本发明专利技术公开一种电磁式溶液电导率测量中传感器及接线的断路和短路的检测方法及装置，电磁式溶液电导率测量是用以通过浸入被测溶液的传感器测量溶液电导率，该传感器内至少有二个磁环，其中一磁环上设激励线圈，另一磁环上设有感应线圈，激励线圈上施加交流激励电压，而在感应线圈侧会有与被测溶液电导率有关的交流感应电流或感应电压，本发明专利技术的方法和装置用于检测传感器及接线的断路或短路，其方案是，在激励线圈和／或感应线圈的接线端口引入一微小直流电流，用以检测装置的断路；以及检测激励驱动电路的输出摆幅，用以检测装置的短路；从而使所测结果十分可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测量仪器
中的电磁式溶液电导率的测量装置，尤其涉 及这种装置的传感器或接线的断路或短路的检测方法和装置。
技术介绍
溶液电导率作为一种重要的电化学分析参数，其测量已经广泛地应用于化 工、冶金、生物、医学、粮食、水利、环保、能源等领域。电导率测量分为接 触式和非接触式。非接触式电导率测量采用电磁感应原理，也称电磁式电导率测量。由于检 测元件不与被测溶液有直接的电接触，传感器坚固，不怕腐蚀，没有极化现象， 寿命很长。电磁式电导率测量的基本方法已被专利技术，并有很久的应用历史了。例如，在美国专利US2542057中，M丄Relis在1951年就公开了基本的原理。 用二个圆形磁环同轴布置，组成传感器，其外部包有耐腐蚀绝缘材料，二磁环 的内孔做成一个溶液的通道，在激励磁环的激励线圈中通入交流电流，根据电 磁感应原理，在激励磁环中产生相应的交变磁通，使被测溶液环路中产生感应 电流，表现为交叉于激励磁环和测量磁环的电流环，此电流环又在测量磁环中 产生交变磁通，从而在测量磁环的感应线圈上产生感应电动势。由于溶液中的感应电流与溶液电导率相关，感应线圈中的感应电动势(开 路电压)与溶液中的电流成正比，因此，测得感应线圈中的感应电动势，即可 求得溶液电导率。用公式G=C/R来计算溶液电导率，其中C为电极常数，R 为被测溶液环路的等效电阻。也可以通过测量感应线圈中在端电压为零时的电 流，求得溶液电导率，如在美国专利US5455513A1中介绍的方法。另外，电导率测量中，提高测量过程的可靠性变得越来越被重视。如果没 有特殊的考虑，测量系统的断路或短路，会与零电导(或极低电导率)相混淆。 则无意中会发生测得错误的电导率的错误。US6414493提出在两个磁环中各增加一个单匝的线圈，它们之间串上一只较大的电阻，它们会使测量值增加一个 固定的偏置。在正常的情况下，该偏置可以被校正掉，但当线圈或电缆发生断 路时，测量电路就会得到一个明显的负电导，因此可以用来检测系统的断路。 但是，在磁环中增加线圈毕竟增加了复杂性。因此，在测量装置中专利技术较简单 的电路，来检测系统的断路或短路，从而避免装置在断路或短路时，无意中测 得错误的电导率的错误，从而保证测量的可靠性，是很有意义的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单的电磁式溶液电导率测 量装置的断路和短路检测方法及装置。本专利技术的一个方案提出一种电磁式溶液电导率测量装置的短路和断路检 测方法，其中测量装置通过浸入被测溶液的一传感器测量溶液电导率，该传感器内至少有二个磁环，其中一磁环上设有激励线圈，另一磁环上设有感应线圈， 其中一激励驱动电路施加交流激励电压于该激励线圈，以在该感应线圈感应出 与被测溶液电导率有关的电流或电压，本专利技术的检测方法包括在该激励线圈 和/或该感应线圈的接线端口引入一微小直流电流，检测该接线端口的直流电 平，用以检测装置的断路；以及检测该激励驱动电路放大器的输出摆幅，用以 检测装置的短路。在上述的方法中，在该激励线圈和/或该感应线圈的接线端口引入一微小直 流电流的步骤包括经由一直流电源及一大电阻在接线端口施加该微小直流电 流。当检测该接线端口的直流电平超过一门限时，判定其所在的激励线圈或感 应线圈断路。在上述的方法中，该激励驱动电路包括一放大器，而检测该放大器输出摆 幅的步骤包括在该放大器的输出端与该激励驱动电路的输出端之间连接一限 流电阻，通过检测该放大器的电压摆幅是否大于正常值来检测该激励线圈是否 短路。本专利技术的另一方案是提出一种电磁式溶液电导率测量装置的短路和断路 检测装置，包括一断路检测电路，施加一微小直流电流于该激励线圈和/或该感应线圈的接 线端口，并检测该接线端口的直流电平以判断该激励线圈和/或该感应线圈是否断路；以及一激励线圈短路检测电路，检测该激励驱动电路放大器的输出摆幅，用以 检测装置的短路。