[发明专利]石英晶体振荡器激励的非接触电导测量装置和方法

权利要求书

1.一种石英晶体振荡器激励的非接触电导测量装置，其特征在于：所述非接触电导测量装置中的石英晶体激励模块包括石英晶体振荡器(1)、隔直及幅值调节电路(2)和测量石英晶体(3)，石英晶体振荡器(1)的输出端与隔直及幅值调节电路(2)的输入端连接，隔直及幅值调节电路(2)的输出端与测量石英晶体(3)的一端连接；所述石英晶体振荡器(1)包括激励石英晶体、可调电容、第一反相器、第二反相器、第一电阻、第二电阻和第一电容，所述激励石英晶体与测量石英晶体(3)的阻抗-频率特性相同，第一反相器(U1)的输入端分别与第一电阻(R1)的一端、激励石英晶体(Y1)的一端连接，第一反相器(U1)的输出端分别与第一电阻(R1)的另一端、第一电容(C1)的一端连接，第二反相器(U2)的输入端分别与第一电容(C1)的另一端、第二电阻(R2)的一端连接，第二反相器(U2)的输出端分别与第二电阻(R2)的另一端、可调电容(C_V)的一端连接，可调电容(C_V)的另一端与激励石英晶体(Y1)的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的石英晶体振荡器激励的非接触电导测量装置，其特征在于：所述石英晶体振荡器(1)还包括第三反相器(U3)和第三电阻(R3)，第三反相器(U3)的输入端分别与第二反相器(U2)的输出端、第三电阻(R3)的一端连接，第三反相器(U3)的输出端与第三电阻(R3)的另一端连接。

3.根据权利要求1或2所述的石英晶体振荡器激励的非接触电导测量装置，其特征在于：所述隔直及幅值调节电路(2)包括第一放大器(A1)、第二放大器(A2)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第二电容(C2)，第一放大器(A1)的同相输入端分别与第二电容(C2)的一端、第六电阻(R6)的一端连接，第六电阻(R6)的另一端接地，第一放大器(A1)的反相输入端与第一放大器(A1)的输出端连接，第一放大器(A1)的输出端与第五电阻(R5)的一端连接，第二放大器(A2)的同相输入端与第七电阻(R7)的一端连接，第七电阻(R7)的另一端接地，第二放大器(A2)的反相输入端分别与第五电阻(R5)的另一端、第四电阻(R4)的一端连接，第二放大器(A2)的输出端与第四电阻(R4)的另一端连接。

4.一种使用权利要求1的非接触电导测量装置进行电导测量的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)调节石英晶体振荡器(1)中可调电容的电容值等于电导测量电路的总耦合电容，以使石英晶体振荡器(1)的交流激励信号的频率f等于电导测量电路的谐振频率f₀，此时石英晶体振荡器(1)产生振荡频率为f₀的交流激励信号；

2)将石英晶体振荡器(1)产生的振荡频率为f₀的交流激励信号通过隔直及幅值调节电路(2)和测量石英晶体(3)传输到激励电极(4)上，对电导传感器进行激励，此时所述电导测量电路发生谐振；

3)通过检测电导测量电路中的电流I，由关系式Z₀＝U/I得到谐振状态下所述电导测量电路的总阻抗Z₀，其中，U为隔直及幅值调节电路(2)的输出电压；进而根据谐振状态下测量电路总阻抗的表达式Z₀＝R_x+r得到被测溶液的阻抗R_x，其中，r为测量石英晶体(3)的等效电阻的阻值。