[发明专利]用于校准导电性测量单元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校准位于测量装置中的电导率测量单元的方法，所述电导率测量单元利用相对于彼此以预定间隔设置在液体介质中的、被供应有交流电压的两个预定面积的电极来确定液体介质、尤其是非常纯净的水的电导率，并且所述电导率测量单元具有由间隔和电极面积预先确定的并且必须被校准的单元常数。

背景技术

从分析和过程测量技术已知具有电导率测量单元的测量装置，该测量装置根据电导率测量原理工作，其中，在直接接触液体介质的电极上施加交流电压，和在测量装置中评价和液体介质的电导率成比例的电信号响应。DE19844489A1公开了这种确定液体的电导率的方法。在该情况下，电信号响应评价基于电导率测量单元的等效电路发生，该等效电路由至少一个电容器和与其并联连接的电阻器形成。特别为了防止干扰极化效应，电极的面积及其彼此的间隔与电导率测量单元的测量范围相匹配。该匹配通常为每个电导率测量单元传递单元常数。该单元常数受生产相关波动影响并且能够随时间函数改变，使得在给定情况下，必须校准具有这种电导率测量单元的测量装置。

为此，电导率测量单元被供应有预定电导率的校准液体，和例如使用1kHz的交流电压测量电阻。通过等效电路，根据电阻确定单元常数。为了预防测量误差，校准液体的电导率应位于将测量的液体介质的电导率范围内。尤其是在具有较小电导率，例如非常纯净的水的液体介质情况下，稳定的校准液体的提供需要相当大的努力。基准单元准确确定液体介质的电导率，因此允许通过如此获得的液体介质的电导率校准单元常数，基准单元的应用正是通过校准液体将校准努力转换至基准单元。此外，在被安装在测量容器，诸如导管中的情况下，必须提供另外的容器开口。由于在使通过校准液体进行的校准期间电导率测量单元的高温度依赖性，所以校准更困难，在校准期间，该校准另外尤其需要在将被校准的电导率测量单元和基准单元之间进行具有相应的温度稳定时间的复杂温度测量。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种校准电导率测量单元的方法，其能够在无校准标准和基准单元的情况下运用。

通过一种用于校准位于测量装置中的电导率测量单元的方法实现该目标，该电导率测量单元利用相对于彼此以预定间隔布置在液体介质中的、被供应有交流电压的两个预定面积的电极确定液体介质、尤其是非常纯净的水的电导率，该电导率测量单元具有由间隔和电极面积预先确定的并且必须被校准的单元常数，其中，通过在电极上施加的频率范围在1kHz和1MHz之间、优选地在10kHz和1MHz之间的交流电压探知液体介质中的测量单元的电容，然后根据所探知的电容和测量单元中所含的液体介质的介电常数来确定单元常数。

通过将电导率测量单元视为电容器，取决于几何实施方式，诸如平行板电容器、圆柱形电容器等等，在其中液体介质代表具有特定介电常数的电介质的情况下，根据本发明，能够产生在单元常数和电容之间的关系，该关系被记录并计算为对施加到测量装置中的电极上的交流电压的信号响应，该关系基本上独立于位于电导率测量单元中的电极之间液体介质的电导率。特别地，对于较小电导率的介质，诸如非常纯净的水和/或为了校准的液体介质的应用，其电导率，相应地介电常数，位于将被测量的液体介质的测量范围内，也就是说，作为规则，通常在所谓的在线测量的校准情况下，在任何情况下，介电常数对电导率的变化误差基本上可以忽略。因此，不需要通过基准单元进行的当前电导率的复杂测量并基于因此确定探知的电导率校准电导率测量单元，也不需要通过难以制造的校准液体对电导率测量单元进行复杂处理，在线应用中尤其如此。介电常数取决于温度。然而，介电常数的温度依赖性小于电导率的温度依赖性。为了提高精确性，能够通过补充记录的温度测量值补偿电容测量值。除了测量设备的匹配之外，在给定情况下，其对测量单元的供电电缆关联将施加的交流电压及其评价，对于测量装置，不需要另外的初步测量，所以能够使得能够以简单方式，成本有效和具有低复杂性地执行本方法。优选地，在其电导率处于将被测量的介质的电导率范围内的液体介质中执行测量。尤其有利的是在测量介质中执行测量，这是因为在该情况下，不需要进入电导率测量单元的安装，和并且能够原地、实质上是在测量操作之间执行校准。在该情况下，能够由测量装置设备自动执行校准，这是因为不需要维护人员执行人工程序。如果校准失败，相应的状态或警告报告就能够被输出至测量设备。