[发明专利]电导率的测试装置和用电设备

说明书

技术领域

本发明涉及电导率测试技术领域，具体而言，涉及一种电导率测试装 置和一种用电设备。

背景技术

电导率作为物质的重要特性之一，并且以其检测原理简单、检测装置 成本低而被广泛用于物质分类技术、材料分析技术、环境保护技术以及工 业生产控制技术中。

相关技术中，对于电导率的检测通常是采用伏安特性曲线进行分析， 具体地，对测试电极施加电压信号作为激励信号，读取流经测试电极的电 流信号，根据上述的电压信号和电流信号确定待测物的电导率。但是，若 采用的直流电压信号作为直流激励信号，会导致测试电极的极化；若直接 采用交流电压信号作为交流激励信号，则对交流激励信号的幅值和频率的 稳定性要求较高，而且会由于交流激励信号中包含有直流成分造成测试电 极的极化，同时交流激励信号的测试结果并不能很好地兼容于数字电路， 因此不能为用户提供直观的电导率测试结果。此外，对于高电导率的物 质，由于其分辨率较低，因此无法准确地对其进行测试。

同时，在某些场景下，如在电导率成像领域需要对介质多点处的电导 率进行测试，若仅采用一组或两组测试电极，则需要不时变更测试电极的 测试位置，导致测试不方便、用户操作繁琐；而且需要对测试电极进行清 洗，否则会造成测试结果不准确。可见，采用一组或两组测试电极显然不 能满足测试场景的需要。

因此，如何能够在避免测试电极被极化的前提下，准确地对物质的电 导率进行测试，并且能够满足不同测试场景的需要成为亟待解决的技术问 题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种能够在避免测试电极被极化 的前提下，准确地对待测试介质的电导率进行测试，并且能够满足不同测 试场景需要的电导率的测试装置。

本发明的另一个目的在于提出了一种用电设备。

为实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提出了一种电导率的测 试装置，包括：方波发生源，用于产生方波信号；第一滤波电路，连接至 所述方波发生源，用于对所述方波发生源产生的所述方波信号进行滤波处 理，得到不包含直流成分的正弦信号，以将所述正弦信号作为测试电压； 测试电极单元，包括并联连接的至少三组测试电极，所述测试电极单元连 接至所述第一滤波电路，用于将所述测试电压施加在待测试介质上；电流 检测电路，用于检测流过所述测试电极单元的电流信号，并将检测到的电 流信号转化为相应的电压信号；开关电路，连接在所述测试电极单元和所 述电流检测电路之间，用于控制所述至少三组测试电极中每组测试电极的 工作状态；倍频电路，连接至所述电流检测电路，用于对所述电压信号进 行倍频处理；信号处理电路，连接至所述倍频电路，用于根据经过所述倍 频电路处理后的电压信号确定所述待测试介质的电导率。

根据本发明的实施例的电导率的测试装置，通过将第一滤波电路连接 至方波发生源，以对所述方波信号进行滤波处理，最终获得不含直流成分 的正弦信号，可以避免相关技术中采用直流激励信号，或直接采用未经处 理的包含有直流成分的交流激励信号而造成电极的极化效应；同时，由于 是通过对方波信号进行滤波处理后得到的正弦信号，因此可以保证施加在 电极上的交流激励具有稳定的幅值和频率，进而可以确保电导率测试结果 的准确度。

另外，通过设置开关电路以控制每组测试电极的工作状态，增强了电 导率的测试装置的测试多样性，即可以通过开关电路的简单切换，实现由 不同的测试电极对待测试介质进行测试，满足了不同测试场景的需要，如 对于电导率成像领域，实现了通过至少三组电极对待测试介质的不同点的 电导率进行测试。优选地，至少三组测试电极中在同一时刻可以仅有一组 测试电极工作，以避免至少三组测试电极测试的信号之间产生干扰。

而由于在激励信号的频率、待测试介质的阻抗满足一定条件时，电流 检测电路输出的电压信号的幅值与待测试介质的电导率呈近似正比的单调 递增关系，因此通过设置倍频电路对电流检测电路输出的电压信号进行倍 频处理，可以使测量结果与待测试介质的电导率呈现近平方关系，进而能 够实现对高电导率的介质进行准确的测量。

此外，本发明提出的电导率的测试装置的成本较低，便于实现电导率 的测试装置的批量生产和应用，如应用在净水机中实现对净水机水质的检 测，或用于对电解质、肉制品、粮食水分、土壤水分等的测量。