[发明专利]一种全量程溶液浓度检测变送器及检测方法

说明书

本发明公开了一种全量程溶液浓度检测变送器及检测方法，变送器包括：测量导杆、电导率传感器、密度感应转换开关组件、安装板、接线盒及单片机，电导率传感器设于测量导杆第一端，电连接至单片机；密度感应转换开关组件设于测量导杆上，靠近于传感器，包括：磁浮子和密度感应转换开关，浮子套装于测量导杆上，可沿杆体滑动，悬浮密度为溶液电导率最大值时对应的密度；密度感应转换开关固定在测量导杆上，磁浮子在最低位时，转换开关接通，磁浮子浮起时，转换开关断开；密度感应转换开关与单片机之间为电连接，转换开关的状态信息发送至单片机；安装板固定于测量导杆上，接线盒设于测量导杆第二端。

技术领域

本发明涉及水质或溶液参数检测技术领域，尤其涉及一种全量程溶液浓度检测变送器，以及使用该变送器进行检测的方法。

背景技术

在工业生产或环境保护中，对溶液参数或水质的检测是进行工业控制的基本要求。通常对溶液或水质的检测和分析涉及到温度、电导率、溶液浓度等多个参数。目前的同类传感器，大都是单一功能，在需要多参数检测的场合，一般需要分别设置不同的传感器。这种设置不仅使测量设施繁琐、不便于参数信号统一处理，而且由于各个传感器安装位置的差异，会造成对溶液或水质综合分析的误差，传感器功能单一也增加了使用和制造成本。

溶液的浓度可以由电导率传感器来测量。在一定范围内，酸碱盐溶液的浓度与其电导率的大小成比例关系，因而可以由电导率传感器来测量，再通过电路进行温度补偿及曲线拟合，转换成对应的浓度值。由于溶液的浓度与电导率的对应关系往往是类似一条抛物线，这种测量方式准确率高，但只能测量某一段范围内的溶液浓度(仅上升段或者仅下降段)。

以NaOH为例，请参照图1所示，其为NaOH溶液的浓度-电导率关系曲线图；如图所示，NaOH溶液浓度为15％时，电导率达到最高(412mS、25摄氏度)，而浓度为10％和25％的NaOH溶液的电导率几乎相同，约360mS。现有的电导原理测量溶液浓度的仪器仪表，都只能测量0～15％NaOH溶液的浓度或者只能测量15％-50％(或饱和)的NaOH溶液的浓度，无法兼顾全量程测量。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何全量程地检测溶液的浓度及电导率。

众所周知，酸碱盐溶液的浓度不同，溶液密度也不同。同样以NaOH溶液为例，浓度为10％的NaOH溶液的密度约为1.11g/cm³，浓度为15％的NaOH溶液的密度约为1.165g/cm³，浓度为25％的NaOH溶液的密度约为1.275g/cm³。因而，在原有的浓度测量的方式上，引进密度变化，就可以扩大浓度的测量范围。当然，仅通过密度变化来标定浓度也是可以的，但是在工业现场在线检测中应用难度大，影响测量准确度的问题/干扰多。

由此，为解决上述技术问题，全量程地检测溶液的浓度及电导率，本发明所采用的技术方案是：

一种全量程溶液浓度检测变送器，包括：测量导杆、电导率传感器、密度感应转换开关组件、安装板、接线盒以及单片机，其中，

所述测量导杆为具有两端的杆体；

所述电导率传感器设于所述测量导杆的第一端，电连接至所述单片机；

所述密度感应转换开关组件设于所述测量导杆的杆体上，靠近于所述电导率传感器；所述密度感应转换开关组件包括：磁浮子和密度感应转换开关，其中，所述磁浮子套装于所述测量导杆的杆体上，可沿杆体进行滑动，所述磁浮子的悬浮密度为溶液浓度电导率最大值时对应的密度；所述密度感应转换开关固定在所述测量导杆上，所述磁浮子在最低位时，所述密度感应转换开关处于接通状态，所述磁浮子浮起时，所述密度感应转换开关断开；所述密度感应转换开关与所述单片机之间为电连接，所述密度感应转换开关的状态信息发送至所述单片机；

所述安装板固定于所述测量导杆的杆体上，靠近于所述测量导杆的第二端；