数字式土壤电导率仪制造技术

一种由仪器主机、传导电缆和测量电极所构成的数字式土壤电导电率仪，其具体技术措施是：研制出一只由引锥、极环、绝缘支撑、电极柱、接线盒和引线插座所组成的插入式探针电极。它既适用于田间土壤电导率直接测定，也适用于实验室溶液、纯水等液体电导率测定的多用途电导测定仪器。本实用新型专利技术可以直接插入土壤对不同深度土层的电导值进行直接测定，不取样、不搅动土体，实现远距离原态——原位测定。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实验室和田间测定用电导测试仪器。对土壤电导率的田间直接测定，国内现无专用仪器，国外多采用四电极法测定。四电极法是七十年代以来国外一些学者将地球物理勘探中使用的方法，引借发展到土壤电导测定上，其优点是研究土壤电导时不取样、不搅动土体，可在需测土壤中进行原态——原位连续观测，测值与土壤浸提液电导值有较好的相关性。四电极法是直流法。直流法电极极化严重，一般不用于二电极法测定。由于四电极法电极间电流线为非封闭型，若用于实验室测定小体积纯水及溶液样品时，由于容器界面影响，误差较大而不适用，使该法的使用范围受到很大的局限性。目前国内使用较多的交流电导仪，由于电极形状和电极传导引线线间电容的影响，只能局限在实验室内近距离测定使用，无法用于田间土壤电导的远距离原态——原位测定。本技术的目的在于研制出一种接上通用电极或专用电极后，既能用于实验室小体积纯水和溶液样品的电导测定，又能用于田间土壤电导原态——原位多点测定的精度较高，性能稳定，读数方便，体积小，重量轻，便于携带的多用途电导测定仪。本技术采用的技术方案是以交流测定法为基础，设计，采用插入式探针电极，无容传导电缆和全集成化电路。其具体技术措施是研制出一只由引锥、极环、绝缘支撑、电极柱、接线盒和引线插座所组成的插入式探针电极；引锥的作用是提高探针的压强，使其容易插入土中；极环是测量电极，每一个电导池均由两个极环所构成，中间由绝缘支撑连接；绝缘支撑和电极柱均由耐酸碱、抗老化能力强、电阻大、吸湿小，既韧又坚硬的管状材料制作，探针内径的大小以不影响整体结构强度和能穿过极环引线为准；接线盒和引线插座的作用是连接极环引线和无容传导电缆。无容传导电缆的技术措施是将各芯线进行单独屏蔽，这样，屏蔽层在接地之后，其芯线之间的分布电容基本为零，并且不随电缆长度的变化而变化。它可以克服引线电容的影响，延长传感器与控制和测量设备之间的距离，便于操作。还可以提高测量的精度和可靠性。电原理请参看附图3，在A1的输出端接有D6，在D6与T5之间并联接有R10、C3，集成运放A1和A2构成高精度正弦波发生器，并由集成运放A3进行功率放大后提供电导池测定电压V1。由此电路提供的电导池测定电压和频率的稳定性可很容易地实现0.1％精度。根据测定需要改变电容C4、C7和调节电位器W1，可以得到不同频率和电压的电导池测定正弦波交流电源，并在其输出电压为1V左右时，其温度系数接近于零。集成运放A4将V1反相后提供消除电极和测量电缆残余分布电容影响的补偿电压V2。电容C9与R22并联，对补偿电压V2进行相位补偿，以补偿分布电容对测量电压V1的相移影响。电容C15与R32并联，对整流滤波电路A6进行频率补偿，使其在用不同频率测量同一电阻时得到相同的电导值。本技术的优点在于1.保留了交流法测电导时电极不易极化而通用性大的特点，既可用于实验室，又可用于野外检测；2.插入式探针电极有单电极和组合电极多种，可以根据不同的测试要求选用不同的电极；3.仪器为液晶数字显示，体积小、重量轻、功耗少、稳定性好，用干电池供电便于携带。 附图说明图1是插入式探针电极结构示意图；图2是无容传导电缆结构示意图；图3是仪器主机电路原理图。