[发明专利]自适应离子计及其测量离子浓度的方法

权利要求书

1.自适应离子计，包括数据处理器和离子测量探头，其特征在于，还包括与所述数据处理器的输入端口电连接的A/D转换电路和温度检测电路；

所述A/D转换电路采用24位∑-Δ型AD转换器，其输入端口采用BNC接口，所述BNC接口与所述离子测量探头的BNC接口匹配连接；

所述温度检测电路包括测量环境温度的数字温度传感器检测电路和测量溶液温度的热敏电阻检测电路。

2.根据权利要求1所述的自适应离子计，其特征在于，所述24位∑-Δ型AD转换器为芯片HX530，所述芯片HX530采用震荡频率为11.0592MHZ的内部晶振，并设定增益为4倍或8倍。

3.根据权利要求1所述的自适应离子计，其特征在于，所述A/D转换电路的输入端连接阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路采用的运算放大器芯片为TLV271C或TLV271BCD，所述运算放大器芯片采用双电源处理电路。

4.根据权利要求1所述的自适应离子计，其特征在于，所述A/D转换电路的电源输入端口与基准电源连接，所述基准电源采用基准电压芯片MCP1541，提供的基准电压为4.096V。

5.根据权利要求1所述的自适应离子计，其特征在于，所述数字温度传感器检测电路采用数字温度传感器DS18B20。

6.根据权利要求1所述的自适应离子计，其特征在于，所述热敏电阻检测电路包括NTC热敏电阻、电压分配电路和运算放大电路，所述NTC热敏电阻与所述电压分配电路的输入端口连接，所述电压分配电路的输出端口与所述运算放大电路的输入端口连接，所述运算放大电路的输出端口与所述数据处理器的输入端口连接。

7.根据权利要求6所述的自适应离子计，其特征在于，所述热敏电路检测电路还包括稳压电源电路，所述稳压电源电路包括稳压源芯片TL431，所述稳压电源电路的电压输出端口分别与所述NTC热敏电阻和所述采集电路连接。

8.根据权利要求1所述的自适应离子计测量离子浓度的方法，其特征在于，按如下步骤进行：

（1）将离子测量探头置于去离子水中，测量去离子水的电动势即为标准电极电动势E₀₀，通过A/D转换电路进行转换后传输至数据处理器；将离子测量探头置于离子浓度为C₂的溶液中，测量电动势E₂，通过A/D转换电路进行转换后传输至数据处理器；测量实际温度Tx，将实际温度传输至数据处理器；

（2）标定不同温度的能斯特方程的系数，S_实际(Tx)=(E₀₀-E₂)/ln(C₂*Y_x)，其中，E₀₀为标准电极电动势，E₂为离子浓度为C₂的的溶液的电动势；Yx：为活度系数；Tx为离子浓度为C₂的溶液的实际温度；

（3）将离子测量探头置于待测溶液中，测量实际电动势Ex，通过A/D转换电路进行转换后传输至数据处理器；测量实际温度Tx，将实际温度传输至数据处理器；；

（4）数据处理器根据能斯特方程对数据进行处理，得到溶液中的离子浓度其中,Cx:为溶液中的离子浓度；Yx为为活度系数；E₀₀为标准电极电动势；Ex为实际电动势；Tx为实际温度。

9.根据权利要求8所述的自适应离子计测量离子浓度的方法，其特征在于，步骤（2）中标定不同温度的能斯特方程系数S_实际（Tx)的方法有如下两种：

（一）在不同的温度下测量S_实际（Tx),然后做成温度与系数关系表，存储在离子计中；

（二）测量温度为T₁时的S_实际(T1)然后通过计算得到S_实际（Tx)。

10.根据权利要求8所述的自适应离子计测量离子浓度的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中测量实际温度Tx的方法有如下两种：

①通过离子计的温度传感器测量环境温度，将环境温度直接等效为溶液的实际温度Tx；

②通过离子计的热敏电阻插入待测溶液中，直接测量溶液的实际温度Tx。