导线、连接接口与仪器内部串联设置的限流电阻一端电连接，限流电阻另一端与运算放大器的输出端电连接，而电极中另一片铂金片通过导线、连接接口与I/V变换运算放大器的负极输入端电连接， I/V变换运算放大器的输出端与检波器电连接，检波器的输出端与二阶RC滤波器电连接，二阶RC滤波器输出端与A/D转换器电连接，A/D转换器的输出端与处理器电连接，与此同时，处理器还与显示器电连接。

于本实用新型的一实施例中，所述电极两端设置有电压Ux，所述电压Ux为交变电压。

于本实用新型的一实施例中，所述限流电阻的阻值范围为50Ω～500Ω。

于本实用新型的一实施例中，所述仪器的基本测量范围为0～200mS/cm，配电极常数为 10的铂金电极测量时，仪器的测量范围为0～2000mS/cm。