[发明专利]一种液体电导率测量系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电导率测量领域，特别涉及一种液体电导率测量系统及测量方法。

背景技术

电导率是物体传导电流的能力。液体比如水的电导率，是表示水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。所以经常通过测量液体的电导率来确定液体的纯净度。

水质的电导率是确定水质好坏的重要参数之一，水的盐度和温度对水的电导率都具有影响。盐度对水的电导率影响是：盐度较低时水溶液的电导率直接和溶解盐浓度成正比，而且盐度越高，电导率越大；并且在相同浓度下，强电解质具有较大的电导率，而弱电解质的电导率就小得多。温度对水的电导率影响是：溶液的电阻是随温度升高而减小，即溶液的浓度一定时，它的电导率随着温度的升高而增加，其增加的幅度约为2％℃-1。另外同一类的电解质，当浓度不同时，它的温度系数也不一样。在低浓度时，电导率的温度之间的关系用下式表示：L1＝L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)²]，其中L0为溶液在温度t0时的电导率，α与β为参数。由于第二项β(t-t0)²之值较小，可忽略不计，故在低温时的电导率与温度的关系可用以下近似值L1＝L0[1+α(t-t0)]表示。

在环保要求日益提升的情况下，迫切需要提供一种对液体尤其是对水的电导率的测量系统及方法，测量到其电导率后，方可确定其纯净度为多少。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体电导率测量系统及测量方法，实现了对液体电导率的准确测量。

一方面，本发明提供一种液体电导率测量系统，包括单片机和与其连接的信号发生器，所述单片机用以向所述测量系统各单元输出控制命令，所述信号发生器用以在所述单片机的控制下输出波形信号，还包括：

变压器，置于被测的所述液体中，包括第一绕组和第二绕组，其第二绕组连接所述信号发生器的输出端以接收所述波形信号；

放大电路，其输入端连接所述变压器的第一绕组以接收所述波形信号的感应电压并进行放大；

检波电路，其输入端连接所述放大电路的输出端以接收所述放大的波形信号感应电压，检测所述波形信号感应电压的最大值并输出；

A/D转换器，其输入端连接所述检波电路，输出端连接所述单片机，用以将所述检波电路输出的模拟信号转化为数字信号并输出至所述单片机；

所述单片机处理所述A/D转换器输出的感应电压信号，并根据标准的电压与电导率的对应关系输出所述液体在当前温度下的电导率。

所述信号发生器为DDS正弦信号发生器。

所述测量系统还包括设置在所述液体中并与所述单片机连接的温度传感器，所述温度传感器采集所述液体的温度并传输至所述单片机，所述单片机根据标准的温度与电导率的关系将被测液体的电导率自动补偿到标准温度时的电导率值。

所述测量系统还包括增益调节电路，其输入端连接所述单片机，其输出端连接所述放大电路，用以对所述波形信号的感应电压进行增益调节。

另一方面，本发明还提供一种液体电导率测量方法，包括以下步骤：

5.1、将变压器置于被测液体中，所述变压器包括第一绕组和第二绕组；

5.2、产生波形信号并将其输出至所述变压器的第二绕组；

5.3、接收所述变压器第一绕组产生的波形信号感应电压并进行放大；

5.4、检测所述步骤5.3放大后的波形信号感应电压的最大值并输出至一A/D转换器，所述A/D转换器将其转化为数字信号并输出；

5.5、依据所述A/D转换器输出的感应电压数字信号，并根据标准的电压与电导率的对应关系输出所述液体在当前温度下的电导率。

所述步骤5.2包括以下步骤：

5.2.1、准备单片机和与其连接的信号发生器，所述单片机向所述测量系统各单元输出控制命令，所述信号发生器在所述单片机的控制下输出波形信号；

5.2.2、将所述信号发生器与所述变压器的第二绕组连接，使所述变压器的第二绕组接收所述波形信号。

所述步骤5.2.1中的信号发生器为DDS正弦信号发生器。

所述方法还包括温度补偿步骤：将温度传感器设置在所述液体中并与所述单片机连接，所述温度传感器采集所述液体的温度并传输至所述单片机，所述单片机根据标准的温度与电导率的关系将被测液体的电导率自动补偿到标准温度时的电导率值。

所述方法还包括通过设置增益调节电路对经所述步骤5.3放大的波形信号感应电压进行增益调节的步骤。