[发明专利]水流含气量测量传感器及水流含气量的检测处理方法

权利要求书

1.一种水流含气量测量传感器，其特征在于，包括：

测量电桥，所述测量电桥包括电阻值为R_s的电桥电阻和用于置入流场中执行检测的测量电极，所述测量电极和电桥电阻构成的串联电路的两端为测量电桥的输入端，测量电极的两端为测量电桥的输出端，用于输出极板电压；

音频激励源，所述音频激励源的输出端与测量电桥的输入端对应电连接，以为测量电桥提供正负等幅的音频交流信号；

信号检测单元，所述信号检测单元包括激励源有效值转换电路和电极有效值转换电路，其中，激励源有效值转换电路用于获取音频交流信号的有效值E_v，电极有效值转换电路用于获取极板电压的有效值E_i；

数据采集处理单元，所述数据采集处理单元用于接收所述音频交流信号的有效值和极板电压的有效值，并根据公式1计算测量电极间的电阻值R_i，根据公式2计算置于被测液体中的测量电极间的水流含气量C；

公式1：其中，i＝p对应测量电极置于所述被测液体中的各检测量，i＝0对应测量电极置于不含气的所述被测液体中的检测量；

公式2：其中，水流含气量C为体积浓度。

2.根据权利要求1所述的水流含气量测量传感器，其特征在于，所述水流含气量测量传感器还包括电压电流转换单元，所述电压电流转换单元包括转换系数相同的激励源转换电路和电极转换电路，所述激励源转换电路用于将音频交流信号的有效值E_v转换为激励源标准电流信号I_v，电极转换电路用于将极板电压的有效值E_i转换为极板标准电流信号I_i；

所述水流含气量测量传感器还包括隔离输出单元，所述隔离输出单元包括激励源电流信号隔离模块和电极电流信号隔离模块，所述激励源和电极电流信号隔离模块分别用于将激励源和极板标准电流信号传输至数据采集处理单元，数据采集处理单元根据公式3计算测量电极间的电阻值R_i，并根据公式2计算测量电极间的水流含气量C；

公式3：Ri=Ii×RsIv-Ii.]]>

3.根据权利要求1或2所述的水流含气量测量传感器，其特征在于，所述音频交流信号的幅值为±12V～±18V，频率为1500Hz～3000Hz。

4.根据权利要求3所述的水流含气量测量传感器，其特征在于，所述音频激励源包括波形发生器和运放，波形发生器用于生成正弦交流音频信号，所述运放对正弦交流音频信号进行幅度和功率放大后输出所述正负等幅的音频交流信号。

5.一种水流含气量的检测处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将测量电桥的测量电极置于被测液体中，其中，所述测量电桥包括电阻值为R_s的电桥电阻和所述测量电极，将正负等幅的音频交流信号输入至所述测量电极和电桥电阻构成的串联电路的两端，其中，测量电极的两端作为测量电桥的输出端输出极板电压；

步骤2：获取音频交流信号的有效值E_v和测量电极的极板电压的有效值E_i；

步骤3：获取测量电极间的电阻值R_i，其中，i＝p对应测量电极置于所述被测液体中的检测量，i＝0对应测量电极置于不含气的所述被测液体中的检测量；

步骤4：计算测量电极置于所述被测液体中的测量电极间的水流含气量C，其中，其中，水流含气量C为体积浓度。