[发明专利]一种低电导率微传感器及使用方法

说明书

本发明公开了一种低电导率微传感器及其使用方法，包括基板、圆形电流电极、环形电压电极、环形接地电极及电极焊盘；所有电极同心设置于基板的同一表面，从内到外依次为电流电极、电压电极及接地电极；电极焊盘位于基板的电极对立面，通过引线连接各电极，电压电极包括六个等宽且等距分布的同心圆环，从内到外依次为第一至第六电极，其中第一、三、五电极构成第一电压电极，其余构成第二电压电极。使用时，环形接地电极用于屏蔽外界电磁干扰，在圆形电流电极上施加激励电流信号，同时测量两电压电极之间的电压，通过计算即可得出液体的电导率。圆状环形电极能够避免水流方向对测量结果的影响，且电极与被测液体的接触面积较大，能够提高测量精度。

技术领域

本发明涉及水质检测领域，具体涉及一种低电导率微传感器及使用方法。

背景技术

电导率是水质检测的基本参数之一，在一些电导率较低的水体中，如浅海、河口、水库等，对水质的监测往往要求能够长期实时地进行有效监控，这就要求监测使用的电导率传感器功耗低，成本低，能够长时间运行，并且便于维护和普及。在常用电导率传感器结构中，由一对平面叉指电极所构成的电导率传感器，其电导池常数较低，特别适合用于低电导率水体的水质检测，但是这种电导率传感器容易受外部环境的电磁干扰，在测量过程中，待测水体与电极的接触面上会产生极化电压，使测量结果产生一定的误差。申请号为201611026949.4的“一种MEMS电极式低电导率传感器及其测量方法”利用矩形叉指结构作为检测电极检测水体电导率，将激励电极和检测电极分开，消除了极化影响，同时两侧的接地电极一定程度上降低了周围信号对测量结果的影响，但是该方案中的矩形叉指结构无法避免水流方向对检测结果的影响，另一方面，两侧的接地电极并未对矩形叉指结构形成一个完整的密闭区域，对外界信号的屏蔽不彻底，限制了其在水质检测中的应用。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种低电导率微传感器，解决了现有技术中低电导率传感器检测结果受水流方向影响及屏蔽外界信号能力相对较弱的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种低电导率微传感器，其特征在于：包括基板、圆形电流电极、环形电压电极、环形接地电极及电极焊盘；所述电流电极、电压电极及接地电极同心设置于基板的同一表面，从内到外依次为电流电极、电压电极及接地电极；所述电极焊盘设置于基板的电极对立面；所述基板还设有垂直于电极连接面的若干通孔；所述通孔轴线共面，通孔内填充引线；所述引线连接各电极与各电极焊盘；所述电压电极包括第一电压电极与第二电压电极。

前述的一种低电导率微传感器，其特征是：所述电压电极包括六个等宽且等距分布的同心圆环，从内到外依次为第一圆环、第二圆环、第三圆环、第四圆环、第五圆环及第六圆环；所述第一电压电极包括第一圆环、第三圆环、第五圆环；所述第二电压电极包括第二圆环、第四圆环、第六圆环；所述第一圆环、第三圆环、第五圆环的电极焊盘相连组成第一电压电极焊盘；所述第二圆环、第四圆环、第六圆环耳朵电极焊盘相连组成第二电压电极焊盘；所述第一电压电极焊盘与第二电压电极分布于电流电极焊盘两侧。

前述的一种低电导率微传感器，其特征是：所述基板为FR4或LCP。

前述的一种低电导率微传感器，其特征是：所述电流电极、电压电极、接地电极及所有电极焊盘均由表面镀金的镍材料制成。

前述的一种低电导率微传感器，其特征是：所述电流电极连接信号发生器，所述第一电压电极与第二电压电极连接电压表，所述接地电极进行接地处理。

一种采用前述低电导率微传感器的使用方法：其特征是：先将上述低电导率微传感器放入待测液体中，然后将接地电极进行接地处理，再启动信号发生器发出交流激励电流信号I，信号I传至电流电极，然后通过电压表测量第一电压电极与第二电压电极之间的电压幅值V，在测量时，需通过运放反馈电路保持这个电压的幅值V，通过如下公式得出所测水体的电导率：