其中a，是单电极探针；b，是测量多种深度的组合电极探针；1，引锥；2，极环；3，绝缘支撑；4，电极柱；5，接线盒；6，测量电缆连接插座；7，电极环引线；8，铜芯线；9，芯线聚氯乙烯绝缘层；10，铜丝编织屏蔽层；11，聚氯乙烯绝缘护套。电路原理图中A1～A4为低失调电压运放；A5为高输入阻抗运放；R23～R27为精度小于0.1％的精密电阻。实施例探针电极的引锥、极环用不锈钢材料制作，在对电极要求较高时，极环可采用铂材料制作。绝缘支撑、电极柱、接线盒采用尼龙材料车制或注塑成型均可(本实施例为车制而成)。极环引线为单芯屏蔽线，一端焊接在电极环内侧，另一端待最后装配时焊接在插座上。探针各接缝处要用环氧树脂封装。无容传导电缆由于市面上无售，可自己用两根无护套单芯屏蔽线并在一起后，再套上聚氯乙烯绝缘护套。批量生产时可向厂家定做。主机壳体既可用工程塑料模压制作，也可用金属材料经板金工工艺加工制成。塑料壳体内壁需贴以铝箔进行屏蔽，金属壳体应注意与大地绝缘(本实施例用塑料壳体)。主机电路板先在印制板上焊装元器件，再在底板上焊装引线，最后进行总装和调试。权利要求1.一种由仪器主机、传导电缆和测量电极所构成的数字式土壤电导率仪，其特征在于在主机电路中A1输出端接有D6的负极，在D6的正极到T5之间并联有R10、C3、R10、C3的另一端接地；R22与电容C9并联，它两一端与R20、A4反相输入端连接，另一端与A4输出端、C12、C13连接；R32并联有电容C15，它两一端与R33、D10负极连接，另一端与R30、D9正极、A6反相输入端连接；传导电缆的两根芯线各自进行了单独屏蔽；测定电极由引锥、极环、绝缘支撑、电极柱、接线盒和引线插座所构成。2.根据权利要求1所述的电导率仪，其特征在于测定电极是由两个或两个以上的偶数极环所组成。专利摘要一种由仪器主机、传导电缆和测量电极所构成的数字式土壤电导电率仪，其具体技术措施是研制出一只由引锥、极环、绝缘支撑、电极柱、接线盒和引线插座所组成的插入式探针电极。它既适用于田间土壤电导率直接测定，也适用于实验室溶液、纯水等液体电导率测定的多用途电导测定仪器。本技术可以直接插入土壤对不同深度土层的电导值进行直接测定，不取样、不搅动土体，实现远距离原态——原位测定。文档编号G01N27/04GK2074913SQ9021255公开日1991年4月10日 申请日期1990年4月14日 优先权日1990年4月14日专利技术者蒋明富 申请人:中国科学院成都分院土壤研究室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由仪器主机、传导电缆和测量电极所构成的数字式土壤电导率仪，其特征在于：在主机电路中Ａ↓［１］输出端接有Ｄ↓［６］的负极，在Ｄ↓［６］的正极到Ｔ↓［５］之间并联有Ｒ↓［１０］、Ｃ↓［３］、Ｒ↓［１０］、Ｃ↓［３］的另一端接地，Ｒ↓［２２］与电容Ｃ↓［９］并联，它两一端与Ｒ↓［２０］、Ａ↓［４］反相输入端连接，另一端与Ａ↓［４］输出端、Ｃ↓［１２］、Ｃ↓［１３］连接，Ｒ↓［３２］并联有电容Ｃ↓［１５］，它两一端与Ｒ↓［３３］、Ｄ↓［１０］负极连接，另一端与Ｒ↓［３０］、Ｄ↓［９］正极、Ａ↓［６］反相输入端连接；传导电缆的两根芯线各自进行了单独屏蔽；测定电极由引锥、极环、绝缘支撑、电极柱、接线盒和引线插座所构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋明富，
申请(专利权)人：中国科学院成都分院土壤研究室，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]