[实用新型]一种可校验的测量高掺气浓度的传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种掺气浓度传感器，具体是一种可校验的测量高掺气浓度的传感器。

背景技术

对于水利水电工程泄水建筑物而言，泄槽是约束和引导水流的通道，当泄槽水流流速较高时，由于高速水流与空气的剪切作用，水流表面破碎，水质点紊动剧烈将空气卷入水中从而造成表层水体高度掺气，卷入的空气以气泡形态从表层向深度方向转移扩散，泄槽水流形成一种气液两相流动，且表层水体掺气浓度高。理论分析和实验结果表明，表层水体的掺气浓度沿法向符合正态分布。

水库和湖泊的水面、河道水流的水面等与空气有明确的交界面，测量水面高程可以用水尺、浮子式水位计、水压式水位计 、超声波水位计等仪器设备，但对于泄槽内高速水流而言，由于水流表面破碎和掺气，呈泡沫或白絮状，无明确的水气交界面，现有的仪器设备无法进行水面高程测量，泄槽水流的水面高程和流动状态难以判断。

目前通用掺气浓度传感器只有2个电极片，2个电极片只能形成1个独立的电极组，两个电极片之间的清水电阻一般较大，无相互校验和修正功能，在极其紊乱的表层水体内，掺气浓度变化剧烈，测量数据存在较大的随机性。通用掺气浓度传感器大多属于低掺气浓度传感器，电场强度弱，掺气浓度测量值一般在10%以下，当测量50%以上高掺气浓度时会存在较大的误差。

实用新型内容

针对现有的掺气浓度传感器无相互校验和修正功能，测量数据存在较大的随机性的问题，本实用新型旨在提供一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，该传感器可测量泄水建筑物高流速表层掺气水体的掺气浓度，计算水流的水面高程，分析高流速表层掺气水体的流动状态，适用于泄水建筑物的水力学原型观测。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，包括面板，镶嵌在面板上的多个电极片，每个电极片与一根相应的引出线相连；其结构特点是，所述电极片至少为三个。

作为对本实用新型的进一步改进：

进一步地，相邻电极片之间的清水电阻值为100Ω～200Ω。所述清水电阻值即将两个电极片置于清水中，测量两电极片之间的电阻值，所谓清水是指水中不含空气泡，一般而言清水电阻小，含气的水电阻大。

进一步地，所述电极片的横截面优选为扁平的长方形，相邻两个电极片平行且间距相等，通过缩小相邻两个电极片之间的间距，降低清水电阻，提高电场强度，从而提高传感器的测量精度，减小测量误差。本实用新型相邻电极片之间的清水电阻值控制在100Ω～200Ω，当测量50%以上掺气浓度时，精度提高4倍以上。

进一步地，所述电极片优选为3～5个。

为了固定所述传感器，在所述面板上开有与通用底座对应的螺丝孔。

所述面板为绝缘材料制成，所述面板整体呈圆盘状。

本实用新型的测量方法是：首先需要依次对每个电极组进行现场率定，建立每个电极组各自的掺气浓度与掺气电阻的函数关系；实际测量时，依次测读每个电极组的掺气浓度值，然后对测值进行校验和修正，减小测量误差，最后得到可靠性较高的掺气浓度。

本实用新型的创新之处在于，传感器采用3个及以上电极片的设计方案，可以形成至少3个独立的电极组，通过分别测读不同电极组的掺气浓度，从而可以对掺气浓度进行校验和修正，减小随机误差。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过分别测读不同电极组的掺气浓度，从而可以对掺气浓度进行校验和修正，减小随机误差。本实用新型可测量泄水建筑物高流速表层掺气水体的掺气浓度，计算水流的水面高程，分析高流速表层掺气水体的流动状态，适用于泄水建筑物的水力学原型观测。

附图说明

图1是现有掺气浓度传感器的结构示意图；

图2是图1的纵向剖面图；

图3是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图4是本实用新型纵向剖面图。

其中：1—电极片  2—引出线  3—面板   4—螺丝孔。

具体实施方式

一种可校验的测量高掺气浓度的传感器，如图3～图4所示，包括电极片1、引出线2、面板3；所述电极片1为3个，截面尺寸为10mm×5mm，长度40mm，由不锈纲材料制成，形成3个独立的电极组；所述引出线2分别与电极片1的底部连接；所述电极片1平行镶嵌在面板3内，表面与面板齐平，电极片1之间的间距为5mm，相邻电极片之间的清水电阻控制在100Ω～200Ω；所述面板3由绝缘的PVC灰塑板制成，直径96mm，厚度14mm，面板上开有螺丝孔4用来固定传感器。