[发明专利]一种电磁感应式电导率传感器的单控温点定标方法

说明书

本发明涉及一种电磁感应式电导率传感器的单控温点定标方法，属于海洋勘测领域。该方法在定标过程中只需进行一次单点控温，无需形成多个控温点；后续仅需调整可调电阻箱的电阻值并进行公式计算即可测得电磁感应式电导率传感器输出的原始量信号值和标准电导率值，经过多项式拟合完成高精度定标过程，整个过程可在较短的时间内完成，极大缩短了定标过程耗时，提高了传感器定标效率；并且单点控温过程简单，无需使用多个恒温海水槽，极大降低了传感器定标成本，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及海洋勘测技术领域，特别是涉及一种电磁感应式电导率传感器的单控温点定标方法。

背景技术

海水盐度是海洋水文勘测的要素之一，测量海水盐度对海洋科学研究和海洋开发利用都具有重要意义，是研究海水的物理特性和化学特性的重要指标。海水盐度的测量方法多种多样，其中电导率法测量准确度高、响应时间短、换算密度准确，特别是在78实用盐标（PSS-78）确立之后，采用传感器测量海水电导率并换算出海水盐度的方法已成为现场盐度测量的通行做法。电导率是电解质溶液的固有特性，它直接反映溶液中相应离子的浓度。电导率传感器根据测量前端的原理与方法的不同，可分为电极式和电磁感应式两种。

电极式电导率传感器根据电解质溶液导电原理，采用金属材料构成若干测量电极，并将电极置于被测海水中，由测量电极及电极间的被测介质构成导电回路，在外加激励信号的作用下测量海水的电阻及电导率。电磁感应式电导率传感器利用电磁感应原理，激励线圈在海水中建立交变电磁场，被测海水相当于一个单匝闭合回路，可以等效为一个电阻，感应线圈接收闭合回路（海水）中产生的感生电动势，经过信号提取、转换和数据拟合，最终获得被测海水的电导率。对于上述两种电导率传感器，目前通用的定标方法都是采用多点水浴控温定标法，将传感器置于一个高精度控温海水槽中，对该海水浴进行变温（变温范围从-2~35℃，须覆盖自然海水温度变化范围），形成多个控温点；或者将传感器先后置于多个盐度相同、温度不同的恒温海水槽中（海水槽的恒温点须覆盖-2~35℃），形成多个控温点。

这一传统电导率定标方法的最大问题在于，控温点多，过程复杂，宽范围控温海水槽本身成本高昂，且反复升降温导致能耗高、控温效果不佳。而多点恒温海水槽除了成本翻番、能耗更高以外，电导率传感器定标时还需要多次更换水槽，反复入水出水，每次更换水槽后都需要进行长时间的感温过程，保证传感器温度与水浴温度达到一致才能进行数据记录；尤其是在进行高精度电导率传感器的定标时，涉及到更多的控温点，整个控温过程长达2天。可见，目前通用的电导率传感器定标方法普遍存在过程复杂、成本高昂和耗时过长的问题。

发明内容

为解决或至少缓解上述问题，本发明提出一种电磁感应式电导率传感器的单控温点定标方法，以便捷、快速地完成电磁感应式电导率传感器的定标过程并显著降低成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电磁感应式电导率传感器的单控温点定标方法，包括：

将电磁感应式电导率传感器放入控温海水槽中，将控温海水槽精准控温至预设控温点，记录此时控温海水槽温度值Te、控温海水槽内海水的电导率值Ce以及电磁感应式电导率传感器输出的原始量信号值Ve；

将电磁感应式电导率传感器从控温海水槽中取出，将一根单匝导线穿过电磁感应式电导率传感器的导流管，将单匝导线的两端连接到可调电阻箱的接线柱上，单匝导线与可调电阻箱共同构成闭合导体回路；

调整可调电阻箱的电阻值，使得电磁感应式电导率传感器输出的原始量信号值等于Ve，记录此时可调电阻箱的电阻值Re；

根据控温海水槽内海水的电导率值Ce和可调电阻箱的电阻值Re确定电磁感应式电导率传感器的电导池常数k；

继续调整可调电阻箱的电阻值，记录多个电阻值R1,R2……Rn以及对应的电磁感应式电导率传感器输出的原始量信号值V1,V2……Vn；

根据多个电阻值R1,R2……Rn以及电导池常数k计算出每一个电阻值对应的标准电导率值C1,C2……Cn；