[实用新型]使用倍频斩波方式的电导测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电导测量装置，具体地，通过倍频斩波方式进行的电导测量装置。 

背景技术

电导率是液体的一个重要的参数。液体电导率的测量广泛应用于水利、环保、冶金、电力、化工、医药、生物等多个行业。 

影响电导率测量的因素主要是电容效应、极化效应和温度变化。其中温度变化可以通过温度测量功能来进行修正。由于导电液体在直流电压作用下会发生极化现象，所以电导测量装置都是对被测液体施加交变激励来进行测量。在激励源的选择上很多设备采用双极性脉冲方式，激励信号的前半个周期和后半个周期激励电流大小相同方向相反，被测液体的极化现象就得以削弱。但因为有电容效应的存在，在激励源极性变换过程中不可避免的会产生一个不稳定区间。表现在电流上会出现一个逐渐衰减的尖峰脉冲。这个尖峰干扰会给测量带来误差。如图1a和图1b所示。 

虽然现有的电导测量系统采取了改进和优化措施来避免这个干扰，但基本都是借助于成本较高的处理器芯片和ADC芯片，通过程序人为产生一个采样延时后再通过ADC采用完成。系统复杂，成本大大提高。 

实用新型内容

为了实现电导测试信号的精确取样，避免极性变化是尖峰脉冲的干扰，本实用新型针对电导测量的特点，提供了一种低成本、高可靠性，纯硬件，无需处理器参与的电导测量装置及方法。 

本实用新型提出一种使用倍频斩波方式的电导测量装置，包括：斩波电 路、检波电路、交变激励源、电导电极和同步频率发生器，其中： 

所述同步频率发生器具有两路输出信号； 

在所述同步频率发生器发出的输出信号中，一路信号控制产生的交变激励源提供给电导电极，经过斩波电路和检波电路输出信号；另一路信号直接进入斩波电路和检波电路输出信号。 

进一步地，所述同步频率发生器的两路输出信号为2倍频关系。 

进一步地，所述同步频率发生器的两路输出信号中，频率较低的一路控制激励源极性的反转。 

进一步地，所述同步频率发生器的两路输出信号中，频率较高的一路采样控制信号，控制采样电路的采样时间。 

进一步地，所述使用倍频斩波方式的电导测量装置还包括频率较高的一路输出信号提供给检波电路，进行同步检波。 

进一步地，所述使用倍频斩波方式的电导测量装置还包括一级直流放大电路，用于调整放大增益。 

进一步地，所述同步频率发生器为HC4060。 

本实用新型提出使用倍频斩波方式的电导测量装置具有以下优势： 

1)信号同步设计，精确选取信号采样时间，有效地避免了干扰区间。 

两路控制时钟，在硬件上的同步确保了采样时间同步和精确。 

2)系统设计使用低成本器件，减少了设备成本。 

设计中增加的一路信号，使用基本的逻辑器件比如分频器就可以得到，成本低。常规设计中使用处理器作为采样控制的主体，系统复杂，成本高。 

3)系统结构简单，稳定可靠。 

与常规设计相比，省去了处理器相关电路的设计，避免了处理器程序的不稳定因素，使运行稳定、可靠。 

附图说明

图1a和图1b是常规电导测量中交变激励源引起的尖峰干扰示意图，其中，图1a为激励电流-时间图，图1b为测量电流-时间图； 

图2是本实用新型提出的使用倍频斩波方式的电导测量装置的系统结构示意图； 

图3是本实用新型提出的使用倍频斩波方式的电导测量装置的双路2倍频信号产生电路图； 

图4是本实用新型提出的使用倍频斩波方式的电导测量装置的斩波电路图； 

图5是本实用新型提出的使用倍频斩波方式的电导测量装置的检波电路图； 

图6a和图6b是根据本实用新型提出的使用倍频斩波方式的电导测量装置经过斩波采样的示意图，其中，图6a为激励电流-时间图，图6b为斩波采样后的电流-时间图。 

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例做详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。针对不同情况，本实用新型可以有不同的实施例。