[实用新型]一种水溶液电导率检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及溶液电导率检测技术，特别涉及一种水溶液电导率检测装置。

背景技术

电导率是水体的基本参数，是衡量水质的重要标准。在食品卫生行业、各类理化检测实验室、化工工业及半导体行业等领域中，需要通过测量电导率来检测所用的纯水是否满足生产和实验要求(一级纯水的电导率0.055μs/cm)。在水质监测领域中，电导率作为重要的水质参数，可以反映水体的质量状况，预测水质发展的趋势，为水质监测提供必不可少的科学依据。在研究海洋科学和海洋应用领域，通过测量电导率，可以得到海水盐度、海水密度、海水声速等重要信息，而这些信息对于海洋科学研究、海洋经济与国防建设、海洋环境保护与检测都有着极其重要的价值。

水溶液的电导率测量通常根据实际需要，选择实验室电导率仪或在线电导率仪，实验室电导率仪(如美国NIST设计的JONES型电导池)测量精度较高，但对测量环境有严格的要求，需要保证在密封、恒温的条件下进行，因此测量实用性不高。目前市面上的在线电导率仪通常采用传统的二电极测量体系，但是电极的极化作用、外界温度等因素会影响测量精度，无法保证测量的准确性。另外，上述大部分电导率仪都存在测量范围较小的问题，无法满足实际使用时大量程范围测量的需要。

专利号CN 103412192 A所示的纯水电导率测量系统，将范德堡(VDP)法引入水溶液电导率的绝对测量，提出了一种封闭式电导池测量方式，在探测头上设有四根等高且中心对称布置的测量电极，以微电流源施加激励信号到其中两个同侧的测量电极上，并将电导池置于恒温水浴箱上，然后通过测量响应端的两个测量电极上的电压来计算得到电导率。该测量方法可以得到准确的测量结果，但是对测量条件提出了较高要求，同时微电流源开发困难且成本较高，不适用于开放式水溶液的测量和大范围推广。

通过调研，国内目前尚没有适用于宽量程段的水溶液电导率测量的相关研究；而国外的研究主要针对1000μS/cm以上的高值段水溶液测量，并未开展对全量程段电导率测量的研究。因此，研究溶液电导率的测量方法，开发出一套可适用于各个量程段水溶液电导率测量的检测装置具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水溶液电导率检测装置，结构简单，维护方便，且可以实现多个量程段水溶液电导率的浸入式测量。

一种水溶液电导率检测装置，包括带有探测头的检测本体和激励模块，所述探测头上设有四根测量电极，激励模块加载到其中两个相邻的测量电极之间，所述激励模块包括交流电压源以及将激励电压转换成激励电流的可调电阻，所述可调电阻为多个阻值不同的电阻，各电阻通过多路模拟开关并联接入所述交流电压源。

所述多路模拟开关根据待测量溶液的电导率数量级，控制接入哪个电阻，使本实用新型具有不同的量程，适用于多个量程段水溶液测量。

本实用新型采用交流电压源作为激励源，通过可调电阻转换成激励电流施加到两个相邻的测量电极之间，在测量开放式水域的水溶液时，通过测量可调电阻两端的电压为U_R，得到激励电流为I＝U_R/R，测量两个响应端的测量电极之间的待测溶液的响应电压为U_out；此时溶液的当量电阻将代入范德堡原理公式可得溶液电导率计算公式如下所示：

σ=aκR‾=aκURUoutR]]>

式中a为标定系数，可以通过测量多种标准溶液，得到的多组U_out、U_R，结合电极的电导池常数κ和可调电阻R的阻值，通过拟合，完成对a标定。