[发明专利]用于确定电导率传感器的电气故障的方法和电导率传感器

说明书

本发明涉及一种用于确定电导率传感器（100）的电气故障的方法，该电导率传感器用于根据电导率原理确定介质的电导率，并且涉及一种电导率传感器（100），该电导率传感器具有被设计成完全布置在介质中的第一电极对（110）。根据本发明的方法包括向第一电极对（110）施加AC电压，确定响应于向第一电极对（110）施加AC电压而在第一电极对（110）处产生的交流电流的时间分布，确定所确定的交流电流的时间分布的电流幅度特征值，以及如果所确定的电流幅度特征值低于第一电流阈值或高于第二电流阈值，则确定第一电极对（110）的电气故障。还可以确定电导率传感器的第二电极对（120）的电气故障。

技术领域

本发明涉及一种用于确定电导率传感器的电气故障的方法和电导率传感器，特别是一种用于确定电导率传感器的电气故障的方法和一种用于根据电导率原理捕获介质的电导率的电导率传感器，所述介质特别是液体介质，诸如，例如水。

背景技术

导电电导率传感器在广泛应用中用于测量介质的电导率。最著名的导电电导率传感器是众所周知的双电极或四电极传感器。

双电极传感器具有两个电极，这两个电极在测量操作期间浸入介质中，并被施加有DC或AC电压。连接到两个电极的测量电子器件测量电导率测量单元的电阻抗，然后由此基于由测量单元的几何形状和性质预先确定的单元常数来查明位于测量单元中的介质的比电阻或比电导率。

四电极传感器在测量操作期间使四个电极浸在介质中，其中两个作为所谓的电流电极来操作，并且其中两个作为所谓的电压电极来操作。在测量操作期间，在两个电流电极之间施加DC或AC电压，并且因此将DC或AC电流注入介质中。注入的电流在电压电极之间引起电位差，该电位差通过优选的无电流测量来确定。同样，在这种情况下，由注入的电流和测得的电势差产生的电导率测量单元的阻抗也通过连接到电流和电压电极的测量电子器件来确定，然后由此基于由测量单元的几何形状和性质预先确定的单元常数来确定位于测量单元中的介质的比电阻或比电导率。

EP 1089072A2公开了一种具有圆柱形外壳的电导率传感器，其中金属测量电极以平面方式安置在圆柱形外壳的圆形表面形状的端壁上。在这种情况下，金属测量电极形成两个电压电极和两个电流电极。电压电极被设计为圆形表面，并被两个基本上以半圆形安置的圆形或环形形式的电流电极包围。

从US 4227151A中已知一种用于测量和监测液体电导率的测量单元。该测量单元包括多个圆形电极，这些圆形电极彼此以一定距离交替设置并且彼此电绝缘。这里，至少四个同心的圆形电极安置在平面表面内或平面表面上，并且通过不导电材料的区域彼此分开。这里，四个电极的最内部是中空设计，以便容纳温度敏感元件。

从EP 0386660A1已知另一种电导率测量换能器。四个同心金属环作为用于电导率测量换能器的电极附接在绝缘材料制成的柱形支撑体的端面处。电极在这里与端面齐平。具有较大横截面的电极在这里被连接作为电流电极，而具有较低横截面的电极被用作电压电极。

从DE 102010042637A1还已知一种电导率传感器，其中同心安置的电极具有相等的恒定面积。

在从现有技术已知的电导率传感器中，通过提供附加的电路来检查电极的电路的正确功能是已知的。用于电压电极的附加电路可以设置在例如四电极传感器中。这里，每个电压电极经由电压元件连接到电压源。当电压电极的电气连接具有正确的功能时，产生小于预定电压阈值的电压。然而，在电压电极的电气连接中存在断开的情况下，电压上升最高达电压源的电压值的最大值，并超过预定的电压阈值。

发明内容

本发明基于这样的目的，即提供一种用于确定电导率传感器中的电气故障、特别是电导率传感器的至少一个电极对的电气故障的方法，该方法可以在电导率传感器的操作期间尽可能连续地执行，并且不需要用于该目的的附加电气元件。

这个目的通过如权利要求1所要求保护的方法和如权利要求8所要求保护的电导率传感器来实现。从属权利要求中给出了优选的配置。