[发明专利]一种基于平面电极阵列的水质电导率检测方法

说明书

本发明提供一种基于平面电极阵列的水质电导率检测方法，包括以下步骤：设计基于平面电极阵列结构的水质电导率检测传感器；传感器包括三组不同电极常数的测量电极对和对应的参考电阻；测量电极对分别为低电极常数测量电极对、中电极常数测量电极对和高电极常数测量电极对；利用传感器进行目标水体的水质电导率检测，分别得到三组不同电极常数的测量电极对测量的水质电导率及其对应的权重系数；根据三组不同电极常数的测量电极对测量的水质电导率及其对应的权重系数，计算得到目标水体最终的水质电导率。本发明的有益效果是：在较低制造成本的情况下的提供宽量程、高精度和稳定性的水体电导率测量。

技术领域

本发明涉及水质检测领域，尤其涉及一种基于平面电极阵列的水质电导率检测方法。

背景技术

准确的水质检测和及时的污染分析，是有效治理水污染的基础。目前，通过各类水质传感器对水体相应参数进行测量，是水质检测的最有效手段，其中电导率传感器能够体现水体中无机物离子的总体情况，具有重要意义。

传统的电导率传感器，一般只有一对测量电极，导致其传感器量程和精度有限，难以适应复杂多变的水环境。

发明内容

有鉴于此，本发明针对传统电导率传感器的检测缺陷，提供了一种基于平面电极阵列的水质电导率检测方法，其具备多对测量电极，通过这些测量电极对的优化选择，可以扩大整体量程并提升测量精度。

本发明提出的一种基于平面电极阵列的水质电导率检测方法，具体包括以下步骤：

S101：设计基于平面电极阵列结构的水质电导率检测传感器；所述传感器包括三组不同电极常数的测量电极对和测量电极对对应的参考电阻；

所述三组不同电极常数的测量电极对分别为低电极常数测量电极对、中电极常数测量电极对和高电极常数测量电极对；

S102：利用所述传感器进行目标水体的水质电导率检测，分别得到三组不同电极常数的测量电极对测量的水质电导率及其对应的权重系数，即低水质电导率及其权重系数、中水质电导率及其权重系数和高水质电导率及其权重系数；

S103：根据三组不同电极常数的测量电极对测量的水质电导率及其对应的权重系数，计算得到目标水体最终的水质电导率。

进一步地，步骤S102中，所述低水质电导率的范围为[C₀,C₁)；所述中水质电导率的取值范围为[C₁,C₂)；所述高水质电导率的取值范围为[C₂,C₃)；其中C₀-C₃均为预设值，且C₀C₁C₂C₃。

进一步地，步骤S101中，所述三组不同电极常数的测量电极对的电极常数由电极对的形状决定，其计算公式如式(1)：

式(1)中，κ为电极常数，s为电极对之间的间距，w为电极宽度，N为电极总数；L为电极长度；K为第一类完全椭圆积分，其计算式如式(2)：

式(2)中，k由电极形状确定，t为积分项，dt为微元项。

进一步地，步骤S102中，所述权重系数，其计算公式如式(3)所示：

式(3)中，σ为三组不同电极常数的测量电极对中任意一组实测的水质电导率；C_C为对应σ的电极常数的测量电极对的中心电导率，其计算公式如式(4)：