[发明专利]一种盐度测量方法

说明书

技术领域

盐度测量的实现方法属于电导率测量技术领域，具体用于对不同温度下盐度数据的测量。

背景技术

随着现代交通运输业的高速发展，天气和路面条件对交通运输的影响也越来越广泛，恶劣的路面条件，严重降低了公路运输效率，甚至威胁公众的生命财产安全。及时准确的获得路面状态信息，使高速公路工作人员对高速公路的通行的调控有所依据，有效提高高速公路通行效率和安全性。

盐度检测传感器主要用于路面状况中检测除冰剂的浓度和预测结冰点，可集成于路面传感器中。由于实际中大量使用的是氯化钠为主要成分的除冰剂，所以把对于除冰剂的检测称为盐度检测。通过检测电路得到盐度值，再根据不同盐度的溶液结冰温度不同的原理来预测可能的结冰温度。

然而，实际盐度测量值受到环境温度的显著影响，导致温度漂移现象的发生，误差较大，同时大量的数据标定工作加重了工作量。本发明采用了一种平面圆形电极模型算法，既可以降低温度效应对盐度传感器测量的影响，也省去了大量的数据标定工作，同时还提高了测量分辨率，减少测量误差。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种盐度测量方法，应用该方法可以显著减少标定数据的采集量，降低测量误差，提高测量分辨率。

技术方案：本发明是提出一种盐度测量方法，其特征在于依次包括以下步骤，

步骤1：利用测试电路测量在温度为T、盐溶液浓度为S时的盐溶液的实测电压值，并根据测试电路中电压与电阻关系计算得出盐溶液的实际电阻值R_计算；

步骤2：根据步骤1得到的实际电阻值R_计算，与理论电阻值R_理论通过拟合得到的R_理论与R_计算的线性关系：

R_计算＝k*R_理论+b

其中，k、b为R_理论和R_计算之间线性关系的系数；理论电阻值R_理论为盐溶液在某一温度下的理论电阻值，为已知量；

步骤3：根据步骤2得出的R_理论与R_计算之间的线性关系，利用已知的其他任一温度下盐溶液的理论电阻值得出盐溶液的实际电阻值，从而得出在该温度下溶液电导率σ，根据电导率盐度温度公式：

S＝1.3888*σ-0.02478*T*σ-6171.9

计算得出该温度下的盐溶液浓度S。

所述理论电阻值R_理论的计算步骤如下：

步骤11：根据电导率盐度温度公式：

S＝1.3888*σ-0.02478*T*σ-6171.9

求得在温度为T、盐溶液浓度为S的时候，溶液电导率的值σ；

步骤12：建立盐溶液电极模型，根据电极模型可得ρ＝K*R，其中R为盐溶液电阻值、ρ为计算的盐溶液电阻率，即为电导率σ的倒数、K为模型的几何因子；

步骤13：根据步骤1的电导率盐度温度公式以及步骤2的平面圆形电极模型，可得在温度T及盐溶液浓度S下，盐溶液的理论电阻值R_理论。

所述电极模型为平面圆形电极模型，模型的几何因子K为：

其中，b为两个圆形电极板的半径，d为两个圆形电极板之间的距离。

所述测试电路为电阻电容充放电测试电路，具体的电阻电容充放电公式如下：

其中，C为电路等效电容，t为电路充放电时间，经过验证对于同一电路，t/C这一项是一个确定的已知量；V_t为实测电压值，V₀为脉冲信号电平。

所述线性关系所拟合的系数是利用Matlab或者Origin拟合工具根据所拟合的公式计算出来的。

有益效果：本发明的盐度测量方法有效地降低了温度效应对盐度测量值的影响，利用测量少量盐度标定点带入计算公式得到全部的不同温度下的盐度标定点，从而极大的减少了标定数据的采集量，提高了标定效率，此算法步骤简单，计算速度快，精度高，降低了温度效应对盐度测量的影响，提高了测量分辨率，使得盐度测量传感器的性能有了显著改善。

附图说明

图1是平面圆形电极模型的算法流程图。

具体实施例