在该检测装置中，该断路检测电路可包括 一直流电源，经由一大电阻在 该激励线圈和/或该感应线圈的接线端口施加该微小直流电流；以及一电平检测 电路，连接该激励线圈和/或该感应线圈的接线端口，当该接线端口的直流电平 超过一门限时判定其所在的激励线圈和/或感应线圈断路。在该检测装置中，该激励驱动电路可包括放大器，其正输入端连接一激 励信号；负反馈电阻，连接于该放大器的负输入端与激励驱动电路的输出端之 间，其中激励驱动电路的输出端连接该激励线圈；以及限流电阻，连接于该放 大器的输出端与激励驱动电路的输出端之间。在该检测装置中，该激励线圈短路检测电路可包括感知电路，连接该放 大器的输出端；峰峰测量电路，连接该感知电路的输出端，依据该放大器的电 压摆幅产生一测量电压；以及电平监视器，连接该测量电压，当该测量电压超 过一 门限时判定该激励线圈短路。其中，该峰峰测量电路包括第一二极管，反向连接在该感知电路的输出 端与一参考电位之间；以及第二二极管，正向连接在该感知电路的输出端与一 输出节点之间，该输出节点输出该测量电压。在一个实施例中，该检测装置还包括分压电路，连接在该输出节点与该电 平监视器之间。本专利技术的电磁式溶液电导率测量装置的断路和短路检测方法和装置相比 现有技术具有如下有益效果能够用比较简单和低成本的电路和方法检测测量 系统的断路或短路故障，从而避免装置在断路或短路时，无意中被错误地测得 零电导或极低电导的错误，从而使测量结果十分可靠。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明，其中图1是电磁式溶液电导率的测量装置的示意图；图2是本专利技术电磁式溶液电导率的测量装置的一实施例的检测激励线圈被 短路或断路的电路示意图3是本专利技术电磁式溶液电导率的测量装置的一实施例的检测感应线圈断 路的电路示意图。具体实施例方式图1示出电磁式溶液电导率的测量装置的示意图。请先参阅图1，电磁式 溶液电导率测量是用以通过浸入被测溶液的传感器测量溶液电导率，该传感器 内至少有二个磁环，其中一磁环Tl上设激励线圈Ll，另一磁环T2上设有感 应线圈L2， 一定幅值的的交流激励信号1施加于驱动器2，经过隔直电容Cl 到激励线圈L1，由此在所测溶液组成的环路6中感应出交流电流，此感应电流 耦合到第二磁环T2中的感应线圈L2，在感应线圈L2中再感应出交流电动势； 测量单元8感应线圈L2侧获得的交流感应电流或感应电压，由此经CPU 9计 算得到被测溶液的电导率，最后的溶液电导率结果被显示器10显示，或为 4-20mA输出或是报警等。请参照图2，其中的方框2是图l所示激励驱动电路 的一种实施例，Ul是一只运放，它接成电压跟随器的形式，其输入为激励信 号。C2是一个小电容，使电路稳定，Rl是负反馈电阻，R2是限流电阻，而 且，R2还服务于激励线圈短路检测。方框16是激励线圈短路检测电路。当发 生激励侧被短路的故障时，激励驱动电路2的输出摆幅会远小于正常摆幅，运 放U1是电压跟随器的形式，它总是试图使激励驱动电路2的输出的摆幅正常， 由于限流电阻R2的存在，Ul的输出摆幅会尽可能接近正负电源电压，即激励 驱动电路的运放U1的输出摆幅会远远大于正常值；在正常情况下，假设激励 线圈的激励电压小于等于+AlV，则激励驱动电路2的输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁式溶液电导率测量装置的短路和断路检测方法，该测量装置通过浸入被测溶液的一传感器测量溶液电导率，该传感器内至少有二个磁环，其中一磁环上设有激励线圈，另一磁环上设有感应线圈，其中一激励驱动电路施加交流激励电压于该激励线圈，以在该感应线圈感应出与被测溶液电导率有关的电流或电压，该检测方法包括： 在该激励线圈和／或该感应线圈的接线端口引入一微小直流电流，检测该接线端口的直流电平，用以检测装置的断路； 检测该激励驱动电路的输出摆幅，用以检测装置的短路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王长林，王冯晋，夏军，王晓凯，J安曼，
申请(专利权)人：梅特勒托利多仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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